科学本质

科学本质（精选十篇）

科学本质 篇1

关键词：科学本质,质疑精神,实证意识,逻辑思维

教学中如何体现科学的本质?对科学的本质界定,有不少不同的理解,但一致认同以下几点:第一,科学是一种实证系统,它可以通过证实的、证伪的方法来判断并得出结果,而且可以重复多次,是可以检验的;第二,科学的结论是符合逻辑的,可以通过推理的方法得出结论;第三,科学结论是有局限性的,随着时间的发展,其结论也是可以改变的。对小学科学课而言,它在以下三方面体现了这些特点:一是培养学生的质疑精神;二是培养学生的实证意识;三是培养学生的逻辑思维[1]。

但仅仅有这样的理念是明显不够的,关键是在课堂实际操作层面,而这一步的落实,需要我们教师不仅要对科学课有一个整体的把握,还要精心设计教学,把“科学本质”细化渗透到探究活动的具体指导上。

一、思维发展从质疑开始

所谓质疑,是指学生在学习活动中遇到问题时所产生的一种主动寻求答案、积极探究的心理状态。强烈的质疑意识,是思维的动力,它能驱使学生去发现问题、提出问题,进而思考如何解决问题。所以在教学中教师应积极创造条件,不断引导学生向原有的知识经验质疑,向课本质疑,向自己或同学的实验现象和结论质疑。随着经常质疑,学生的求知欲望会更强烈,思维会更活跃。而在不断质疑的过程中,培养了学生不迷信权威、勇于挑战的科学精神,接近科学的真谛。

1.创设安全的心理环境,鼓励学生大胆质疑

课堂上学生往往不敢主动质疑,是因为许多学生担心:我提的问题同学们会嘲笑我吗?老师会批评吗?要克服学生这种紧张的心理,打消他们的顾虑,在教学中教师要充分营造宽松的教学环境,允许学生自由提问,大胆质疑,鼓励他们提出哪怕幼稚可笑的问题。因为只有学生在心理上感到安全时,才不会害怕展现他的独特想法和个性化意见,从而让学生充分表露灵性,展现个性。有时为了帮助学生消解教师权威,一个较为行之有效的策略是:公开自己的思考过程,甚至必要时扮演一种故意持相反意见或犯逻辑错误的角色,然后邀请或欢迎学生公开批判、审查自己的思维或行为。

2.设置有结构的探究材料,提供质疑机会

学生的质疑往往具有很大的随机性,但有时我们也可以通过有结构的材料,把可能会引起学生质疑的内容预设其中,做好充分准备,让学生产生疑问,发现问题,并提出问题。

如在“导体与绝缘体”一课的教学中,教师课前有意识地给不同的小组提供干湿程度不同的小木块。学生试验后,当一些小组认为木块是不容易导电的物体时,另外几个小组则纷纷质疑,认为木块是容易导电的。教师没有直接下结论,而是让这些小组进行重复检验,结果仍是相同的答案,交换材料,发现对方并没有错,但这时,学生发现“问题”出在木块本身上。通过教师提供的材料,让学生有意识地发现问题,产生质疑,从而使学生明白:原来干木块不易导电,湿木块容易导电。在质疑中,学生的认识又有了新的提高,概念又向前发展了。

3.提高学生的观察能力,培养学生质疑意识

观察是科学探究的开始,是外界信息输入的窗口。观察与思维是紧密联系的,观察能力的高低决定了认识水平的高低,观察得越深入,形成的表象越丰富,产生的问题也就越深刻。因此,在教学中要努力提高学生的观察能力,引导他们抓住事物的本质,边观察边思考,边思考边质疑。

如在教学“用水测量时间”一课时,学生观察测量了量筒内的水积聚到50 mL和100 mL时,分别用了多少时间,然后据此推测,如果漏完150 mL,200 mL,250 mL和300 mL的水分别需要多少时间。经过实践检验,发现预测时间越来越不准确,到最后的300 mL所需时间要远远大于预测时间。为什么会越来越慢?为什么所需时间和水量不成比例?学生在观察中发现问题,又试图根据自己的理解解释问题:水量慢慢变少,质量越来越小,受到的重力越来越小等等。之后经过进一步观察(前10 mL和最后10 mL的流水速度),又提出“既然水流的速度是在不断地变化,那么古人如何用水来计时,如果自己做个水钟,又如何解决这个问题?”这些问题的提出已经蕴涵了对该现象的思考和解决问题的策略。从这一过程可以看出,教师为学生设置了有结构的观察活动,学生在这些观察活动中自然而然地发现问题、提出质疑,并尝试解决问题。

质疑精神和质疑能力的培养其实并不是十分困难,只要教师留心,课堂上的细小地方都可以引发学生天生的求知欲和好奇心,关键是我们教师有没有这样的意识,能不能为学生提供观察、实践、发表的机会。相信如果教师意识跟进了,设计到位了,质疑精神和质疑能力的培养也会水到渠成,顺理成章。

二、让证据说话成为习惯

《浙江省小学科学教学建议30条》中第17条明确指出:科学课的重要特性表现在对证据的追求和对证据的尊重。要注重证据,突出科学本质,突出证据来源正确,证据运用恰当。在教学中,要培养学生的实证意识,培养用证据说话的习惯,应十分重视以下几点:

1.谨防不科学的实验设计

既然要用证据来说话,那么在实验中一定要使学生有据可循、有据可依,教师在实验设计时就应该充分考虑实验科学性,谨防一些不科学的实验设计。如在“溶解的快与慢”一课教学中,没有学生用温度计测量水温,也没有学生用表来计量物质溶解的时间。教师没有提供这些测量工具,也没有学生提出要使用。就这样在“热闹”实验中,课堂上哪里有科学实证、科学数据的影子?用这样的实验再来确认一个生活中的常识,对学生来说是不是缺少点什么呢?尽管有时我们不用数据似乎也能得出结论,但如果能尽量用上数据,并有意识地引导学生用数据来说话,而不仅仅是实验表象,那么科学实验的意义就更深远了。

2.引导学生实事求是地说话

课堂里学生的表达往往会出现两种不客观的表现:一是观察实验中不认真仔细,等到发言时胡说瞎猜结果;二是人云亦云的从众心理。如在“热是怎样传递的”一课教学中,有一小组的火柴掉下来的顺序明明不是有规律地从左往右,但听到其他小组火柴都是从左往右有顺序地掉下来,于是他们小组也汇报说:“我们小组的火柴也是这样掉下来的”。

张红霞老师认为科学教育特有的内容是“让孩子们学习科学对事实的尊重、科学对观察的依赖、科学对结论的谨慎、科学对错误的勇于修正等”。因此,关注科学数据的真实性、可靠性是多么的重要!在教学中,尤其在评价中,当教师发现这种现象时,在第一时间里必须做出反应,通过及时地追问、质疑、举例、实验验证等,让学生对自己的表述做出反思,从而逐步引导学生说话要根据事实的科学态度,培养学生的实证意识。

3.关注“异样”的数据

在实验汇报中,有时经常会听到一些与多数小组不同的“异样”数据,作为教师首先要肯定学生汇报的真实的数据,因为数据本身是没有错的,关键是要引导学生寻找数据产生背后的因素,分析可能出现的原因,把这些异样数据变成宝贵的教学资源,培养学生严谨、尊重事实的科学态度。

如在“温度与温度计”一课教学中,教师设计了利用自身或当时现成的材料迅速改变温度计读数的教学环节,目的是让学生通过把温度计捏在手心的,或把温度计插进衣袖里,或把温度计藏到肚兜等方法来改变温度的读数,但无论怎样,温度计的读数都不会超过人体的温度(人体温度一般在37℃左右),这当然是教师的预设,或者说是教师的经验。学生活动后汇报,有的小组读数是34℃,有的组是36℃,也有的是37℃……最后一生说他们组的读数39℃!“39℃?是你看错了吧!”没容学生解释,教师迅速地把39℃从黑板上擦去了。课后,该教师也反思:如果能让那位学生上台展示一下就好了。因为如果用手搓温度计或者其他摩擦的方法,温度有可能达到39℃甚至更高。这种只凭自己原有的经验来代替科学结论的做法实在有悖科学课的基本要求。

教师面对“39℃”这异样的数据,应勇于直面“意外”,引领孩子去思考、去发现,倾听他们的不同解释,尊重事实根据,合理怀疑,从而真正培养学生用数据说话的科学品质。

三、注重逻辑思维的严密性

科学思维的两个基本要素是尊重事实,遵循逻辑。合乎逻辑的理性思维是科学的最基本特征,真正的科学探究必须是一个引导学生展开理性思考的过程。无论是问题的提出,猜想或假设的形成,实验计划的制订,还是对来自实验、观察等各种活动或各个途径获得的信息都需要进行理性的分析、处理和选择。只有真正地进行了理性思考,科学探究才会变得严谨、实在。

1.谨防以偏概全

每个探究活动,一般都会得出相应的实验结果,如对两盆凤仙花做生长对比实验:一盆浇水,一盆不浇水。一周后,浇水的长了10 cm,不浇水的长了5 cm,这就是这个实验的结果。但是否可以从这个结果得出“凤仙花浇水后可以在1周内多长5 cm”的结论呢?显然不行。影响凤仙花生长的因素,除了水分以外,还有阳光、温度、空气、种子的个体差异等[2]。因此,当我们在研究了铜和钢具有热胀冷缩的性质后,只能说有些金属具有热胀冷缩的性质;在研究了本班所有学生的指纹后,我们只能说全班学生的指纹都不相同;把能使马铃薯浮起来的液体烧干后出现了白色的粉末,教师必须追问:白色的粉末一定是盐吗?把燃烧的细木条放进小苏打和白醋混合的杯里,火焰熄灭了,学生表示是二氧化碳,教师也可以反问:一定是二氧化碳吗?我们只能从现象中判断这种气体的特点而已。

2.要有寻求更多证据的意识

要防止以偏概全的逻辑错误,教师就要引导学生寻求更多的证据来证实。白色的粉末到底是不是盐?教师可以引导学生拿真正的盐来做比较。面粉在水中能溶解吗?用过滤的方法判断面粉是否溶解于水、观察滤纸上是否有物质遗留、观察过滤后的液体、往过滤后的液体中滴碘酒等不同的角度来观察判断。有时也可引入反证法,如在“空气占据空间吗”一课教学中,如果把杯子里的空气赶走,纸会不会湿(水能不能进入杯中)以此来证明空气的确占据空间。在“声音是怎样产生的”一课教学中,让正在发声的物体停止振动,还会有声音吗?以此来证实振动确实能发出声音。这些都是运用反证法求证的例子。

3.提供有结构的材料

有结构的材料隐含着逻辑,结构就是一种逻辑。如“物体在水中是沉还是浮”一课教学时,教师准备了三组材料。第一组提供木块、石块、泡沫、橡皮、铁钉、马铃薯、牙签等形状、大小、轻重都不同的材料。学生实验后,发现物体的沉浮与大小轻重无关,与原有的认知(学生认为重的沉,轻的浮,小的沉,大的浮)发生矛盾;第二组提供了大小不同质量相等的5个塑料立方体,实验后学生发现在质量相等的情况下,大的浮,小的沉;第三组提供了质量不同、大小相同的5个塑料立方体,实验后,学生发现在大小相同的情况下,重的沉,轻的浮。以上三组实验材料形成了一个有结构的整体,具有很大的启发性,使学生在探究中不断地否定自己,从而不断地激发学生进行更深入地探究。

再如“一杯水的观察”一课教学时,教师不但准备了纯净水,还向学生准备被污染的水。这就不利于学生对水实质的把握,学生上完一节课却难判断出水是无色无味的透明的液体还是有色有味的半透明的液体,这与材料的结构是紧密相连的,也可以说,这样的材料不符合逻辑。

科学课要让学生逐步领悟科学的本质,要让课堂都散发出浓郁的科学味,是一个长期的过程。如果在课堂上我们能本着发展学生的实证意识、逻辑思维能力和质疑精神的理念指导学生开展活动,相信科学课的活动会产生更大的效益,一定能为孩子终身的幸福奠下坚实的基础。

参考文献

[1]喻伯军.小学科学教学案例专题研究[M].杭州:浙江大学出版社,2005.

