从现代科学技术日益成为社会全面进步最基本的因素以及现代社会日益科学化的趋势来看，未来教育必须以科学教育为基础。当今世界各国大学的讲台上，科学技术教育已经处于首屈一指的地位。在科学技术高速发展的今天，高科技产品不断涌入人们的生活，科学素养正在变为日常生活必不可少的一个能力。科学上的许多重大发现，比如有关宇宙或者生物技术的进展，深刻地影响人们看待自我的方式。社会发展客观上要求人才的培养改变单一型的智能结构，全面提高学生素质，那么在科学教育的学习中学生要遵循哪些原则？
主动性原则
主动性原则是指学生在科学教育过程中，通过主体意识的培养与确立，把课堂教学过程看作是自己自主学习与掌握知识的过程，积极主动地参与各种教学活动，达到学习知识、发展能力、提高科学素养的目的。
最早提出主动学习与科学认识过程相结合的是20世纪著名教育家杜威。杜威从经验主义出发，认为学生要获取知识，必须以其亲身经验为基础。因此，他提出学生要从生活实际问题着手，积极寻求解决问题的方案，并实施解决问题的过程，最后以验证方案的正确与否作为阶段性认识活动的结束。在杜威的教学过程中，学生始终以主动探索者和问题解决者的角色出现，体现了较强的学习主动性。因此，主动学习是问题探索或教学过程中必不可少的条件。
科学教育中实施学生学习的主动性原则，要求以马克思主义科学实践观为理论基础，把科学认识活动当作主动变革现实客体或知识客体的过程，变为主动探索事物由来和发现其间关系的活动，以亲身的体验、经验生长为基点，以自觉性和主动性为动力，通过不断变革已有认识，获取新知，发展能力。主动性原则要求学生在参与科学教育过程中做到：
（1）有强烈的求知愿望
对生活周围的事物有强烈的求知愿望，希望得到满意的答案与解释，喜欢观察，喜欢提问，并表现出持之以恒的态度。
（2）有主动的参与意识
在学习科学知识的过程中有主动参与的意识，明确自己是学习过程的主体角色，并表现为积极主动地提出问题，主动要求回答问题，积极参加各种讨论，勇于发表个人的见解，主动要求与人合作，开展各种科学探索活动。
（3）形成主动负责的个性特征
对科学教育中面临的各种探索活动持有成功的信心。愿意与同学之间互相交流，养成容纳不同意见的习惯。在探索中碰到困难和挫折时知道自我调节，形成谦虚与自信相结合，既有主动开拓精神，又能与人合作共事的风格。
（4）学会自我评价
在科学活动中，一方面要学习评价客观事物，评价各种教育结论正确与否；另一方面要学会自我评价，能通过评价，反思自己的研究过程，评价自己成功与失败的原因，分析自己的学习动机、态度、习惯、方法及结果，不断地从中找到问题，加以改进，实现自我完善。
科学教育之所以不同于传统的“传授—接受”式教学，最根本的一点就是强调学生参与认识活动的积极状态，这也就是主动性原则的核心所在。只有学生把学习科学知识的过程看作是一种自主学习与探索的过程，才能摆脱单纯以知识、技能训练为主的接受或被动学习，在态度、价值观、能力、方法、行为、习惯等方面都得到发展，实现科学素养的全面提高。
独立性原则
独立性原则是指学生在科学教育的学习活动中能坚持独立性，以自主学习为主，不依赖别人。在行为上表现出能独立地进行思考，独立地发现问题、分析问题和解决问题，独立地承担并完成科学调查、探究、社会实践等活动。
独立思考是人们进行科技活动的必要前提。科学史上有创造性的科学家大多具有独立性精神。在科学探究中常常会有一种思维的惰性力量。把已有的学说当成真理标准，简单模仿。具有独立精神的人则不愿受此束缚，他们独立思考，既继承前人的成果，又不盲目附会，敢于向科学权威提出挑战，敢于标新立异。我国杰出的科学家李四光就是善于独立思考的典范。当国内外地质学家权威判定中国第四纪无冰川时，年轻的李四光竟然提出中国存在着第四纪冰川。本世纪二三十年代美孚油行在中国钻探石油失败，“中国贫油论”在当时盛行时，李四光却指出：“美孚的失败并不能证明中国没有油田”。
很多科学家都非常重视科学教育活动中独立性的培养。爱因斯坦就曾指出：发展独立思考和判断的一般能力，应当始终放在首位，而不应把获得专业知识放在首位。如果一个人掌握了他的学科的基础理论，并且学会了独立性地思考和工作，他必定会找到他自己的道路，而且比起那种主要以获得细节知识为其培养内容的人，他一定会更适应进化与变化。
学生在科学学习中坚持独立性原则对其科学探索和科学知识的学习具有十分重要的意义。一般来说，独立思考水平较高的学生，在同样条件下比独立思考水平低的学生在事业上具有成就。为此，培养独立探索精神是现代科技教育的必然要求，具体应注意以下几个方面：
（1）要学会独立思考
学会独立思考的特征是凡事有自己观点与见解，不人云亦云。培根在《新工兵》中曾讲过三种不同的学习方式：一种是蚂蚁式的学习，只会搜集材料；一种是蜘蛛式的学习，只会口中吐丝；另一种是蜜蜂式的学习，博百花酿出蜜来。一个人不会独立思考，就像吃了东西不会消化一样，是一定学不好的。独立思考要求学生正确对待书本知识，有两种态度是不可取的：一是全盘否定；二是一切唯书论。知识是独立思考的前提，但不能做它的奴隶。
善于发现问题，提出问题，这是独立思考的又一主要标志。科学学习是一种探索，提出问题比解决问题更重要。因为解决问题也许仅是一个数学上或实验上的操作过程而已，而提出问题，从新的角度看旧的问题，却需要创造性，且标志着认识的真正进一步。
