科学概念是以术语体系为载体的科学认知基础，通过定义、定律等教学手段形成系统性知识框架。其层级涵盖原型术语、类术语、初术语和行业用语，具有构建学科范式与推动理论修正的双重功能 [1]。典型科学概念包含物质结构、能量守恒等14项基础定律定理，其中既有宇宙微粒构成等物质本质的揭示，也涉及遗传进化等生命科学原理的阐释 [2]。
- 所属领域
- 科学术语体系
- 形成途径
- 定义教学/定律推导
- 核心属性
- 客观性/系统性/可验证性
- 分类体系
- 4层术语结构
- 功能定位
- 知识固化/认知建构
- 认知层级
- 前科学→规范科学
术语生成机制
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科学概念通过两种途径实现术语化：下定义赋予日常词汇专业内涵，如将"力"定义为改变物体运动状态的作用量；隐喻化借助相似性构建抽象概念，如用"波粒二象性"描述微观粒子的特性 [1]。
术语体系的发展历经四个阶段：
- 原型术语：前科学阶段的通俗名称（如民间形容雷电现象）
- 类术语：半科学化过渡称谓（如早期化学中的"燃素说"）
- 初术语：新概念的规范称名（如"量子纠缠"）
- 行业用语：接近术语但尚未完全规范化（如工程领域的特定表达） [1]
分类体系构建
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2020年提出的科学大概念分类框架包含：
- 物质结构类：宇宙物质由微粒构成、生物由细胞组成
- 能量守恒类：力改变物体运动状态、能量转换总量守恒
- 地球科学类：地球构造影响地表气候、太阳系属银河系微小部分
- 生命科学类：遗传信息代代相传、生物多样性源于进化
- 科学方法论：科学主张现象必有因果关系、科学解释基于当前最吻合事实 [2]
功能与作用
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术语体系在科学认知中具有双重属性：
- 知识固化：通过定律定理形式固定研究成果，如将牛顿运动定律表述为数学公式
- 认知建构：构建理论框架解释现象，如在遗传学中建立"基因突变—自然选择"模型
学科发展阶段可通过术语体系成熟度判断：
- 前科学阶段：原型术语占主导（如古代天文学中的"天圆地方说"）
- 范式形成期：初术语系统化（如相对论时空观术语群）
- 科学革命期：术语重新定义（如量子力学对"观测"概念的扩充） [1]
教学应用实践
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科学概念教学着重培养两种能力：
- 术语解析：理解定义式陈述（如密度=质量/体积）
- 定律应用：运用原理解决问题（如使用能量守恒公式计算机械效率）
2020年提出的教学框架将14项核心概念分为：
1.宇宙物质由微粒构成；
2.物体可远程相互作用；
3.力改变物体运动状态；
4.能量转换总量守恒；
5.地球构造影响地表气候；
6.太阳系属银河系微小部分；
7.生物由细胞组成；
8.生物依赖或竞争获取物质能量；
9.遗传信息代代相传；
10.生物多样性源于进化；
11.科学主张现象必有因果关系；
12.科学解释基于当前最吻合事实；
13.科学知识可转化为技术产品服务于人类；
14.科学应用涉及伦理社会影响 [2]
演变与发展
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科学概念的完善呈现动态特征：
- 重新定义：如"质量"从牛顿力学中的常量发展为相对论中的动态量
- 体系重建：元素周期表随新元素发现持续扩展层级结构
- 范式迁移：地心说到日心说的天文模型颠覆式变革
术语演变反映认知深化过程，例如：
- "燃素"（原型术语）→"氧化反应"（初术语）
- "以太"（类术语）→"电磁场"（规范术语） 此类演变标志着科学理论的突破性进展 [1]