科学发展观本质 篇2

科学发展观，是立足社会主义初级阶段基本国情，总结我国发展实践，借鉴国外发展经验，适应新的发展要求提出来的。它是对党的三代中央领导集体关于发展的重要思想的继承和发展，是马克思主义关于发展的世界观和方法论的集中体现，是同马克思列宁主义、毛泽东思想、邓小平理论和“三个代表”重要思想既一脉相承又与时俱进的科学理论，是我国经济社会发展的重要指导方针，是发展中国特色社会主义必须长期坚持的重大战略思想。科学发展就是在科学发展观的指导下，实现社会全面协调发展、社会发展与人的发展相互促进、社会和谐稳定以及人与自然协调发展。

第一，社会全面协调发展。社会全面发展是社会主义建设的根本规律，是唯物史观所揭示的社会有机体的基本规律的具体体现，即生产关系与生产力、上层建筑与经济基础相互适应，经济、政治、文化相互作用、相互制约、相互促进的基本规律的具体体现。科学发展观正是依据这一规律，提出全面建设中国特色社会主义，必须坚持以经济建设为中心，推进经济、政治、文化和社会建设，实现经济发展和社会全面进步。科学发展观所强调的“四位一体”理念，就是社会全面协调发展基本规律的集中反映，即注重经济、政治、文化、社会各方面均衡全面发展。

第二，社会发展与人的发展相互促进。社会主义社会是逐步实现人的全面发展的过程，这就决定了必须把实现社会和人的全面发展作为发展的根本价值取向。社会主义的根本价值目标，是促进人民根本利益的实现和促进人的全面发展。社会主义社会发展的根本目的，是要满足人的全面发展的需要。坚持以人为本，就是要以实现人的全面发展为目标，从人民群众的根本利益出发谋发展、促发展，不断满足人民群众日益增长的物质文化需要，切实保障人民群众的经济、政治和文化权益，不断提高人们的思想道德和科学文化素质，努力创造人人平等发展、充分发挥聪明才智的社会环境，让发展的成果惠及全体人民。这就深刻表明，科学发展观科学地揭示了人的全面发展与社会全面进步的辩证统一关系。只有社会全面进步，经济、政治和文化都得到发展，人的全面发展才有可能。同样，只有促进人的全面发展，个人能力和素质全面提高，才能促进社会的全面进步，推动经济、政治、文化向前发展。

第三，社会和谐稳定。社会和谐稳定要求在社会主义现代化建设过程中必须协调平衡社会各阶层利益关系，妥善解决人民利益矛盾。只有如此，现代化建设才能顺利进行。科学发展观正确反映和揭示了现代化建设的这一规律，指出和谐是社会主义社会的本质属性。稳定是和谐的前提和基础，是社会和谐的根本保障。构建社会主义和谐社会，必须保持社会的稳定有序。只有保持稳定，才能达到社会和谐。社会主义和谐社会，应该是民主法治、公平正义、诚信友爱、充满活力、安定有序、人与自然和谐相处的社会。构建社会主义和谐社会，实现社会和谐和稳定是社会主义建设的根本前提和必然要求。科学发展和社会和谐是内在统一的。没有科学发展就没有社会和谐，没有社会和谐也难以实现科学发展。当前，我国现代化建设正处于一个重要战略机遇期，确保稳定，才能抓住和用好这个战略机遇期，实现经济发展和社会和谐，达到全面建设小康社会的目标；确保稳定，才能化解矛盾，团结一切可以团结的力量，调动一切积极因素，为建设中国特色社会主义而奋斗。

第四，人与自然协调发展。人与自然协调发展，要求在社会主义建设过程中人们要尊重自然规律，珍惜、节约资源，善待和保护环境，保持人与自然和谐相处，促进人口、资源、环境与经济、社会持续稳定发展。建设社会主义生态文明的目的，是建立人与自然协调发展、和谐发展的关系。科学发展观从建设社会主义生态文明的高度，提出了建设资源节约型、环境友好型社会的奋斗目标。这是继新世纪提出实施可持续发展的重大决策以来党对社会主义现代化建设规律认识的新飞跃，深刻揭示了人与自然协调发展的基本规律。

（作者系中国人民大学马克思主义学院教授）

科学本质 篇3

[关键词]科学 科学故事 科学本质 理解 发展

[中图分类号] G623.6 [文献标识码] A [文章编号] 1007-9068（2016）33-074

曾观摩一位特级教师执教的《研究物体下落的规律》一课，课始教师先让学生观察沙包、塑料块、羽毛这三种物体的下落现象，学生经过观察在黑板上画出这三种物体可能的运动轨迹。教师细致地引导学生认识到所画的轨迹图忽略了物体运动的方向，交谈中学生进一步明确了不同物体从高处落下时有快有慢，紧接着教师先出示了亚里士多德的观点，而物体越重，下坠的倾向性越大，下落得也就越快；物体越轻，下坠的倾向性越小，下落得也就越慢；物体下落的快慢和它的重量成正比。再呈现伽利略的观点，即物体下落的快慢与物体的重量无关，任何两个物体从高处自由落下，总是同时着地的不同观点，在介绍亚里士多德的观点时，学生根据生活经验判断是这一观点是成立的。当介绍伽利略的观点时学生又有点迷糊了——两个观点截然相反，究竟谁的正确呢？

教师引导学生可通过实验进行验证。于是教师拿出了一个乒乓球和一个网球，让学生先猜哪个会先落地，然后再自己动手体验，等学生讨论出结论后，教师又让一位学生站在黑板前的高凳上演示一遍，教师在学生演示2个球下落时，用相机拍下了整个过程。听课的教师不禁纳闷起来，拍下来看什么呢？结论不是已经很明显了嘛？教师将刚才拍的视频通过电脑软件的慢放功能播出，大家一起看到了两个球下落的每一个瞬间，特别是两个球落地前的逐帧播放更是可以清晰地看到黄色的网球先落地，此时不只是学生，很多听课教师一片哗然，被这个瞬间震撼了。这时，大家面对的事实是“较重的网球先落地”， 事实说明了一切，“两个球同时着地”似乎是不可能实现的，面对事实学生很自然地怀疑伽利略做的实验似乎是不对的，无形中就对科学的经典实验产生了质疑。

科学是在不断地质疑中前进的，面对学生和不少听课教师的质疑声，上课教师并没有马上解疑，而是列举了伽利略对亚里士多德观点的质疑以及所做的“思想实验”，并进行逻辑推理：根据亚里士多德的观点设想有一重一轻两个球在同一位置同时下落，那重球的下落速度将比轻球快；他又设想把这两个球绑在一起，下落时下落慢的轻球肯定会“拖后腿”，因此它们一起下落的速度应该是比重球慢比轻球快，但是两个球绑在一起的总重量肯定大于重球，那么它们一起下落的速度又应该比重球快，这就出现了矛盾，由此伽利略推断亚里士多德的观点是不成立的。对于亚里士多德的观点，伽利略有着质疑，并且通过逻辑推理证明其不成立；此时此刻，课堂上的伟大科学家伽利略的观点受到事实的挑战，我们可以做些什么呢？这应该是上课教师最希望学生进入的思维状态：一开始还挺明白的，两位科学家的观点虽然不同但似乎都有道理，问题是伽利略用推理否定了亚里士多德的观点，课堂现场的实验不支持伽利略的观点，这就有种从明白反而进入迷糊的感觉了。紧接着上课教师的一段介绍和讲述让大家豁然开朗，为了进一步验证伽利略的观点，后来有人在实验中发现了现在课堂上一样的情况，于是开始质疑伽利略的观点，甚至有人怀疑伽利略是否真的做了“两个铁球同时着地”的经典实验，其实伽利略在实验中也曾质疑自己的观点，同时想着运用别的假说试图解释为什么实验结果与理论预测不相符，最终他得出了一个惊世骇俗的结论：在真空中（或在介质阻力可忽略时），任何物体，不管其重量、形状和比重，下落的速度是一样的。这一结论在后来技术条件进步与成熟的支持下得到了充分的验证。

这节科学课的教师一开始让学生明白了，随即又迷糊了，但并不是简单地反其道而行，也不是让学生迷糊了就放手不管，而是让学生在明白后进入迷糊，让学生想去弄明白，学生迷糊就是下一次明白的前提和动力。整堂课教师是在诠释着新课程的精髓，教师只是激起了学生学习的兴趣，激发了学生探究科学的欲望；课堂上教师更在诠释着科学的本质，科学的发展就是这样一个去芜存菁的过程，任何科学观点科学解释都需要不断地接受检验，随着思想的发展、思维的发散、技术的发展，要能够敢于质疑。在学习科学时同学们可以像伽利略一样有自己独特的思考，“别让自己的头脑成为别人思想的跑马场！”很重要，现在的学生普遍缺少这样的素质，正如这位上课教师所言“课堂上我们除了给学生建立科学世界的技巧，还需要培养学生有摧毁科学经典的勇气和力量！”

