این که علم ترکیبی از منطق و تخیل است شاید برای دانش آموزان عجیب بنماید. ابداع فرضیه و نظریه برای تجسم چگونگی کار جهان به اند‌ازه سرودن شعر، ساختن قطعه موسیقی یا طراحی یک اثر هنری خلاقانه است. در واقع فرایند بیان فرضیه و آزمون آن یکی از فعالیت‌های محوری دانشمندان است. یک فرضیه هنگامی مفید است که نشان دهد چه دلایل و مدارکی آن را پشتیبانی می کند و کدام یک آن را رد می کند. فرضیه ای که تن به ابطال ندهد و در هر شرایطی درست باشد، ممکن است جالب به نظر برسد، اما نمی توان آن را فرضیه ای علمی دانست. در این باره، استانداردهای ملی آموزشی علوم امریکا یک جنبه مهم هر تحقیق علمی را این می داند که افراد در یادگیری مبتنی بر تحقیق بیاموزند که به شواهد اولویت بدهند. شواهد به دانش آموزان اجازه می دهد که به ارزیابی و بسط تبیین‌های مربوط به پرسش‌های علمی بپردازند.
بر اساس دیدگاه فرضیه‌ای - قیاسی، در آموزش علوم باید به فرایند قیاسی آن توجه کرد و دانش آموزان را بر آن داشت که به ارائه فرضیه در مورد یک مسئله خلاف انتظار بپردازند و آنگاه همراه با شرایط اولیه آزمایش، به استنتاج دلالت آزمونی آن راه یابند و بر اساس شواهد ابطال کننده به بررسی فرضیه اولیه بپردازند و در صورت رد آن به فرضی‌ه‌های بدیل روی آورند. به طور مثال، اگر از دانش آموزان اواخر سال‌های ابتدایی بپرسیم که چرا وقتی کاغذی سوزانده می شود، وزنش کمتر می شود، فرضی‌ه‌هایی را مطرح خواهند کرد مانند این که کاغذ در ضمن سوختن، ماده ای را از دست می دهد و به همین دلیل، وزنش کم می شود.
اکنون اگر بخواهیم به صورت قیاسی پیش برویم، می توانیم از آنها بخواهیم که با در نظر داشتن فرضیه خود (هر چیزی که می سوزد، ماده ای را از دست میدهد و وزنش کم می شود) و شرایط اولیه یک آزمایش (مانند این که میزان مساوی از براد‌ه‌های فولاد در دو کفه ترازویی نهاده شود و براد‌ه‌های یک کفه سوزانده شود) به استنتاج دلالت این آزمایش بپردازند. استنتاج این خواهد بود که کفه ترازویی که محتوای آن سوزانده شده، به سبب سبک شدن بالا خواهد رفت. با انجام این آزمایش، مرحله شواهد تجربی فرا می رسد. شواهد در این آزمایش نشان خواهد داد که برخلاف انتظار دانش آموزان، کفه مذکور سنگین تر شده زیرا به سمت پایین حرکت می کند. اکنون بر اساس قاعده منطقی رفع تالی، با رد شدن نتیجه استنتاج، می توان دریافت که مقدمات قیاس ابطال می شوند. اما در مقدمات قیاس، یک فرضیه وجود دارد و یک گزاره حاکی از شرایط اولیه، و چون شرایط اولیه مورد تأیید ماست، پس نتیجه میگیریم که فرضیه نادرست بوده است. اکنون باید دانش آموزان به مطرح کردن فرضیه ای دیگر بپردازند و بار دیگر، سیر قیاسی مذکور انجام شود و نتایج آن برحسب شواهد ارزیابی شود تا زمانی که فرضیه ای در برابر ابطال، مقاوم باشد. در این صورت، فرضیه مذکور را به طور موقت می پذیریم اما همواره انتظار آن را خواهیم داشت که در آزمون‌های بعدی ممکن است ابطال شود.
بر اساس دیدگاه فرضیه ای - قیاسی در برنامه درسی علوم، توجه به سه مرحله زیر لازم است:
الف) فرضیه سازی از طریق تخمین خلاقانه.
