一、科学的作用
邓公曾说过科学技术是第一生产力，但是这样的说法其实会产生误解，以为科学和技术是一回事。其实不是的，科学和技术其实是两回事，比如中国古代没有科学，但是技术非常发达，直到清朝前期一直是领先全世界的。没有科学也可以有技术，因为两者的作用是不一样的。科学的作用是解释，技术的作用是改变。举个例子，毛巾厂要把毛巾做的粗糙，以方便擦拭的时候能够更加干净，让毛巾变粗糙这就是技术，但是卫什么粗糙的毛巾可以擦得更干净呢，这就需要解释，因为越粗糙的物体摩擦力会越大，摩擦力大对污渍的擦洗效果越好，这就是解释。由此我们可以看到其实科学和技术是在不同的领域起作用。
当然有科学支撑的技术会发展的非常迅速，没有科学支撑的技术就发展的非常缓慢。这里我举一个我上课的案例来说明：在上陶瓷品这节课的时候我经常会讲述瓷器的历史。瓷器是中国发明的，中国的瓷器技术在世界一直是领先的，但是到了欧洲文艺复兴之后，科学兴起，欧洲人开始自己制造瓷器。他们使用科学实验的方法，很快就掌握了中国几千年的掌握的制瓷技术，到最后甚至大大超越了中国。到今天为止中国的制瓷技术也还远远落后于欧洲，现在世界最著名的瓷器厂商都是外国的。这就是科学方法对技术进步的促进。
二、什么是科学解释
解释世界是人类都有的智力活动，但是并不是所有的解释都是科学解释，比如古人用天狗食月解释月食现象，这就不是科学解释。科学解释需要三个部分组成：
1、基本假设
科学的解释必须要有一个基本的假设，这个假设其实并不需要是真的。只要这个假设能够解释现象就可以了。比如物理学有一个基本概念叫做力，力是改变物体远动状态的原因，但是其实力这个概念是人们想象出来的，现实中谁也没有观察到力，人们看到的是物体运动状态的变化。还有“内部”这个概念也是如此，一个砖块有没有“内部”呢，其实是没有办法看到的，因为一旦切开砖块的“内部”，“内部”就变成外部了。这些概念都是一些基本假设，他们都不是事实，自然就不是真的。但是谁又能说这些概念不能解释现象呢？
2、逻辑推理出的理论
只有基本假设是不能做解释的，必须要从基本假设开始运用逻辑推出一系列理论，这些理论才能够解释现象。比如解释汽车为什么会改变运动状态，就不能用力是改变物体远动状态的原因来解释，为什么不能这么解释呢？仔细看这个解释：汽车为什么会改变运动状态，因为汽车受力了，如何知道汽车受力了，因为汽车改变了运动状态。简化一下就是：为什么A，因为B，为什么B，因为A。这就是循环论证，英文叫tautology，张五常将其翻译成套套逻辑，我认为这个翻译非常传神，兼具有音译和意译的功能。这样的解释永远对，但是没有解释力，她似乎能解释所有问题，但是其实什么问题也解释不了。
所以真的要解释问题就必须要有理论，而理论和基本假设的之间的区别在于，理论需要有真实的局限条件。比如牛顿第二定理就是一个理论，他就可以解释事实，汽车为什么会以a的加速度加速，因为汽车受到的力F除以汽车的质量M就是加速度a。而且有了理论之后不仅可以解释，还可以预测，比如你知道了汽车受到的力F和汽车的质量M，你就可以知道汽车将会做什么运动，你并不需要现场看到汽车是如何运动的。所以这里就有一个非常重要的一个结论，对已经发生事件的解释和对未发生事件的预测其实是一回事。
3、进行验证
这就是科学解释最重要的一步，就是验证。既然要验证那就要可以被验证，但是因为逻辑的关系，理论只能够被证伪，不能够被证明。假设A是对的，那么B就会发生，在现实中只能观察到B有没有发生，如果B发生了，假设A是不一定正确的。举个例子，下雨了（A），地上就会湿（B），但是地上湿（B）是不能推出下雨了（A）的。但是如果B没有发生，那么可以确定A是错的。还是下雨的例子，如果地上没有湿（非B），那么就一定没有下雨（非A）。这就是原命题和逆否命题的关系，所以如果要验证只能进行证伪，不能进行证明。所以可验证就是可证伪。