美国学者在1900年创造了一种教学方法——互动式科学小故事（Interactive Historical Vignettes，简称IH-Vs），使有心改革的教师能在有限条件下有目的、有计划、有组织地指导学生学习科学史知识并引导他们思考和领悟科学的本质。精心设计、合乎史实的约10～15分钟的小故事主要是科学家从事科学研究的重要事件或事件的片段，他们认为这些精彩的小故事不仅能清晰地展现科学的本质，而且能使学生深入地了解科学知识的发现过程和历史背景。以故事形式表现的科学史和科学本质都是科学学习的重要组成部分，科学故事的选择目的在于缩小科学知识与学生认知之间的距离，使科学概念更容易理解以及在特定问题上获得启发，更加期待一些好的故事能够激发学生提出一些他们认为有趣的和重要的问题。因此从上述例子的阐述中可以尝试以下三点注意内容。

一、科学故事是科学启蒙教育的必备要素

著名教育家陈鹤琴在《活教育的教学原则》第十四条提出了“教学故事化”，这一项原则是从“儿童爱好故事”这一理论基础所产生出来的，认为故事的作用有四点：故事与儿童的情感有交流作用；故事情节的神奇能满足儿童的好奇心；故事能激起儿童的想象力；故事组织的完整适合于儿童的学习心理。故事是学生百看不厌、百听不烦的一种形式，把蕴含着科学道理的小故事引入科学课堂，可以有效地激发学生的学习兴趣、吸引学生的注意力、引发学生思考，并且潜移默化，给学生以智慧和启迪。科学故事能够使抽象的内容变得具体、易于接受，从而有效地帮助学生理解科学知识；同样有些难以直接表述的科学概念可以在科学故事的演绎过程中会变得生动且清晰，而且生动形象的科学故事通常可以使学生在学习过程中受到启发，促进学生对科学知识的理解和迁移。所以科学故事对于接受科学启蒙教育阶段的小学生来说有着非常直接与现实的意义，阅读与讲述科学故事可以成为这阶段科学学习的主要方式和有效手段之一。

二、科学故事是渗透科学本质的有益载体

已故诺贝尔物理学奖得住理查德·费曼曾说过，“科学世界是如此的美丽动人，就像你给情人戴上的金戒指里还包含着规规整整、仿佛绵延万里的原子晶格。”科学的美学成份不知有多少从小就立志成为一名科学家的学龄儿童能够真正体会得到？科学世界的美丽和魅力其实在于隐藏在每件事情背后的故事。中央电视台第十套科教频道中像《走近科学》《探索·发现》等节目都可以作为范例供广大师生学习，在“让故事做主，贴近百姓生活，以智慧赢得共鸣”的理念引领下，尝试每次都用一个故事来讲述一个科学现象和科学道理，采用抽丝剥茧、层层揭秘的方式在故事的进行中将科学道理一点点阐释，并且运用了悬疑、推理等手段以及大量的视频制作特技特效将深邃的科学事件故事化到极致，转化成了集欣赏性与教育性于一体的电视故事深深吸引着观众的眼球，与之类似的还有discovery探索频道中的许多栏目一样依然有着相当大的固定收视群。给予学校科学启蒙教育的启示是可以运用科学故事的结构和组成要素选择或建构科学故事、根据教学需要合理渗透和穿插指导学生阅读科学故事，这有利于学生对科学知识的理解、有利于教师对科学故事所体现的价值认可和把握。

三、科学故事是理解科学本质的有效途径

建构主义认为，学习在本质上是学习者主动建构心理表征的过程，学生已有生活经验是新的学习的起点，是学习之所以发生的中间环节，旧知识和新知识之间需要建立联结点，受认知水平和思维能力的制约，学生有时候并不能自觉地联系生活中的相关原形来解释科学现象或规律，这就要求教师有针对性地把生活经验以恰当的方式引入课堂，丰富课程资源，引导学生进行联想和迁移。布鲁纳在《论意义行为》中告诉我们：“逻辑假设在置于正在进行的故事之中时最容易为学生所理解。”听故事对于绝大多数学生来说是一大乐趣。科学学习中有一部分内容比较抽象、同步的课堂演示实验也少，对于这样的教学内容可以讲一些与之相关的科学小故事，鼓励学生思考故事中的问题，有助于学生突破思维障碍，在一个比较轻松的学习环境中忘却了学习任务的负担，教师在比较“隐蔽”的教学目标引领下使学生的学习过程“平易化”。在丰富的史料支持下，问题的提出解决与发展、科学概念的提出与发展、重大科学事实的发现、重要科学规律原理方法的建立应用与发展、科学理论体系的建立、新的科学分支学科的诞生等内容都可以演化成融知识性、趣味性、思想性为一体的科学故事，能够吸引学生进入教学情境，再现科学的探索情境，激励学生陶冶情操，培养发现精神，让学生逐步理解并准确领悟科学的本质。

现在的科学教育强调探究过程， 那么科学家在特定的技术背景中怎样开展研究以及所选择的研究方法对于学生的科学学习正是非常好的引领和启发，可以使学生以一种移情的方式设身处地地体验以往科学家的探究与思考——科学家在历史上也曾进行过这样的研究，这些故事既能有效激发学生的好奇心，又可以促进学生利用科学史资源进行进一步的探究，教师还可以列举说明当时其他科学家的不同观念作为学生研究的参照系，引导学生讨论或探索这些观念产生的背景、条件，使学生认识到科学认识的历史（时代）制约性。因此，以科学史为基础的科学故事是科学教学的必备要素，因为科学故事能有效提供科学探究的情境，促进学生理解科学知识与科学探究的本质，这正反映了科学故事的特质与功能。

科学解析“雾霾”本质 篇4

“霾, 也称灰霾, 是指因大量烟、尘等微粒悬浮而形成的浑浊现象。霾的核心物质是空气中悬浮的灰尘颗粒, 气象学上称为气溶胶颗粒。空气中的灰尘、硫酸、硝酸、有机碳氢化合物等粒子也能使大气混浊, 视野模糊并导致能见度恶化, 如果水平能见度小于10千米时, 将这种非水成物组成的气溶胶系统造成的视程障碍称为霾或灰霾。”

产生雾霾的条件是什么?

灰霾的形成主要是空气中悬浮的大量微粒和气象条件共同作用的结果, 其成因有三: (1) 在水平方向静风现象增多。城市里大楼越建越高, 阻挡和摩擦作用使风流经城区时明显减弱。静风现象增多, 不利于大气中悬浮微粒的扩散稀释, 容易在城区和近郊区周边积累; (2) 垂直方向上出现逆温。逆温层好比一个锅盖覆盖在城市上空, 这种高空的气温比低空气温更高的逆温现象, 使得大气层低空的空气垂直运动受到限制, 空气中悬浮微粒难以向高空飘散而被阻滞在低空和近地面。 (3) 空气中悬浮颗粒物的增加。随着城市人口的增长和工业发展、机动车辆猛增, 污染物排放和悬浮物大量增加, 直接导致了能见度降低。

雾霾为何难以准确预报?

雾霾预报除了需要天气要素数据外, 大气成分数据也很重要, 污染源数据不容易获得。空气污染气象条件预报对近地层气象数据的要求精度较高, 而近地层受到地面粗糙度、植被及城市热岛效应等因素左右, 数值预报产品相对偏差较大。

霾和雾一样, 主要发生在大气的浅层, 下垫面条件非常复杂, 影响因素众多, 预报难度非常大。精确预报霾天气, 需要对霾产生的物理化学机制有准确的理解, 更需要获取地面污染源的基础数据, 这些数据很难精确获得。

谨慎采购口罩免受伤害

面对动雾霾锁城, 许多市民外出时纷纷选择佩戴口罩做好防护。雾霾天的确增加了市民对防雾霾口罩的需求。然而, 不法分子也从中看到“商机”, 大肆制造假冒的口罩, 通过网络和实体店铺销售。

据专业公司鉴定, 假口罩的过滤效率和实际防护效果远低于国家标准要求, 防护功能几乎为零。一些假口罩的滤材散发出刺鼻难闻的塑料气味, 不符合国家对滤材“无毒、无味、无过敏”的要求, 危害人体健康。

网上是制假销假的主要渠道, 不仅如此, 很多品牌“防雾霾”口罩还涉嫌虚假宣传, “防雾霾”、“防PM2.5”、“100%安全”等宣传用语夸大了口罩的实际功效, 易误导消费者。

基于科学本质的HPS教学实践 篇5

【关键词】HPS教学 酶的本质

【中图分类号】G 【文献标识码】A

【文章编号】0450-9889（2016）04B-0108-02

HPS教育（科学史、科学哲学和科学社会学的缩写）是近年来国际上的全新教育理念，HPS教学模式是提升学生科学素养的有效教学模式之一。“关于酶本质的探索”这节课的核心是掌握酶的本质和概念，教师可以采用HPS教学，让学生沿着科学家探索酶的足迹，体验科学的方法与过程，培养其正确的科学情感。

一、“酶的探究史”的科学本质内涵

刘健智从科学本质的“科学知识”“科学探究”和“科学事业”三个维度把科学本质内涵归纳为认识性、相对性、累积性、重复性、公开性等17点。酶的发现历程前后经历了200多年，在长达两个多世纪的时间里，每一个发现都体现了科学本质的不同内涵（见表1）。

二、教学过程

（一）演示实验，导入新知

[师]多媒体演示斯帕兰扎尼的“鹰吞金属笼”实验，设疑：（1）这个实验需要解决的问题是什么？（2）肉块为什么要放在笼子里？（3）肉块为什么消失了？如何证明你的推测？

[生]展开激烈讨论，纷纷说出自己的想法。

1.胃能否进行化学性消化。

2.排除胃对肉的物理性消化作用。

3.胃里有某种物质消化了肉块。证明方法：体外检验胃液是否能把肉块分解。

（设计意图：趣味导入，激发学生对酶本质的探究热情。由于当时年代人们相信胃只有物理消化，没有化学消化，斯帕兰扎尼大胆地提出质疑，设计巧妙的实验验证，渗透科学本质的预见性）

（二）走入历史，感悟科学

[师]那胃里的这种物质到底是什么呢？当时的人怎么去探究它呢？

[生]阅读资料“关于酶本质的探索”，体会科学家的逻辑思想，思考每一位科学家的观点的积极性和局限性。

[师]启发思考：19世纪，什么引发了人们对发酵机制的研究？

[生]酒变酸。

[师]追问：从这个现象，说明了科学研究与社会有什么关系呢？

[生]科学界对“酒变酸”问题的关注引发了对酶本质的探索。由此可见，科学与社会是息息相关的。

（设计意图：培养学生的自主阅读能力和问题分析能力，渗透科学研究来源于社会，又促进了社会的发展，启发学生多关注社会，善于观察和发现问题）

[师]他们为什么会出现争论？分歧点在哪里？

[生]巴斯德认为酒精发酵是由于活酵母代谢活动的结果，而同时代的李比希则认为酒精发酵仅仅是一种化学反应，与酵母菌的活动无关，最多只是酵母菌中的某种物质参与反应。巴斯德作为微生物学家，更倾向于以生物学的角度分析，认为酒精发酵是一个生理过程，强调了活细胞的整体作用，而李比希是化学家，也是以自己专业的眼光分析，得出这是一个纯化学过程。

