科学素养的孕育基地_科学教育

Vol.22　No.225物　理　教　学　探　讨第22卷总第225期(S)　08.2004　.60.Journal　of　Physics　Teaching2004年第8期(上半月)

教　学

改　革

科学素养的孕育基地———科学教育

董晓云

重庆师范大学初等教育学院 (　重庆 北碚 400700　)

1　问题的提出:

1.1　中国公众科学素养现状:

中国科协于2000年下半年至2001年上半年对我国公众(18-69岁)科学素养状况及其影响因素进行了第四次调查。2001年我国公众具备基本科学素养的比例为1.4%(每千人中有14人具备基本公众科学素养)。不同职业群体基本科学素养水平参差不齐,学生具备基本科学素养的比例最高,达11.42%;其次是专业技术人员,达6. 29%;排在最后的是农林牧渔劳动者、家务劳动者和丧失劳动能力者,为0.04%。不同性别公众基本科学素养水平存在明显差异,男性具备基本科学素养的比例为1.7%,女性为0.98%。城乡差异非常突出,城市居民具备基本科学素养的比例为3.1%,农村居民为0.4%。不同学历公众科学素养水平差异显著,受教育程度越高的人群,具备基本科学素养的比例越大。不同年龄段公众的科学素养水平也存在较大差异,年龄越大,具备基本科学素养水平的比例越低。2004年,江苏省科协首次公布了江苏公众具备基本科学素养的比例为2.03%,略高于全国平均水平1.98%,但与美国发达国家有很大差距,美国公众具备基本科学素养比例17%,即每千人中有170名具备基本科学水平,我国公众科学素养现状令人堪忧。

1.2　科技素质教育是现代教育的灵魂

我国综合国力与当今世界发达国家相比,还有较大的差距。追寻这些国家实现现代化的基本路径,可以认为重视科技教育的发展与繁荣是其最重要的方面。从美、德、英、法到日本、韩国、新加坡无不是大力发展科技教育,我国实施科教兴国的重要性亦是世界潮流之必然。为了中华民族的伟大复兴,我们必须重视科技文化建设,大力强化民族的科学素质教育,塑造现代人的世界观、价值观,铸塑民族新魂。只有全社会的人具备较高的科学素质,以科学的精神和思想、科学的态度与方法作为探讨各类问题的共同基础和出发点,社会才能更好地向前发展和进步。文化需要传授,科学精神需要传播与“教化”。“只有能够理解科学的好处的全部意义并加以接受的社会,才能得到科学的好处”,这显然指明了科技传播与科学教育的重要性。我们必须从观念上明确科学教育是现代教育的中心环节,科学教育的失败与落后就是现代教育的落后与失败,从而导致科技和经济发展的落后和失败。我们认为,科技素

2003年)

本题是一道新颖的科学方法题,是一道考查同学分析、推理和综合能力的好题,关键是发现其中的缺点所在,然后去寻找解决的办法,要注意题目的限定。解决问题的关键是认识橡皮筋的缓冲作用,可以此扩大弹簧测力计的量程。

析与解　可改进之处:增大弹簧测力计的量程

改进方法:在拉直的情况下,将橡皮筋两端分别连在弹簧测力计的小环和挂钩上,再在挂钩上先后挂不同数量的钩码,来给弹簧测力计重新标上刻度,这样就可以增大弹簧测力计的量程。

使用方法:用改进后的弹簧测力计的测量力时,将力作用在挂钩上,并从新刻度盘上读数。

物理科学方法题是物理内容与物理科学方法的有机结合。题目中既包含了丰富的物理知识,也包含了研究这一物理知识的科学方法。同学们在平时的学习中,应特别留意老师是怎样引入物理概念和规律的,运用了什么科学方法,如何理解它们,这些概念和规律的适用范围如何,它们有哪些应用。在练习时也应注意抓住关键字句进行仔细推敲,问题涉及哪些物理概念或规律,用什么方法解题方便等。

(栏目编辑　陈　洁)

　第22卷总第225期物　理　教　学　探　讨Vol.22　No.225 2004年第8期(上半月)Journal　of　Physics　Teaching(S)　08.2004　.61.