但是反过来说要证明一个理论是错的（非A），是不能用非A推出非B的。这就是先入为主的错误，当然这个错误在自然科学中比较少，在社会科学中就非常多了，所有的行为经济学都犯了这个错误，这里先按下不表。我说一个自然科学领域类似问题，那就是达尔文进化理论，达尔文的进化理论简单的说就是无方向的变异加自然选择。但是在达尔文之前也有另一种解释方法，就是目的论的解释，大意就是自然界的生物也好像有智能一般会主动选择对自己有利的方式生长。比如植物会主动的想各种方法获得阳光，水，空气。两种解释核心的不同在于变异是否是有方向的，但是如果放到一个较长时间尺度上来看，这两种解释都能解释自然界中的现象。比如一种兔子会在冬天的时候把毛变成白色，你既可以解释成兔子是为了防止被天敌吃掉主动变成了白色，叶可以是解释成其实兔子变成什么颜色是随机的，只是这种冬天变成白色的兔子更加能够在雪地的环境中存活。只要冬天下雪这个局限条件不变，这两种解释就都不会被推翻。但是局限条件一旦变化，比如这个冬天没有下雪，兔子也会变成白色。那么第一种目的论的解释就被推翻了，而第二种解释任然成立。但是很多老师是直接用变异是没有方向来推翻目的论的解释的，这就犯了先入为主的错误，要推翻目的论，首先要假设它是对的，然后用事实来推翻他。不能直接否定他的基本假设来推翻它。
三、教学中的实例
1、生物学是最好的教材
如果说哪一门学科是最好的教授科学方法论的学科，首推生物学。原因三点：1、生物学不需要很深的数学作基础。2、生物学在现实中观察的机会比较多。3、生物学比较吸引小孩的注意力。所以在一年级的植物单元的教学中充分让学生锻炼如何进行科学解释。主要是通过观看视频，然后停下来问学生这些植物（一年级只要讲植物）为什么会长成这个样子。学生只要认真听讲，就一定能做出解释。这里用的就是目的论，因为我认为目的论其实还是成立的，只是需要补加一些经济学的理论，比如机会成本，信息费用。但是这个实在是太难了，所以我会挑选那些符合目的论解释的现象让学生思考。
2、环保是最好的反面教材
环保的学习其实要到五六年级才涉及，但是我认为那是最不科学内容，因为它是先入为主的认为环保是好的，然后推导出我们应该如何如何做。但是我觉得这恰恰是非常好的反面教材，通过科学方法找出环保理论里面的错误更加深刻的理解到如何运用科学方法论来解释。
比如垃圾分类好不好，要综合分析垃圾分类的好处与坏处，但是现实教学中因为教材只会给出垃圾分类的好处，让学生误以为垃圾分类是好的。比如日本为什么这么干净啊，因为日本人垃圾分类的意识很高啊，所以我们也要学日本进行垃圾分类。但是用科学方法论一分析错的一塌糊涂，因为中国的事实明显的推翻了这种说法，中国这几年的城市环境越来越好，但是中国并没有进行全民的垃圾分类普及啊。说明环境的改善与是否进行垃圾分类普及没有关系啊，经济发展才是主要因素。
其实中国是有垃圾分类的，但是那是那些拾荒者自己做的，因为这和他们利益相关。而且中国的垃圾分类远远比日本细致的多，因为拾荒者是专业干这个。在中国垃圾要分成5000多种，而日本全民普及不过是500多种。其中的差距一看便知。而且垃圾的分类也导致运输费用的增加，同时伴随着汽车尾气，二氧化碳的增加。所以垃圾分类到底是保护了环境还是破坏了环境呢。事实上日本有一家专门搞垃圾回收的公司，其社长白井澈就是个坚定的日本垃圾分类无用论者，他认为垃圾分类没有提高效率，很多人被错误认识支配着，进行着垃圾回收。所以当我把这些事实摆在学生面前的时候，学生的三观就被颠覆了。
四、总结
从上面的案例中可以看到进行科学方法论的教学需要遵循两点：1、不断的练习。让学生有充分的机会锻炼自己的科学解释能力。2、抓住能够颠覆学生常识的教学机遇，渗透科学方法论，这样有事半功倍的效果。