[师]科学研究中出现争论是难以避免的，如果你也是当时的一位科学家，根据他们的观点，你会怎么设计实验来证明到底谁对谁错？教师引导学生分组讨论，写出实验设计思路。

[生]汇报实验方案，其他组聆听，指出该操作的优缺点。

[师]（演示）多媒体播放毕希纳的实验过程，回顾巴斯特和李比希的观点，试辩证他们的观点，并让学生与自己的实验进行比较。

[生]他们的观点都是片面的。李比希认为引起发酵是酵母菌产生的某种物质是正确的，但这些物质要脱离活细胞才能发挥作用的观点是片面的。巴斯德认为发酵需要活细胞的参与是正确的，但发酵时活细胞本身参与这个观点是片面的。

（设计意图：让学生体会科学的正确性取决于实验的检验，科学理论形成过程中科学家产生的争论、质疑、检验片面概念，可以避免学生重蹈覆辙，并帮助其转变错误观念）

[师]毕希纳获得的酵母菌提取液含有多种物质，由于技术上的难题，当时还无法鉴定酵酶的化学性质。你认为科学的发展与实验技术有关系吗？

[生]实验技术的发展制约着科学进步。

（设计意图：深化科学发展与技术发展的关系）

[师]在今后的9年时间里，萨姆纳尔尝试了种种方法，经历了一次次的失败，终于发现用丙酮可以从刀豆种子中提取较纯的脲酶结晶，证明脲酶是蛋白质。从这个过程中你有什么启示呢？

[生]科学探究的过程不是一帆风顺的，要经历过不断的尝试，才能有结果，我们要学习科学家不畏艰苦、持之以恒的精神。

（设计意图：从科学探究的艰辛历程启发学生学习要持之以恒，不畏劳苦）

[师]后来科学家又相继发现了胃蛋白酶、胰蛋白酶等也是蛋白质。奥特曼补充了少数的RNA也具有酶的特性。那么酶的本质是蛋白质还是RNA或者两者都是？

[生]应该两者都是。

[师]所以说科学知识不是一成不变的，是随着探究的进程不断变化的。期待你们以后能够对科学的发展做一点改变。

（设计意图：渗透科学本质的相对性，让学生了解科学知识是在不断发展的，只有不畏艰辛，才能获得真理）

（三）总结评价，反思提升

让学生用自己的话阐述酶本质的探究历程，结合发现史谈谈个人的体会，帮助学生深刻理解科学探究本质。最后总结科学探究不能一蹴而就，让学生明白科学知识的获得也是一个长期积累的过程，要脚踏实地、认认真真的学习。

将HPS教学模式系统地运用于高中生物教学，与以往的讲授教学相比，HPS教学不仅使学生容易理解和掌握生物基础知识，有利于培养学生的质疑和创新精神，增强对科学本质观的了解，从整体上提高了科学素养；而且也改变了以往直接灌输的教学模式，促进生物教学形式的多样化，提高了学生的生物学习兴趣。

【参考文献】

[1]蔡其勇.科学哲学的文化转向及其对科学教育的影响[J].教育研究，2008（6）

[2]黄晓.体现科学本质的科学教学：基于HPS的视野[M].北京：人民出版社，2014

[3]袁维新.科学教学通论[M].北京：人民出版社，2013

【基金项目】广西研究生教育创新计划项目（YCSZ2015103）

【作者简介】傅秋月（1989— ），女，广西师范大学硕士研究生；杨 华（1955— ），男，广西师范大学教授。

科学本质 篇6

一、NGSS中科学本质教育主题的地位:继承与突破

1.重视科学本质教育是国际科学教育的普遍趋势与共识

强调在科学课程中对学生进行科学本质教育,在美国已有很长的历史。例如,早在1946年,美国学者科南特(J.B.Conant)就在著名的耶鲁演讲(Terrylecture)中提出“所有的学生应在研究历史的背景下理解科学的特征”的教育观点。在1951年出版的“科学与普遍意识”(ScienceandCommonSenses)一书中,科南特再次强调认识科学本质的重要性,探讨了在科学调查的复杂背景下和更广泛地理解科学的视野下,解决“科学能做什么、科学不能做什么”等问题。此后,卢瑟福(LeoKlopfer)等人将科南特的“哈佛设计物理”(HarvardProjectPhysics)改编为“中学科学史案例”[2],试图通过在正式的科学课程中融入科学史帮助学生更深刻地理解科学的本质。

20世纪70年代以后,美国科学教育领域已经普遍认可了有关科学本质教育的重要性,教育者提倡鼓励学生了解科学的本质,认为科学课程与教学中不仅应让学生学习科学的事实、假说、理论等关于“科学是什么?”的知识,也应该让学生学习科学是如何运作的、科学知识是如何建构的等有关“科学是如何?”的知识。不难看出,科学本质教育的重要性已经得到了普遍的认可,且在美国科学课程中有着稳固且良好的传统。

2.科学本质教育主题在 NGSS中的变化

NGSS构建了三维结构的主体内容———实践、交叉概念和学科核心概念,与1996年的美国《国家科学教育标准》[3](以下简称 “前标准”)比较,我们会发 现一个显 著的变化:“前标准”中有 关科学本 质(natureofscience,NOS)的教育内容包括“从个人和社会视角所见的科学”和“科学的历史与本质”两个外显的内容单元,而在NGSS的主体内容中没有体现。不再单独设立外显的有关“科学的本质”的专项教育主题,而是将科学本质教育内容内隐在科学实践与科学概念之中,这是科学本质教育在NGSS中的最大变化。

但是,NGSS仍然认可科学本质问题在科学课程中的重要性,这样的理念在NGSS的重要前期指导性文件《k—12年级科学教育的框架:实践、交叉概念以及核心观念》(以下简称《框架》)中被反复强调。《框架》指出“有关科学事业的特征问题存在强烈的共识,接受过良好教育的公民应该理解这些共识”[4]。同时,《框架》在总结、回顾科学与工程实践的内容维度时,再次强调学生应该理解有关科学认识论知识(Epistemicknowledge),它们是与科学密切相连的有关科学的结构与价值的知识,例如学生需要理解观察、假设、推断、模型、理论或论断的意义,并能够区分它们。[5]可见,NGSS延续了重视科学本质教育的传统,强调学生应该认识科学的本质,并在科学与工程实践、交叉概念中渗透了大量有关科学的本质的概念,要求k—12学生掌握。

二、NGSS中的科学本质教育的内容与特点

“科学的本质”从哲学的神坛进入科学课程继而走向课堂,不仅需要人们在理念层面的认同,更需要明确的科学本质教育内容。NGSS将科学本质的教育内容融入课程内容中,明确指出教师应该教给学生哪些科学本质的观念。

1.NGSS中的科学本质教育内容

NGSS中包含了八个方面对科学的本质的基本认识[5],它们是:(1)科学知识是通过多种途径获取的,科学研究运用多样化的科学方法(ScientificInvestigationsUseaVarietyofMethods);(2)科学知识以经验证据为基础(ScientificKnowledgeisBasedonEmpiricalEvidence);(3)科学知识是开放的,在新的证据下不断接受修正(ScientificKnowledgeisOpentoRevisioninLightofNewEvidence);(4)科学模型、定律、原 理和理论 是解释自 然现象的 工具 (ScientificModels,Laws,Mechanisms,andTheoriesExplainNaturalPhenomena);(5)科学是一种认知途径(ScienceisaWayofKnowing);(6)科学假定在 自然系统 中存在某 种规则和 一致性 (ScientificKnowledgeAssumesanOrderandConsistencyinNaturalSystems);(7)科学是一 项人类共 同为之奋 斗的事业 (ScienceisaHumanEndeavor);(8)科学致力于研究有关自然和物质世界的问题(ScienceAddressesQuestionsAbouttheNaturalandMaterialWorld)。表1列举了其中两个主题的学习目标:

同时,科学本质教育内容在NGSS中的呈现方式有显著变化。表现为科学本质教育内容融合在“科学与工程实践”和“交叉概念”内容维度中,采用学生学习结果的预期表现(performanceexpectations)的陈述形式,针对不同学段的学生从八个方面提出具体的认识要求和学习目标。

2.NGSS中科学本质教育内容的特点分析

关于“科学的本质是什么?”的问题,本身就是复杂、存在争议并有分歧的,在构建其教育内容时,教育者面对的最大难题就是处理好科学本质本身的复杂、分歧、争议性特点与教育内容的具体、明确、普遍性要求之间的矛盾。NGSS中选择的科学本质教育内容,在处理上述矛盾时体现了独有的特点。

(1)在适合学生认识的层次上选择教育内容。科学的本质是科学、哲学家研究的问题,是科学家在科学研究中实践的问题,也是科学教育者思考并传递的问题,还是以科学为学习对象的学生应该认识到的问题,很明显这类参与者对科学本质的认识处在不同的层次上。而科学本质的复杂性也决定了人们在不同目的驱使下对科学本质的反映、建构起来的观念具有层次性。为此,很多学者提出在基础教育阶段的科学课程学习中可以在较低层次上选择科学本质的教育内容帮助学生理解科学的本质,这些内容是能够得到各个层次的学者普遍接受的、并与学生日常生活相关的,这个认识水平应是联结“学生或公民对科学知识的理解”与“依据科学论断做决策”的桥梁。[6]NGSS中的8个科学本质教育内容都是关于科学的本质显而易见的特征,这些特征不是科学哲学著作中讨论的重点,但对于接触科学不深的中学生来说却是他们认识科学的必经之路,是学生如果不进行深入思考难以领悟到的科学特征。

(2)选择的教育内容能让学生认识真实的科学。真实的科学是全面的。科学本质上是对未知世界的探索过程,并用“科学知识”呈现最终的探究结果,而对科学本质的理解不仅包括对科学知识本质的认识,也包括对科学探究过程本质的认识,还包括科学共同体在科学探索中逐渐形成的价值共识的认识。所以科学本质的教育内容包含三类成分,由人们对科学知识、科学探究过程、科学事业三方面特征的理解构成。NGSS中科学本质教育内容,也包含了三个维度的内容结构:对科学知识的理解,对科学过程的理解,对科学事业的理解,如表2所示。这样全面性的内容能帮助学生形成一个结构化的观念系统。