质教育是现代教育的灵魂。

怎样提高全民科学素养呢?科学教育对人生来讲是一个终身教育,每个公民在每个年龄段都应受到与其相适应的科学教育,尤其是青少年阶段应打好科技教育的基础,他们是国家的未来,民族发展的源泉。提高全民的科学素养,关键是提高学生的科学素养和科学精神。学校贯彻落实科学教育是孕育学生科学素养的有效阵地。

2　科学教育的目标和科学素养的内涵

2.1　科学教育的目标

我国“科学课程标准”(3-6年级)的总目标是:保持和发展对周围世界的好奇心,增强探索自然秘密的求知欲,形成对科技发展的兴趣;知道与周围常见事物有关的一般性科学知识,并能应用于日常生活,逐步养成科学的行为和生活习惯;了解科学探究的过程和方法,并尝试应用于科学探索活动,体验科学探索的乐趣;逐步养成大胆想象、喜欢探讨、尊重证据、敢于创新的科学精神;能接近自然、欣赏自然、珍爱生命、健康生活、积极参与资源的保护;形成爱科学、爱家乡、爱祖国的情操。由此可见,小学科学教育的目标不在于将每个人都培养成科学家。它的使命在于提高新一代公民的素质,培养科学素养,帮助学生更好地理解和运用科学解决个人和社会问题。

2.2　科学素养的内涵

对于科学素养的内涵,国际上展开了诸多研究。如何研究制定出国际上可以比较而又适合本国国情的科学素养标准,世界各国学者一直存在较大的争议。从目前国内外的相关研究来看,尽管对于科学素养的标准还存在争议,但是也在许多方面达成了广泛的共识。小学科学教育“科学素养”的培养主要包括三个方面:第一个方面是:理解基本科学概念,掌握知识体系和结构。科学知识体系主要包括科学事实、科学概念、科学定律和科学理论。一定的科学知识是科学素养的基础。第二个方面是:理解科学探究过程,学会运用科学方法。科学方法不仅是科学探究、获取未知领域真相的钥匙,也是学习、接受、传授已知领域知识的途径和方法,更是揭露伪科学、反科学、弄虚作假等一切假象的工具。因此,掌握一定的科学方法是十分重要的。第三个方面是:培养对科学的兴趣,树立科学态度和价值观。在科学教育中,通过对千姿百态、引人入胜的自然现象的学习,改变学生的行为倾向,激发他们对科学学习的兴趣,陶冶爱科学、爱家乡、爱祖国的情感,并

为他们形成正确的科学价值观打好基础。我们在赞叹科学之神奇、美丽和伟大的同时,也不要忘记,科学还有局限性,技术有副作用。总之,小学科学课程是以培养科学素养为宗旨的科学启蒙课程。在实施科学教育的过程中,应关注学生作为“整体的人”的发展,强调“过程与方法”、“知识与技能”、

“情感态度与价值观”在科学素养中享有同等重要的目标维度。

3　重视科学探究实验　培养学生科学素养

科学(3-6年级)课程标准指出:科学学习要以探究为核心。探究既是科学学习要达到的目标,又是学生科学学习的方式。在以培养科学素养为目标的科学教学中,由于教学目标的多元性,教学思想必须从教师讲授,学生死记硬背传统的教学观念转变到以学生为“主体”和“中心”,教师只是教学活动的组织者和引导者的现代教育观。按照建构主义理论,根据科学及其科学探究的本质,教师必须确立以探究为中心的教育思想,使学生在像科学家那样进行科学探究的过程中,体验科学的乐趣,增长科学探究能力,促进科学素养的形成。

3.1　视科学探究实验　培养学生实验意识

在探究活动中,由教师启发学生提出实验问题,学生设计实验解决问题。这一过程会逐渐地培养学生用“实验解决问题”的思维方式,使他们学会重视通过实验来解决问题,分析问题,学会“质疑”而不是“背书”。例如:《磁铁的性质》一单元,教师可先用魔术纸娃跳舞激发学生的兴趣,让学生猜猜:纸娃为什么会跳舞?当学生猜出纸娃跳舞是磁铁引起的,教师可继续引领学生思考:关于磁铁,你知道什么?还想知道什么?学生在已知的基础上提出了许多关于磁铁的问题。这时,教师可因势利导,积极的评价学生,给予充分的鼓励。然后,要求学生像科学家那样,通过科学实验去探究磁铁的秘密,提醒学生,在探究的过程中,一定要注意观察实验现象,认真记录,待会儿比一比看谁的发现多。重视科学探究实验,对于培养学生的实验意识,有着重要的实际意义,既能培养学生的实验动手能力,又能培养学生体验实验成功的快乐。