（2）提高独立学习的水平
要提高独立学习的水平，就要了解自己的认知特点，具有调节和管理自己认知活动的能力。比如，明确自己应该怎样感知、记忆和思考，有计划地分配学习时间和精力，检验自己的学习结果，总结学习活动规律等等。通过这些可以提高独立学习和探索的效率。当然这一点主要是针对年级较高的学生而言的。
参与体验原则
参与体验原则，顾名思义就是要求学生在科学教育中，积极参与各种学习和实践活动，并表现为在发现科学知识，解决实际问题的过程中获得体验，从中学习和掌握新知识的一种积极倾向和主动行为。参与体验包括参与意愿、参与动机和参与能力三大要素。参与意愿是指在科学认识活动中表现出的一种积极、主动的倾向性心态，强烈的求知欲、好奇心和探索精神。参与动机指对科学认知活动目的意义的认识水平。参与能力则指投入科学认识活动所需的各种适应能力。
在科学认识活动中，学生具备积极、主动的参与精神十分重要。首先，科学教育的内容是以学生生活中常见的事实或需要解决的问题为主。学生学习这些内容，首先需要激活他们的学习兴趣与动机，产生参与体验的愿望。只有具备了这种心理准备状态，学生的学习才会以自觉性主动性为动力，产生强烈的兴趣和欲望，并在亲自参与体验的状态中，使科学认识与情感、兴趣、需要等心理因素有机地结合起来，成为一种真正有意义有兴趣的学习。其次，体验学习也是使学生产生探索、追求及创新心理的源泉。在参与活动中，学生往往会碰到各种新问题，并想搞清其究竟。这样，一个问题解决了，又会出现另一个问题，促使学生不断探索，从中培养分析问题、解决问题的能力。还有，通过在科学认知活动中的参与体验可以使学生学会实际从事研究的能力，包括问题的分解、信息收集、资料汇总、分析判断等方法，以及如何处理这中间的人际关系、与人共事、怎样与有关方面打交道等等，这些只有学生在不断的实践中亲身经历，才能真正学到。科学教育中坚持参与体验原则，要求学生必须注意：
（1）确立角色意识和集体观念
学会参与，首先需要学生在科学认知活动中确立角色意识和集体观念，认识到参与是一种合作，参与既有个体特定的目的要求，又有集体合作交往、共同完成任务的要求。要学会在群体活动中既有角色意识，又能服从合作的需要、集体的需要，具有在不同场合进行角色交换的能力。
（2）参与体验中对品质的培养
参与体验中要树立角色到位、对自己行为负责的观念，包括意志、毅力等品质的培养。科学认识活动从感知开始，在实践中可能会碰到各种问题与困难，需要坚持角色意识，对自己的行为负责到底。如在植物的栽培过程中需要在温室里操作，学生就要在摄氏40度高温室内进行长时间的学习。又如饲养小动物、了解动物的生长过程也必须要有充分的耐心和忍耐力。尤其是碰到困难时更要注意调节情绪低落、气馁、灰心、任性等情绪，通过意志、毅力，坚持到底。只有真正做到这一点，科学实践的探索活动才能使学生真正有所收获。
实践性原则
科学教育的实践性原则要求学生从读科学变为做科学，通过积极地动脑、动手、动口，探索、实际操作，亲自获取知识和经验，并且运用所学到的科学知识和经验，解决周围生活中的具体问题，锻炼用科学方法解决实际问题的能力。实践活动是科学教育中不可缺少的环节，实践性原则是科学教育要求提高学生科学素养的最有效途径。
科学教育是在社会、科技高速发展对人的素质要求不断提高的前提下产生的，目的是培养学生具有与现代化社会相适应的科学观念、精神、态度以及科学探索和解决实际问题的能力。如果科学教育单纯局限于传统的课堂讲授，学生只接触书本知识、间接经验，就难以深刻理解、掌握并运用所学知识，并且会因为缺乏个人的参与体验，无法形成解决实际问题的能力。因此，科学教育必须坚持实践性原则。这不仅有助于学生掌握知识，培养能力，发展科学价值观；而且有助于他们学以致用，及时将学到的科学技术知识和方法用到生活实际中，进一步巩固深化所学的知识，加深对科学教育价值的认识。
在科学原理的学习过程中必须坚持理论联系实际，学用结合。如果仅仅满足于了解科学原理和概念，就事论事地学习一些具体的实际操作方法，则无助于对科学原理的深刻认识与掌握。只有学用结合，用所学的科学原理去指导科学实践，多做一些与日常生活密切联系的小实验、小创造、小发明，以学指导用，又通过用来促进学，才能有助于真正掌握科学知识，开扩思路，提高解决实际问题的能力。
实践活动是由大量操作组成的。在科学教育的学习中要求学生坚持实践性原则，必须注重学生各种实际操作能力的提高，包括让学生学习使用各种实验工具，并了解其性能，具有动手制作的技巧，并有一定的工艺水平；会使用计算机、网络查找资料，获取信息等等。总之，科学研究中的各种操作技能如何，学生会使用多少工具，是实践性原则能否成功运用的基础。
实践性作为学生科学学习的原则，不能只局限于自然科学的实验室操作，还应包括更宽泛的内涵。在实验室中可以进行物理、化学、生物等学科知识的实验活动，但现代科技中的许多领域，如环保、能源、生态等需要在现实生活、社会乃至更大的范围内实践。因此，实践性原则的运用除了与有形的操作技术有关外，还与认知策略、心智技能有关，实践活动不仅包括观察、想象、类比、推理等多种思维过程，甚至还涉及情绪体验。为此，通过大量的实践性学习，一定会对全面提高学生的科学素养起积极作用。