同时,真实的科学也是复杂的。科学过程是主观性与客观性的统一,科学知识的生成过程既有渐进的量变过程,也有飞跃性的质变过程,所以科学在本质上具有多面性和辩证性,是矛盾的辩证统一体。科学本质的这些特征在NGSS的教育内容中也有体现,尤其是具体的学生预期表现中。例如,标准中需要学生认识“科学假定自然系统中的事、物存在一致的规律性,通过客观的测量和观察能够认识这些规律”。承认科学的客观性、稳定性,但同时又提出“科学是开放的,在新的证据下不断接受修正”,“科学知识是人类努力、创造、想象的结果”,也让学生认识到科学的主观性和开放性。这些看似矛盾又相互融合的科学本质观点,能让学生认识更真实的科学。

3.NGSS中科学本质教育内容呈现方式的特点分析

NGSS中科学本质的教育内容在呈现方式上表现出三个特点:

(1)载体性的特点。即科学本质教育内容并非独立的、外显化的呈现,而是渗透于其他内容主题中。NGSS确定了三种相互联系的维度:学科核心概念、科学与工程实践、交叉观念,而科学本质教育内容则隐含在上述三个维度的框架中,以科学概念知识和科学实践内容为载体加以呈现。前面提出的8个认知主题中,前四个主题与“科学与工程实践”密切相连,后四个主题属于“交叉概念”的范畴。

(2)具体化的特点。即用学生的预期表现(performanceexpectations)呈现内容目标。例如,8项科学本质基本理解中的第1项内容是“科学研究运用多样化的科学方法”,这是对科学过程本质的一个基本认识,针对这项内容,NGSS具体从科学问题、科学探究方法、科学价值观三个方面进行深入阐述,明确提出了学生的预期表现:一是对科学问题的认识目标。能够认识到科学研究始于问题,需要解决的科学问题决定了采取什么样的科学方法。二是对科学探究方法的认识。能够认识到科学家采用不同的方式研究世界;往往不会采用同样的步骤获得不同的数据;科学研究中使用各种各样的方法(methods)、工具(tools)和技术(techniques)进行测量和观察,修正和生产新的知识;新的科学技术能够加速知识的生产。三是对科学过程价值性的认识。一些共识的价值规则引导着科学研究的进行,这些规则包括逻辑思维、精确性、开放性、客观、结果可重复、怀疑精神、诚实且合乎伦理道德地报告研究结果等。这些价值规则保证科学研究中测量的精确、观察的科学和结果的客观;这些价值规则也被看做区分科学与非科学的标准。

(3)循序渐进、螺旋上升的特点。NGSS强调科学本质问题是K—12年级学生都应认识的概念,但由于不同学段的学生认识水平有差异,对科学本质的认识也是一个循序渐进、螺旋发展的推进过程。

三、启示

科学教育中真正意义上的科学本质教育应该包括清晰且具体的内容,通过对NGSS中科学本质教学内容的梳理与分析,为构建我国科学课程中科学本质教育内容获得有益的启示。

1.我国科学课程标准中应该写入具体的科学本质教育内容

在我国的科学课程(包括综合和分科两种形式)中,科学本质教育还处在观念课程的层次。比如我国《科学(7—9年级)课程标准》中,只是在课程理念中写入了学生应该形成“对科学本质的认识”,但并没有明确具体的内容标准。这些理念对教学实践的影响是极其有限的:一方面教师意识不到这个教育主题,即使对这个教育主题有所关注,也会因为个人能力的限制不知道应该教给学生什么;另一方面,已有研究表明,尽管科学的本质问题内隐于真实的科学探究过程,但对于学生来说,如果不能在探究过程中明确指出相关的科学本质问题,而只是单纯经历科学探究过程并不能有效地帮助学生理解科学的本质。[7,8]NGSS中科学本质教育内容及其呈现方式启示我们,科学本质教育不仅需要构建具体的教育内容,并且要将其以内容标准或学习目标的形式明确写入科学课程标准中,这样,科学课程中的科学本质教育才能真正具有可操作性。

2.我国科学课程应该选择共识性的科学本质教育内容

选择科学本质教育内容时应该尽量回避对科学本质理解上的分歧,选择更具有普遍性的观点。为此,作为教育内容的科学本质问题应该是对科学本质的基本理解,是对真实科学知识、科学过程和科学价值的低层次描述。即使这些对科学本质的客观性描述不够全面,价值判断不够深刻,甚至是经典的、略显陈旧的观点,但只要这样的观念适合学生理解,是有科学素养的公民应该了解的科学特征,都适合进入科学课程中。

3.我国科学课程中应选择适当的内容载体呈现科学本质的教育内容

科学课程中进行科学本 质的教育,不仅要构 建明确的 教育内容,还要选择 适当内容 载体呈现。NGSS中的科学实践与交叉概念是科学本质教育内容的载体,而三个维度的整合才能为学生认识科学的本质提供适合的平台。核心概念与交叉概念的获得离不开科学实践,而科学实践(practice)为认识科学的本质提供一条必要的途径,即通过学生经历科学过程领悟到科学的本质。这为我国科学课程开展科学本质教育提供了可借鉴的参考。

参考文献

[1]Achieve.Next Generation Science Standards.http://www.nextgenscience.org/.

[2]Klopfer L,Cooley W.The History of Science Cases for High Schools in the Development of Student Understanding of Science and Scientists[J].Journal of Research in Science Teaching,1963,1(1):33-47.

[3][美]国家研究理事会.美国国家科学教育标准[S].金庆和,等译.北京:科学技术文献出版社,1999.

[4]National Research Council.A Framework for K—12Science Education:Practices,Crosscutting Concepts,and Core Ideas[M].Washington,DC:The National Academy Press,2012:78-79.

[5]APPENDIX H-Understanding the Scientific Enterprise:The Nature of Science in the Next Generation Science Standards,http://www.nextgenscience.org/.

[6]Abd-EL-Khalick,Randy L.Bell et al.The nature of science and instructional practice:making the unnatural natural[J].Science Education,1998(82):417-436.

[7]Allchin D.Toward clarity on whole science and knows[J].Science Education,2012(96):693-700.

揭示科学本质的物理实验及课堂应用 篇7

关键词：揭示,科学本质,实验,课堂应用

中学物理实验教学的主渠道是课堂教学, 物理实验对学生发展的作用最终要通过课堂教学来实现。但现行高中物理教材中只有19个学生实验, 实验数量太小, 且绝大部分是验证性实验和测量性实验, 只有2个是探究性实验, 课时也不足, 不利于在物理实验中开展探究性教学, 对学生的科学素质培养起不到应有的作用。为了充分发挥实验在物理教学中的作用, 在教学过程中, 改变传统物理实验课堂教学是关键。物理课程要改变过分强调知识传承的倾向, 放手让学生去经历科学探究过程, 学习科学研究方法, 培养学生的探索精神、实践能力以及创新意识, 设法采用多样化的教学模式。

这里笔者讲中学最主要的验证性实验和探究性实验课是如何通过实验揭示科学本质的。

一、运用物理实验中所呈现的感性材料, 提供学习情景, 是物理教学中最常用的方法之一

例如, 在讲《探究自由落体运动》一课时, 笔者为学生展示两张一样大小的硬纸板和两张同样大小的纸片。然后提出的第一个问题是:如果两纸板一块平的, 一块竖直的 (下缘与水平板在同一水平面上) , 同时在同一高度释放, 问哪一块先着地?大部学生猜答是“两板同时落地!”第二个问题是:如果一张纸板B与一张纸片A叠在一起 (A、B谁放在上面都可以, 纸片A在上面更有说服力) 释放呢, 哪个先着地?所教班的同学几乎都会猜答“纸板B先着地!”

实验结果是——第一种情况竖直的板先着地;第二种情况同时着地。做了第一个实验后学生们就开始争论了, 为什么呢?为什么与教材说的不一致呢? (这类学生能课前预习, 但没有抓住两者区别) 。第二种情况就更让学生费解了, 这种方法教材中没有, 达到了激发学生兴趣和学习动力的效果。为什么不是重的先着地呢?同学们通过实验发现问题的本质, 解释其中的原因, 这就是我们通过实验所想要的。

情景化教学模式的基本环节为:先创设情景——即在实验课中, 教师有意识地去创造一些情境, 在课堂上让学生亲身去体验、去感受, 接触问题、解决问题;二是确定问题——学生在教师所安排的情景中活动, 遇到问题, 教师及时启发引导, 使问题明确化;三是发挥学生的“主体性”——实验不是由教师直接告诉学生去解决面临的问题, 而是由教师向学生提供问题的线索, 通过学生自主学习, 获取知识, 从而解决问题;四是合作与交流——教师在学生讨论完后, 有目的地给学生时间交流彼此的体会, 达到相互学习、取长补短的目的, 当然, 教师与学生也可开展讨论, 实现教学相长。情景化教学模式主要用于验证性实验教学。

又如, 在高一讲“力”的概念时, 有学生认为力是可能通过物体传递的。为了加深学生对“力是物体对物体的相互作用”的理解和记忆, 跟学生做一个“你是大力士”的游戏——让8~10名男生组成一列纵队, 最前一位站在一堵墙前, 手撑着墙壁, 后面的依次推着前面的同学, 要求老师一声令下, 他们就使劲往前推, 你猜最前面的这位同学能顶得住吗?开始时, 学生一定不愿站在最前面做这个游戏:太不公平了, 一个人哪能比得过这么多人呢?就算你是大力士, 也不可能有10个人的力气大!当然, 实验最后给了同学们惊奇的答案。

二、情景教学模式不能用于探究性实验中

怎样的教学才能有效提高学生的实验探究能力呢?根据美国心理学家本杰明·布卢姆的教学目标分类学和物理课程标准对物理实验的要求, 笔者建立了可行的实验探究教学程序——“目标→引导探索→实验→达到目的”, 形成了一种实验目标教学模式。

如在讲完竖直面内的圆运动后, 为了理解在最高点重力能提供向心力的条件。组织学生进行探究活动:谁能把一杯水倒过来? (取材于“60个科学游戏”)

讲台上有一大半杯水, 比赛的要求:在不用任何东西盖住杯口的情况下, 谁能把这只装有水的杯子倒过来, 而又不洒出一滴水, 谁就是成功者。

按照常理, 这个游戏是无法完成的。谁都知道, 别说把杯子倒过来, 就是倾斜到一定程度, 杯中的水都会流出来。要是把杯子倒过来, 那杯里哪还留得住水?但是, 仔细想一想, 裁判并没有限制你“怎样把杯子倒过来”, 在这里, 你就有文章可作了, 也是参与者能发挥空间的地方。老师点题——目的就是杯倒水不倒。老师指导分析, 引导学生探索, 同学小组交流达成共识, 确定方案。既然裁判没有限制“怎样把杯子倒过来”, 那么就可以像杂技演员耍水流星那样, 来完成这个游戏。用绳子拴住两个小碗, 在碗里盛满水, 然后就耍起这根绳子, 碗里的水一滴也不会洒出来。由此, 你能得到什么灵感呢?当然, 不让杯中的水洒出来, 并不是那么容易的, 有同学动作不稳, 或不连贯, 或者太慢, 都会导致失败, 甚至淋湿袖子。这个实验除了给大家带来轻松的体验以外, 还给了同学们以启示:一是看事容易做事难;二是懂得学以致用的道理, 知道学知识是有用的, 关键看自己会不会用, 懂不懂用。