3.2　重视科学探究实验　培养学生创新意识

探究实验从提出问题开始,到形成概念、解

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决问题为止,学生始终处于独立思考、积极探索的学习情境中。实验的操作、数据的分析和处理、结论的得出,都是由学生自己独立完成。无论实验成功还是失败,都会使他们初步尝试到科学探索的乐趣,这无疑会激发学生的学习积极性和主动性,培养其独立性与创造性,在无形中培养了他们的创新意识。例如:《摆的秘密》一单元,可先让学生观看视频:钟摆及其摆动。学生看完形形色色各种钟摆后,教师可提问:你看到了什么?通过学生汇报,共同讨论,找出各种钟摆的特性。教师可继续引领学生思考:你在什么地方看到什么物体的运动是这样的?在学生展开想象最活跃的关键时刻,教师乘势提出:关于钟摆,你有什么问题要问吗?怎样才能解决这些问题呢?四人活动小组(组长,记录员,测量员,实验员各一人,角色可互换)开始工作。热烈地场面出现了,组长问:关于钟摆,你们有什么问题?我想知道钟摆为什么会不停地摆动?组长充满惊讶和激动地说:太棒了!还有吗?一个记录员马上记下问题。我想知道摆线的长短跟摆的快慢有什么关系?组长一伸大拇指:太棒了,还有吗?摆锺越重,摆是不是摆动越快?太棒了,还有吗?摆的摆动有什么规律?组长一拍大腿:太棒了,还有吗?……小组通过讨论,提出问题,找出通过实验解决问题的方案,由实验员领取好实验所需实验器材,四人分工协作,共同完成摆的科学探究。最后,各小组向全班同学汇报自己的发现。学生通过对摆的秘密的学习,经历了“发现问题———作出假设———设计实验———动手操作———观察验证”的探究过程,自由探究,自由发现,激发了学生的创造欲望,培养了学生的创造意识。

3.3　重视科学探究实验　培养学生环保意识

探究实验中,有许多与环境污染保护有关的课题和活动。如“水”、

“空气”、“土壤”、“益虫和害虫”、

“水域的污染和保护”、“空气的污染和保护”、

“我国珍稀动物和植物”、“保持水土”、“保护大自然”等课题和活动。要求学生关注人类生活的环境:水、空气、土壤、植物、动物,调查自然水域的污染情况、空气污染情况、调查环境污染对动植物的影响等实验。学生在这些实验过程中自己设计、操作实验,并在实验中进行独立思考和探究。在这一过程中,学生通过亲自经历实验过程,感觉到环境保护的重要性。这种通过学生自己发现并逐渐养成的环保意识要比教师在课堂上枯燥的讲述对学生产生的影响深刻得多。例如:《空气的污染和保护》单元教学时,教师可通过“看、想、数、做、读、查、议”,指导学生进行探究活动。首先,让学生看一看,什么样的空气被污染了?想一想,空气是怎样被污染的?数一数,学校或家附近有多少工厂的烟窗在冒烟,通过市区的公路上10分钟内大约过多少车辆?做一做,在阳台或窗台上固定一张白纸,观察一天内能落多少灰尘?读一读,污染空气的危害性。查一查,空气污染情况。议一议,怎样防止空气污染,自己该怎么做?最后,小组写出空气污染调查报告、环境保护等报告。通过一系列的探究实验,同学们了解了空气污染的原因,知道了空气污染的危害性,更重要的是,实验操作能力得到了提高,环保意识得到了培养。

科学探究实验是学生在不知道活动结果的前提下,以学生提出的问题为线索,通过学生亲自参与有序的实验操作和思维加工过程,得出相应结果的一种教学形式,它需要教师特别重视,才能达到培养学生科学素养的目的。做好实验课前的准备,是保证实验课堂教学成功的前提。严格组织是探究性实验是否成功的关键。因为它不像验证性实验,对探究性实验来讲,学生要根据教师的指导,运用所学的知识,独立地完成实验的选材、设计、操作。如果教师毫无组织能力,则会使学生在实验课中嬉戏玩乐,一无所获。细心总结是科学探究实验的延伸。当实验操作过程结束后,要和学生一起进行讨论分析。并借此激发学生学习科学和做实验的兴趣。随堂测评是提高学生实验能力的动力。整个实验结束以后,教师可就学生的实验准备,实验操作,实验态度、实验结果和器材的整理等各个方面进行现场评价,这样既可以培养学生的能力及科学的实验态度,又可以培养学生不断要求上进、追求完美的科学探索精神。

提高全民科学素养,强化科学教育是全社会的行动策略,从政府到民间,人人有责。作为科学课程教师,应该自觉地通过我们的言行去做科学精神的注解,通过我们的思考去充实理性精神,通过我们的工作造就一代新人,鼓励青少年充分利用各种环境,探究科学真谛,促进民族科学素养的提高。

(栏目编辑　陈　洁)