ب) آزمون فرضیه (به وسیله معیارهای تجربی)
ج) فرایند پذیرش اجتماعی و ثبت دانش علمی.
اگر این سه مرحله در آموزش علوم برای دانش آموزان مطرح و روشن شود، مسائل زیادی که ناشی از عدم هماهنگی بین علم آموزشگاهی و علم واقعی است، به حداقل می رسد. امروزه نگاه غالب در علم آموزشگاهی، بر کسب و درک مفاهیم و نظریه‌‌های علمی و همچنین فهم کلی روش‌های علمی است و توجه کمی به ابعاد فردی، و خلاقیت علمی (فرضیه سازی، طراحی آزمایش و غیره) می شود و حتی کمتر از آن، به نقد و ارزیابی جامعه علمی و اعتباربخشی و به دست آوردن اجماع نظر در مسائل علمی توجه می شود. از سه مرحله فرضیه سازی، آزمون فرضیه و پذیرش و ثبت اجتماعی دانش علمی، مرحله اول و سوم کمتر در آموزش علوم مدارس مورد توجه واقع می شود. در نظر گرفتن این دو مرحله، جنبه‌های انسانی فعالیت علمی را به طور مشخص تر نشان می دهد و تصویر ثابت و جزمی را از فعالیت‌های علمی می زداید. دانش آموز باید درک کند که عینیت علمی ایجاب نمیکند که افراد از علایق و سوگیرهای فردی خود در مراحل کار علمی صرف نظر کنند؛ بلکه عینیت علمی در گرو آن است که فرضیه‌ها قابل آزمون تجربی و تحلیلی باشند و در معرض نقد دیگران قرار بگیرند.
ابطال گرایی و سازه گرایی
سازه گرایی به عنوان رویکردی در برنامه درسی که در آموزش علوم مورد توجه قرار گرفته، در پی آن بوده که با رویکردهای سنتی عینیت گرا در تعلیم و تربیت مقابله کند. از نظر این عینیت گرایان، دنیای خارجی، مستقل از آگاهی و وقوف انسان وجود دارد و اساس بررسی حقیقت ادعاها را تشکیل می دهد. همچنین این رویکرد، زبان را وسیله ای خنثی و دقیق برای توصیف دنیای واقعی می داند که می تواند دانش را به طور مؤثر از ذهن معلم به ذهن دانش آموز انتقال دهد. این دو اصل، مبنای فلسفی رویکرد انتقالی در برنامه درسی و آموزش را تشکیل می دهد.در تقابل با عینیت گرایی، از نظر سازه گرایان، دانش آموزان به صورت فعال به خلق دانش و بازسازی آن می پردازند. آنان همواره به مقایسه اندیشه‌هایی که در آموزش رسمی به آنان عرضه می شود با دانش موجود خود می پردازند. دانش موجود افراد از تجارب آنان در موقعیت‌های اجتماعی و فرهنگی فراهم آمده است.
هدف اصلی در تعلیم و تربیت مبتنی بر سازه گرایی پرورش افرادی است که به توانایی خود در خلق دانش باور داشته باشند و برای دانش، موجودیتی عینی و خارج از خود لحاظ نکنند. سازه گرایان بر آنند که این نگاه معرفت شناسانه نسبت به دانش، افرادی را می پروراند که توانایی بیشتری در تولید دانش از طریق حل مسئله دارند و علاوه بر حل مسئله، توانایی تشخیص و تعیین مسئله را نیز دارند. از نظر معلم سازه گرا، وقتی برای دانش آموزان فرصت‌های فکری تدارک دیده شود، آنان برای بررسی موضوعات درسی و خلق دانش در سطوح مختلفی از پیچیدگی و حل مسئله تحریک می شوند.
منبع: درآمدی بر فلسفه تعلیم و تربیت جمهوری اسلامی ایران، جلد دوم، خسرو باقری،صص236-234، شرکت انتشارات علمی و فرهنگی، تهران، چاپ نخست، 1389