又如, 在讲圆周运动的《离心现象》这节课时, 设计这样一个探究实验:准备好一张长条桌 (课桌、方桌也行) , 把几个装有乒乓球的罐头瓶倒扣在桌子上。参加实验的人, 要设法用手拿倒置的瓶子 (注意, 瓶口不能用任何东西挡住) , 连同瓶内的乒乓球一起运到前面的终点。谁先到达, 谁就获得参加过程性评估分的机会。

这个游戏性的探究实验最大限度地调动了每一个学生参与, 展现了学生的潜能, 调动了他们的积极性。老师一提到娱乐场里的甩色子, 同学们心里就有了底。学生实验成功后, 同学间交流总结, 通过对乒乓球的受力分析, 知道在竖直面上当重力与摩擦力相等时, 球就不会掉下来了。

所以, 通过探究性实验课的教学, 优化实验教学过程, 指导实验方法, 培养学生的实验能力和创新能力才是教学之目的。有目的、有计划地增加学生探究实验或含物理原理的游戏, 是一种寓教于乐的好办法。物理学是一门以实验为基础的科学, 为此, 物理课堂教学中要以物理实验入手, 多角度地创设教学情景, 让学生在动手、动脑中悟出道理, 得出结论。

参考文献

[1]张大昌.物理课标准 (实验) 解读[M].武汉:湖北教育出版社, 2003.

[2]张德启.物理实验教学研究[M].北京:科学出版社, 2005.

科学本质 篇8

关键词：科学本质教学,现实困境,破解路径

科学本质是近年来世界范围内科学教育改革所关注的热点问题之一。[1]各国的课程实践表明:科学素养是科学教育改革的目标, 而充分理解科学本质是科学素养的核心理念。这一理念的产生实际反映了科学文化对科学教育的影响, 尤其是科学史作为人文学科对科学教学的影响。为了回应这股改革的浪潮, 我国在2001年开启的基础教育科学课程的改革中也明确提出了科学本质这一理念。

多年来的改革历程中, 科学本质教学这一理念也得到了理论和实践的关注。但从理想课程进入课堂教学却需要经历艰难的转变, 就是说课程实施的过程是新旧观念相互作用, 逐渐形成的过程。透视这个过程中所遭遇的困境, 正是为了寻求科学本质教学有效实施的可能路径。

一、本质、科学本质与科学本质教学

本质作为一个哲学词汇, 是对事物根本属性的掌握。在词典中, 本质指的是“指事物所固有的, 决定事物性质、面貌和发展的根本属性的掌握。”[2]。对本质的确定寻求, 形成了“本质主义”学说。所谓本质主义程序特指这样一种观念:实体所杂有的众多属性有主次、轻重、内为等之分, 其中, 具有次、轻、外等特点的属性是芜杂的、变易的, 具有主、重、内等特点的属性则是单一的、稳定的;后者决定前者, 前者表现后者, 决定者就是本质, 表现者则为现象;认知实体虽然离不开现象, 但归根到底是把握本质, 只有把握住了本质, 就等于把握住了实体。[3]

科学本质 (natureofnature) 作为科学素养的核心目标, 是本源性思维对科学的审视, 它不再是寻找一个确定性的关于科学的定义, 而是对科学性质的重新理解。关于科学的本质认识, 却体现了时代精神的演进, 进而形成了各具特色的科学本质观。在某种意义上, 我们可以看到科学哲学研究成果对科学教育目标的影响。

科学本质教学既是一种教学方法, 同时也是一种教学哲学。它指的是为了正确理解科学本质观而形成的一种教学方法。科学本质教学是提升科学素养的重要途径, 其内涵包括科学知识的本质, 科学探究的本质和科学、技术与社会的关系这个三个层面。[4]在这里我们可以看到对科学本质教学的内涵是丰富的, 为了达成对科学复杂性进行理解的活动。这种理解在很大程度是在科学教育内部防止科学霸权, 实现科学与人文融合的重要路径。

二、科学本质教学存在的现实困境

科学本质教学作为本原性问题在科学教学中的体现, 是为了借用哲学的本质理念加深了对科学源头的理解, 纠正当下科学教学存在的习题机械化、知识客观化、实验教学技术化的倾向, 试图在科学史的浸润中理解科学发展的脉络, 重新确立了科学探究在科学发展中的重要价值。

反观我国科学教育的现状, 尽管科学本质的相关理念受到了大家的认可, 但在实践层面并没有成为现实。笔者分别从课程目标、课程实施、课程评价三个维度来分析科学本质教学存在的困境:

(一) 科学本质教学目标的理想化

科学本质教学是为了形成了正确的科学本质观而开展的教学。一种观念的变革必然要经历一个漫长的演变过程, 否则很难简单化为一套技术化的规范。

“科学本质观是人们对科学本质问题的认识。尽管对科学本质有各种不同的界定, 但它通常指科学知识的本质和促进科学知识发展的内在价值与假设观念变革。”[5]意味着一种范式的转变, 而每个观念的内核与长期生存实践密切相关。理想化的目标是理念彻底的某种表现, 往往是现实教学实践的某种超越, 表现出设计者对变革的理想规划。这种规划往往基于理想, 而很难与现实有效地对接。

这样的理想化目标具有一定指导性, 而往往很难转变为教学的现实。科学本质这一理念, 直接受到了哲学观的影响, 表述上具有的哲学气息在具有思想性的同时更加大实践者行动的难度。就是说科学本质从哲学走向课堂从目标上而言注定是艰难的。从现实而言, 我们可以看到在课程标准中总目标表达了科学本质, 而在分目标上表述得很少, 使得在走向具体实践时没有现实的基础。

(二) 科学本质教学实施无根性

科学本质教学是一种科学人文教育。人文教育往往需要深入到历史中才能显示出科学过程具有的意义。

而反思我国的科学教育的实施中学科意识表现得非常强烈。正如一位中学老师L老师说过:“我们眼中只有数理化, 没有科学”。由于我国长期按照分科的师范教育的培养出来往往很难整体把握科学教育的内涵。如果教师没有健全的科学本质观, 教学中传播的科学观仍然与改革的目标相距甚远。

(三) 科学本质教学评价的功利化

教学的展开自然会受到评价观的影响。而今天我国的科学教育评价一方面受到传统的“实用理性”的传统文化影响, 另一方面也受到现代科学主义观念的影响。二者的融合使得我国科学本质教学评价很难走出功利主义的泥潭。我们承认实用精神对我国科学发展而言是一把双刃剑, 正如吾淳在《古代中国科学范型》中指出的那样:“实用是一个杠杠, 借助于那翘起的支臂, 古代中国使自己长期处于一种先进的地位。……但是, 实用品格无疑也包含了严重的弱点。我们不能不看到, 由于受这种精神的支配, 使得科学理论的躯体发生了严重的萎缩, 古代中国的知识活动事实上更偏重于技术。”[6]科学外在功能的凸显使得科学教育表现为了应付考试而学, 科学本质教育就表现为追求科学知识的教育, 科学史的内容也没有发挥出理解科学的功能, 而成为记忆的材料。在这里我们可以看到, 这种功利主义的评价观一方面体现出对科学外在功能的高度重视, 但很难关注到科学的内在功能, 即科学发展中所包含的理性精神。

总而言之, 科学本质教学目标上的理想化、实施的无根性与我国功利化的评价观有着紧密的联系。这种困境的产生既是现实的困境, 更是历史———文化的困境。正是由于教师的科学本质功利色彩过强, 才使得科学本质教学停留于表象, 而没有落实教学的常态化的行动。

三、提升科学本质教学水平的路径

伴随着科学教育改革的推行, 科学本质的相关理念逐渐在我国传播开来。提升师生的科学本质教学的有效性既需要制度的激励与文化的营造, 也需要科学老师的主观努力。于是我们从提升教师的科学本质观、加强科学教育专业的学科发展、促进科学与人文的融合来实现这一目标。

(一) 提升教师的科学本质观

教师的科学本质观是影响科学本质教学的重要因素。因为“科学的本质不会自动浮现, 需要教师深入挖掘以呈现给学生。”[7]而呈现过程中受到了教师观念影响。

在我国教育现代化过程, 科学知识作为现代知识型进入了人们的视野, 其客观性、普遍性、中立性在学校教育中受到了不断强化 (石中英2001) 。即是说, 教师在自身的教育经历中所习得的科学本质观是接近于“逻辑实证主义”的, 这与当下改革的倡导的建构性的科学本质是不相符合的。提升教师的科学本质观, 是对教师作为教学主体的确认, 意味着科学教师才是科学教育的主体, 需要对科学进行深入反省。

(二) 加强科学教育的专业发展

在中国师范大学的学科建制中, 物理教育、化学教育、生物教育等学科发展已经有了比较长的历史。这种分科传统与中学的分科教育有着紧密的联系。但长此以往却影响了科学教育的发展。尽管在新课程改革后, 一些师范院校 (如重庆师范大学、贵阳学院等) 建立了科学教育专业, 但其发展还处于试探和摸索阶段。

要想实现科学本质教学的发展, 实则需要在制度上促进科学教育专业的发展。科学教育专业发展, 需要科学教育专业本身在学术上的发展, 走出过去那种完全靠经验的模式, 用理论自觉来武装这个新生的学科。

(三) 营造科学人文精神的文化氛围

意识到科学本质教学时是在科学教育内部实现科学与人文的融合, 是科学本质教学的核心价值所在。因为科学的起源是人对世界的惊奇, 正是有了这种惊奇之心, 科学才宗教的束缚中解放出来。正是在科学的历程中凸显了人文性, 正如萨顿所言:“无论科学可能变得多么抽象, 它的起源和发展的本质都是人性的。每一个科学的结果都是人性的果实, 都是对它的价值的一次证实。”[8]正是这种本源性的内在统一, 要求我们要营造科学人文精神的文化氛围, 让科学教育走出科学霸权的褊狭, 为现代公民的科学素养奠定基础。

参考文献

[1]袁维新.科学本质理论:基本观点与范畴[J].科学学研究.2010 (6) :812.

[2]中国社会科学院语言研究所词典编辑室.现代汉语小词典 (1999年修订本) [Z].北京:商务印书馆, 1999年12月第三版, 31页.

[3]徐长福.理论思维与工程思维——两种思维方式的僭越与划界[M].上海:上海人民出版社, 2002.112.

[4]肖磊, 徐学福.科学本质教学的内涵、原则及其策略[J].教育科学论坛, 2011 (3) :8.

[5]张世英.希腊精神与科学.南京大学学报 (哲学、社会科学版) [J], 2007 (2) .80.

[6]吾淳.古代中国科学范型[M].北京:中华书局, 2002.17.

[7]肖磊, 徐学福.科学本质教学的内涵、原则及其策略[J].教育科学论坛.2011 (3) :9.

科学本质 篇9

一、化学课堂教学“化学味”缺失现状分析

针对“化学味”,很多化学教师会有这样的疑问:作为一名化学教师,任教的是化学课,怎么会缺少“化学味“呢?就此问题,我们通过三个教学案例作分析探讨。

1. 没有把握住化学宏观现象背后的微观本质

案例一:教师执教九年级化学“溶液的形成”。首先提出问题:固体和液体混合会有什么现象?然后组织学生动手进行三组固体物质(蔗糖、泥沙、碘)与液体(水、酒精、汽油)混合的实验,组织汇报实验现象与结论,引出悬浊液、乳浊液、溶液的概念,着重讲解溶液概念,最后课堂练习,交流生活中溶液的应用。一节课下来,有实验,有活动,有交流,有讨论,教师亲和力强,师生互动好。

问题分析:化学以揭示宏观现象的微观本质为核心,对于溶液的形成,教学中没有揭示溶液均一、稳定这一宏观特征的微观本质,显然该教学过程的“化学味”淡。

2. 教学过程其他学科教师按照教材也可以完成

案例二:教师执教九年级化学“金属的化学性质”。

师:同学们,这一节课,我们要讲金属的化学性质。

金属有如下化学性质:

1.能与氧气反应

2.能与酸反应

3.能与硫酸铜溶液反应

……

(教师在呈现知识条目的同时,依据教材提供的实验,进行演示、讲解、描述实验现象、书写相关化学方程式、讲解置换反应的概念。)

问题分析:罗列物质的组成、性质、变化和用途等,对知识进行条分缕析的讲解、诠释,学生学到的只是静态的知识,这样的教学即便不是化学专业出身的教师,通过阅读相关的教案,也可以一条条讲清楚,显然,该教学过程的“化学味”不够耐人寻味。如果采取探究模式开展物质性质的教学,关注知识的形成过程,使教学过程成为学生从化学视角认识、审视自然和生产生活中化学现象的过程,发挥物质性质的教学价值,则“化学味”浓。

3.忽视了化学知识背后的教学功能和价值

案例三:教师执教九年级化学“原子的质量”。教师介绍什么是相对原子质量、提供作为相对原子质量基准的1个碳原子的质量和1个氧原子的质量并要求计算氧的相对原子质量、展示几种原子的相对原子质量、指导查阅原子的相对原子质量、介绍相对分子质量概念、示范CO2、O2、Ca(OH)2等相对分子质量的计算、学生模仿训练、讲评、课堂练习。

问题分析:对于相对原子质量的教学,普遍是教学生记住什么是相对原子质量,然后展示常见元素的相对原子质量数值,这些内容对于学生的用处在于进行有关化学方程式计算的时候,要计算有关物质的相对分子质量,或者是根据物质的化学式计算某种元素的含量。反思这种教学思路,学生只是会进行有关的计算,而没有计量的意识[1]。这样的教学把为什么提出相对原子质量的初衷,即把相对原子质量的形成过程给忽略了,舍弃了这个理论中蕴涵的极大的人类智慧。

类似上述案例普遍存在,且时有发生。出现以上教学现象的根本原因在哪儿呢?笔者认为,主要是对化学科学的特质不清楚。通过问卷调查发现,目前不少教师甚至优秀教师并未能很好地理解化学科学本质,造成对教学价值认识不到位,最终影响教学目标的达成。

二、化学教师应理解的化学科学的特质

《义务教育化学课程标准(2011版)》强调:“化学教学应使学生逐步领会化学科学的本质,发展学生对化学科学本质的理解”[2]。要落实这一要求,首要的任务是认真研究课程标准,把握化学科学的特质。

特质原本属于心理学概念,是指“决定个人行为倾向的个性心理结构”,它“具有独特性、情境性和相对稳定的特点”[3]。不难理解,人之所以成为独特的人,是因为具有不同的特质。同理,可以将学科特质理解为一门学科区别于其他学科的独特的学科内涵,它包括学科研究的基本问题、研究的独特的视角、学科基本任务、学科研究的方法论以及学科思想观念等。

1. 化学研究的基本问题

《义务教育化学课程标准(2011版)》指出:“化学是在原子、分子水平上研究物质的组成、结构、性质及应用的一门基础性的自然科学,其特征是研究物质和创造物质。”[2]这一学科性质的界定,很好地反映化学研究物质及其变化的独特视角———从原子、分子水平(视角)开展研究。通过在原子、分子水平上对物质及其变化的研究,揭示物质的微观构成、物质变化的微观本质,进而提出物质组成与变化的基本规律,并以此规律来指导“创造物质”。

宏观与微观的联系是化学不同于其他科学最特征的思维方式。九年级化学教科书(沪教版)第一章、第二章更多的是宏观视角;第三章转入分子、原子,通过水通电分解的微观过程揭示化学变化的本质;第四章的质量守恒定律,从微观的角度揭示为什么化学变化应遵守质量守恒定律;第六章“溶液”的学习,从溶质、溶剂间相互作用的视角理解溶解、溶液均一性及水溶液的某些性质(如导电性);第七章“酸”和“碱”等的学习,建立起从微观视角看物质构成(含有H+或OH-)、物质的性质(酸的通性是由于溶液中存在H+、碱的通性是由于溶液中存在OH-)、从微观角度理解中和反应本质(H+与OH-结合成H2O,导致酸碱各自的特性消失等)。

2. 化学研究的基本方法

“化学是一门以实验为基础的学科”,这一课程性质体现了化学实验是化学研究的基本方法和途径。由于化学是在微观层面上研究物质及其转化规律的,分子与原子肉眼无法直接观察,必须依赖于实验来获取宏观事实,并在此基础上进行归纳与推理。对宏观事实的归纳与推理,除运用一般的逻辑思维以外,还需进行定量处理,从而透过具体事实抽提或建构出物质及其变化的理论、假说或模型,因而定量处理也是化学研究的一种重要方法。

化学研究以实验为基本的方法手段,通过观察等途径获取物质及其性质、反应现象等宏观世界的知识;在此基础上,从分子、原子水平揭示物质微观结构及其变化的微观本质,建立起微观世界的知识。为更好地表达与交流,化学家创造了一套化学学科自身的符号系统。这套符号既可以从微观水平解释物质的组成和变化,又可以从宏观水平上描述物质的状态和性质,从而成为联系宏观和微观的桥梁和中介[4]。因此,化学知识对应的表征包含宏观表征、微观表征和符号表征(三重表征)。“三重表征”是学生头脑中化学知识的有效组织加工与呈现方式。

3. 化学教学的中心工作

《义务教育化学课程标准(2011版)》从“知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观”三个维度提出了“课程目标”,以期“提高学生的科学素养”[2]。要实现这样的要求,不仅要让学生掌握“双基”,更要“重视反映化学、技术与社会的相互联系”,建立起认识和研究物质及其变化的思路与方法,养成立足于学科视角解决实际问题、参与社会决策的意识与习惯。这就要求化学教学要超越具体的事实性知识,克服教学中以教学知识点和考点作为课程目标而忽视思维发展和情感态度的培养,帮助学生在认识活动中建立学科基本的、核心的学科观念,如元素观、微粒观、分类观、转化观、实验观和化学价值观。这些观念的建构,必须在扎实开展“双基”教学的同时,对相关的化学知识进一步抽提与统摄,形成学科大概念———化学基本观念。

三、基于化学科学理解的教学实践案例剖析

化学教学需要回归到化学学科的基本原理、基本方法、基本模型工具、基本应用,教师要在《义务教育化学课程标准(2011版)》的指导下,从公民的视角、学科的视角、学生的视角理解化学课程[5],挖掘教材内涵,提炼化学学科的思想和思维方法,创设真实的问题情景,组织有效的学习活动。现以九年级化学“常见金属的化学性质”(沪教版)为例,阐述如何落实基于学科理解的化学教学,让课堂教学充满“化学味”。

1. 重视化学观念的教育

通过深入分析教材,挖掘教材内容的教育价值。教材呈现的是具体知识的概念,而学科的思维、思想方法是内隐其中的。这需要我们有一双发现的眼睛,依据教师对学科的深刻理解去分析和挖掘教材,找出“知识”承载的“学科的思想与方法”。例如,“常见金属的化学性质”在课标的内容标准中陈述为“认识常见金属的化学性质”,在教材中呈现的是几种常见金属与氧气、酸溶液(稀盐酸、稀硫酸)、铁与硫酸铜溶液的反应以及置换反应概念,但在教学中不仅要帮助学生认识常见金属的主要化学性质等事实性的知识,更关键的要挖掘物质性质的教学价值。

在初中阶段,学生认识物质有一个从典型代表物到类别物质、从单一角度到多角度、从宏观到微观、从定性到定量的层级发展过程[5]。从教材整体审视教学内容,“常见金属的化学性质”在沪教版的九年级化学教科书中是第一次帮助学生学习一类物质的性质(在此之前都是以某一种物质的性质变化为学习内容的);教材中,编者设置了“观察与思考”“活动与探究”栏目,要求学生在实验的基础上从两个角度———几种金属在氧气中反应、与酸溶液反应进行对比。通过挖掘教材的内涵,教学设计应从类属的角度来开展学习,帮助学生初步意识到要从相似性和差异性两方面去认识,强调对比、归纳的思想。通过对比不同金属的差异性,归纳金属这一类物质的共性。体会认识物质变化的内因与变化条件的关系,了解物质的性质与用途的关系,了解同类物质性质的共性和差异等化学观念。

2. 关注化学学习方式、方法的熏陶和训练

化学实验提供给我们直观的感知,引发我们去探讨宏观现象背后的本质原因。基于学生已经有了通过实验观察分析来学习物质化学性质的经验,结合对教材栏目设置意图的理解,教学的关键是指导学生紧扣教材内容,动手进行铁、铝、铜等几种常见金属与氧气、稀硫酸、盐酸溶液的实验,引导学生感知、描述、分析实验事实,认识它们和氧气的反应是化合反应、生成氧化物;了解各常见金属在生成物中的价态、反应难易程度、反应条件的差异;能把实验宏观事实现象与反应的实质、化学方程式三者紧密联系起来,实现知识的“三重表征”;注重从典型实例(实验事实)的分析、比较、归纳形成概念,如研究如何从典型实例分析认识它们和盐酸、稀硫酸可否反应、反应的特点,金属在反应生成物中的价态、反应剧烈程度的差异,从铁、铜相互置换反应的可能性认识金属和酸溶液的置换反应、金属在溶液中的活动性差异[6]。

通过“常见金属的化学性质”的学习,不仅帮助学生认识了金属的化学性质等事实性知识,还帮助学生获得通过化学实验学习物质的性质变化。运用合作交流的方式学习从对典型物质的认识提升到对同类物质共性和特性的认识,从对物质性质的感性认识、分析、比较、归纳提升到概念、规律性的认识。通过化学实验现象的观察、分析、推理,应用控制变量等研究方法研究、认识物质性质和变化的规律,建立明晰的化学概念等的化学学习方式、方法。

3. 精心设计实验探究的核心问题

化学实验的鲜明特点是通过物质的宏观现象来揭示物质的组成、结构、性质以及化学反应中内在变化的微观本质。实验教学中,教师要精心设计问题和任务,引导学生带着思考去动手实验、去观察实验,而不会只有实验行为而缺少实验思维;教师要指导学生怎样观察现象,让学生明确观察哪些现象;要精心创设实验探究的核心问题启迪思维,启发学生怎样利用这些感性材料思考问题,去表示这一过程“看到”化学现象背后的本质,帮助学生理解实验目的、实验装置流程、实验现象结论间的逻辑关系,培养学生据于证据的推理,发展实验思维能力。

“常见金属的化学性质”的教学片段[6]:

师:我们在第一章的学习中,知道了镁能够与醋酸反应,那么其他常见金属是否也和镁相似,能够与酸(稀盐酸、稀硫酸)反应?

师:我们可以动手做一些化学实验,通过观察,看看它们在这方面是否也相似。

(学生实验:全班同学分A、B两组,A组的同学完成铝、铁、铜和稀盐酸反应,B组的同学完成锌、铁、铜和稀硫酸反应。)

(教师题醒学生先把铝条用砂纸打磨,除去表面的氧化膜,再进行实验。请学生注意观察反应中是否有气泡产生,对比反应的剧烈程度,按要求填好活动记录,实验中小组同学之间可以交流。)

……

师:现在请B组一位同学汇报观察到的现象,说说通过实验能得出什么结论。

师:下面请A组一位同学来汇报。大家共同交流讨论。

师:好,你能根据两组同学在各个实验中所观察到的现象,做一些比较、归纳吗?

生:我觉得,除铜外,这些常见金属都能和酸溶液作用,放出气体。我还觉得铝、铁、锌、铜和稀盐酸反应情况不同,说明这些金属之间好象有一种什么关系,可我说不出来。

(学生、老师和与会者听了都会心地笑了。)

师:你怎么想到它们之间有一种关系的呢?

生:有的根本没有气泡产生,能产生气泡的速度也不一样。

师:能不能产生气泡,气泡产生的快慢多少,说明不同的金属和酸溶液作用的能力有什么不同?我们能不能做进一步的推理?

……

师:请写出有关反应的化学方程式

4. 开发基于学科理解的情境资源

基于学科理解的教学设计不仅要求教师要善于从主题内容中提取学科的思维方式、思想方法,还要求教师能将核心的观念融合于具体问题情景中,使学习走向“思维中的具体”,让学生在问题解决中提升对学科的科学理解。

现结合“常见金属的化学性质”教学主题,谈谈如何基于学科理解开发情境资源。选取镁、铁与氧气,镁与食醋的学生熟知的反应唤起已有认知,预测铝、铜等金属的化学性质,由个别到一般,归纳出金属这一类物质的共性,体现一类物质的研究思路;选取了在空气中灼烧铝铜、几种金属(镁、锌、铁、铜)分别与稀盐酸和稀硫酸反应、铁与硫酸铜溶液的反应等实验让学生在探究活动中完成,使学生通过小组探究、小组借鉴和补充,在合作、动手、思创中探究验证所预测的性质,对比、归纳金属的共性与特性、建立置换反应概念,帮助学生获得化学学习方式、方法的训练;密切联系生产、生活实际,揭示化学在生产生活中的应用,选取“钢丝球使劲刷洗铝炊具”“真金不怕火炼”“酸笋汤常用沙锅而不用铁锅、铝锅煮”“铁桶配制波尔多液”“真、假黄金的辨别”等学习情景,创设驱动性问题,帮助学生将用途与性质联系起来,养成从化学的视角分析生产、生活中现象的习惯;选取“曾青得铁则化为铜”这一化学史实,帮助学生体会置换反应在社会生产中的应用价值,感受我国劳动人民的勤劳智慧。

总之,化学教师要加强对课程标准、教材、专业杂志等的学习与研究,丰富发展自身对化学科学本质的理解,设计促进学生理解化学科学本质的教学活动,帮助学生建构起化学科学的思维,让课堂教学充满“化学味”。

参考文献

[1]卢巍.论化学智慧教学[M].济南:山东教育出版社,2010.

[2]中华人民共和国教育部.义务教育化学课程标准(2011版)[S].北京:北京师范大学出版社,2012.

[3]尹筱莉.化学专家—新手教师课堂教学特质比较研究[D].上海:华东师范大学,2007.

[4]张丙香,毕华林.化学三重表征的界定及其关系分析[J].化学教育,2013(3).

[5]罗滨,王磊.初中化学教学关键问题指导[M].北京:高等教育出版社,2015.

让学生进行体现科学本质实践策略谈 篇10

平时的科学教学，是多要让学生进行科学实践的。但学生所进行的实践是比较浮面还是正好相反？这是我们每位科学老师都必须引起关注的。从相关教学之情形看，不少学生的科学实践是不能引起我们众人乐观的。在平时的教学中，经常思考体现学生科学本质实践的相关问题，现拙于笔端，期求方家予以教正。

一、进行体现科学本质实践学生需为主动积极型

平实而论，初中科学课程的教学，其教学课程之难度比较大。首先是科学课程教学是得不到广大家长重视的，家长们仍然以为初中学生应当以数理化和“双语”的学习探究为基础，初中升学考试的竞争是那样的激烈，何还在科学这些不参加任何中考的课程上去分心？其次，是科学课程的教学接受不到广大初中学生的笑纳。平时的科学课程的教学，不少学生仅是为了自己进行重压力学习活动后的一个调节，一种紧张的解脱，进了科学教学的课堂虽然是那样的活跃，但仍然是一种简单意义上的学习，心还没有去根本意义上进入理想的学习状态。尤其是学生进行科学实践时，仅仅就是比较那么心不在焉地应付一下。鉴于现代教育技术的普遍使用，科学课程方面的诸多实验都是可以进行演示的，这也同时在某些程度上的形成学生的主动积极大打着折扣。作为肩负着学生科学精神培养和科学素养形成的我们，必须想方设法促使学生学习科学的主动积极性的形成。对主动积极型学生的形成，窃以为从科学课程教学的第一课起，我们就应当是完全意义上的懈怠不得。尤要使出浑身的解数，用出比较绝妙的招数，抓住学生的心灵，形成学生的主动积极。在平时的科学课程教学中，为了学生去主动积极地参与到进行体现科学本质的实践中来，努力让实践的内容与学生的生活紧密结合起来，还争取与学生所学其他相关科学内容的课程学习有效地结合起来。让学生能够通过亲自参与科学实践，知晓自身实践之内容与自身目前乃至未来之生活的联系。在学生进行实践时，善于让学生能够发现科学道理，也是持之以恒地让学生进行科学本质实践的妙招儿。

二、进行体现科学本质实践学生需为生动活泼型

在平时学生的诸多科学实践中，我们也比较有意义地发现，让学生所进行的科学实践显得比较枯燥，让学生所进行的科学实践也显得比较复杂，不少学生心怀主动积极的态度，但就是获取不到积极有效的结果。好似相关科学实践就是那样在无形或者就是无情地折磨我们的学生一样，反思学生进行体现科学本质的相关实践，光有学生的主动积极，没有学生的生动活泼，那学生是很难获取进行体现科学本质之实践效果的。那么就完全需要学生也能够比较生动活泼地进行实践，让学生进行生动活泼性的实践，学生所实践的内容应当与学生的相关兴趣进行着密切的配合。要想达成这样的目的，窃以为让学生进行体现科学本质之实践的内容不仅仅就是一种鲜活，而且应当让学生自有其选择的余地。这就需要我们在科学教学的活动中，去比较好地整合科学课程中所必须进行科学实践的资源，梳理出一定数量的能够让学生进行科学实践内容的课题，这就从一定程度上更为有效地形成学生自主实践的主动性和自主实践的生动性。譬如，科学实践中有着许多对自然、环境和社会关注的课题，这些课题作为教材构建的需要，需学生去自主实践，但相关课题内容不是我们所教学生能够去进行理想实践的，学生所进行的实践总是受自然乃至相关因素的制约。那就需要给学生进行梳理，给学生进行优化，给学生进行整合。应当说有些实践并不完全就是学生的亲手操作，可以从对相关资料的搜集和分析中，培养学生探究的能力。

三、进行体现科学本质实践学生需为互动探究型

科学课程的学习，不能仅凭自己的智慧，应当是我们大家所有目共睹的。这不仅仅就是学生能力的问题，而应当牵涉到科学课程内容的比较意义上的复杂性、抽象性，更何况初中学生的科学水准和自身探究能力现阶段还显得不是那样的高。从这个意义上讲，让初中学生去互动探究既是现实的需要，又应当就是发展学生的需要。对进行体现科学本质实践学生的互动探究，必须比较深入地去了解学生，了解学生的目的，就是能够形成一些优化型的互动组织。我们大都比较现实地看到这样的现状，一些看似语数英学习的问题学生，有时则不是科学课程学习的问题学生，这些学生对科学本质意义上的实践其兴趣极为浓厚，动手操作极为细致，成功率也极高。这就需要我们能够充分利用这些学生的潜在能力，让他们能够充当一定意义上的领头雁，其效果尤为显著。在学生的互动探究中，尤其是课堂教学中学生的互动探究，我们教师不能去作壁上观，需要以一双勤快的眼睛去发现学生，需要以一双慧眼去了解学生互动实践中的闪亮之处。在学生的互动实践中，尤其是一些课外实践，需要以高度的责任感去掌握学生互动实践的动态，跟踪学生的互动实践，以便及时发现问题，以便尽快解决问题。初中学生的互动探究，其形式已经不完全就在课堂，课外实践需要培养学生的合作毅力，课外合作需要学生建立一定意义上的合作意志，这些都需要教师去努力从关注每个学生一切的角度形成意义性的互动探究。初中学生的互动探究，也极易激动而会去不欢而散，加强学生之间的团结也显得十分的必要。

【参考文献】

[1]教育部.义务教育科学课程标准[M].北京师范大学出版社，2012

[2]肖川.教育的理想与信念[M].岳麓书社，2003