时间:2022-11-13 14:17:38
开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇初中科学学科论文,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。
关键词:新课程理念;初中科学;优化策略中图分类号:G633.24文献标识码:B文章编号:1672-1578(2014)10-0193-01初中学生正处于思想最为活跃、行为最为叛逆的阶段,同时,他们对于新鲜事物的好奇心与兴趣,使他们对于事物的接受能力也比较强。科学课是一门基础课程,它同工业、农业、能源、材料、资源开发、国防建设以及环境保护等方面有密切联系,对我国的四化建设能否迅速发展有极其重要的影响。初中科学课作为初中生入门理科的基础课程,在科学教学中,教师必须根据学生的年龄特征和认识规律,让初中科学教学生活化,使课堂气氛活跃,注意培养学生的科学探究精神,而不应该只注重对学生的科学知识的单一传授。
1.初中科学教学问题分析
1.1教学方式单一。当下,初中科学课程的教学中存在着一些问题,教师常常只重视对科学知识的传授,忽略了学生的理解、接受能力,忽略了学生科学探究能力的培养。新课程标准强调知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观三方面的整合,倡导探究、合作与互动的教学方式。传统的教学方式,教师注重备课和面向全班讲解,强调按部就班地学习和通过做习题反复训练;学生则主要是听教师讲解,注重个人领悟和记忆,缺乏互动、合作与交流。在某些初中的科学课堂中,教师注重学生是否能过记住科学知识,而没有对学生的理解、学习过程加以重视;另外,依然沿用传统的教学模式,仅仅是教师在讲,学生在听;教师在提问,学生在回答。这样的教学是枯燥的,不能引起学生的兴趣,同时,教师的分层教学未实行,对于优差学生一概而论,极大地损害了差生学习科学的信心与积极性。
1.2教师思维难以适应。传统的初中理、化、生、地教学内容,涉及到的自然关系基本上是因果关系,使用的方法基本上是单因子分析,呈现给学生的理论基本上以绝对真理的面目出现。科学课程则不同,呈现给学生的是一个综合的、千变万化的自然图像,由此出现了许多不确定性的问题。特别是在探究过程中,需要发现问题和提出问题、提出假设和设计方案、收集证据、作出判断、进行评价和表、达交流。而这,也对教师思维能力的转变提出了新的挑战。
1.3学生问题意识不强。在某些科学课堂中,教师几乎一直在讲,学生没有机会来提问,或者说学生不敢提问。在一些没听懂或者没学会的问题上,学生往往因为不敢提问而造成知识点的错误或者遗漏,导致学生的科学学习积极性下降。长此以往,学生将会越来越不会提问,不敢提问,这是及其不利于学生的科学课程学习的。
1.4教材墓础性不强。教材是教学的重要资源。初中科学使用的是浙江教育出版社出版的科学教材。这套教材的表格和图片比较多,而文字信息太少,许多关键性的结论都以留白的方式出现。编者的意图是好的,想充分体现科学的探究性。但由于过于强调探究性,而忽略了教材的基础性,不利于学生的自主学习。
2.提高初中科学教学质量的主要措施
2.1贴近学生生活,联系社会实际。要注意从学生身边熟悉的现象入手,引导他们发现问题。要紧密结合学生的生活实际,使他们感受身边的物质和变化,加深他们对科学知识在生活实际中应用的认识。在衣食住行等方面有着大量与科学内容有关的素材,如燃烧和燃料,溶液、酸、碱、盐、有机物和各种材料等;又如:在做馒头时,为什么面发酵了要使用纯碱,而面不发酵要使用面起(小苏打),/新购买的铝壶在烧水时,为什么水接触的地方会变黑等,这些都可以作为科学教学的素材。将这些内容充实到教学中去,既能提高学生的学习兴趣,又能教会学生对生活中的种种现象作出合理的解释,达到学以至用的目的。
2.2树立正确的教育教学理念。育人理念。教师要站在提高民族素质和加速四化建设的高度,确立新的教育思想,转变育人理念,把提高学生的素质和培养德、智、体等全面发展的合格人才与教好科学课结合起来,并把这种理念落实到课堂教学中去,将育人作为自己搞好科学课教学工作的立足点。服务理念。教师是学生学习过程的组织者、促进者和引导者。首先,教师在教学过程中要热爱学生,做到教为学服务;其次,教师应根据课程的内容特点,着眼于学生的会学和学会,给学生以充分的动手、动脑、动口的机会;最后,教师要运用形象化、直观化的教学手段,启迪学生思维,激发学生的学习兴趣,培养学生分析、观察、独立思考和实践操作的能力。因此,在平时的教学过程中,教师要精心备课,精心设计实验和各种教具,课余时间积极辅导学生,以不断提高教学质量。
2.3融合式课堂教学。当今社会讲究可持续发展,在初中科学课堂中同样可以渗透可持续思想,促进学生科学能力的培养。在融合式教学方法中,教师可以巧设学习榜样,利用学生的好胜心理与竞争意识,争相向榜样学习。这样,学生将会跟随教师的脚步学习科学文化知识;另外,还可以利用游戏和创新型实验来帮助学生学习科知识。科学课是一门以实验为依托的学科,教师可以创新地利用游戏与实验来帮助教学。比如,在学习声音的传播时,教师可以组织学生自治简易的传声装备,便于学生理解声音的传播;在讲解生物链问题时,组织学生扮演不同的生物,进而理解生物链中各种生物之间的关系和作用。
教师要不断充实本学科的专业知识及相关学科的基础知识,关注初中科学教学领域的研究动态与成果,努力学习现代教育教学理论,结合自己的教学实际,在教育科学理论的指导下,开展教学实践与教学研究,不断总结和丰富教学经验,勤于探索,勇于创新,努力使自己成为/教学)科研)创造型的高素质教师。参考文献:
[1]张晶莹,胡兴昌. 提高初中科学课课堂教学质量的对策研究[A]. 中国教育学会科学教育分会大学工作委员会.第五届全国科学教育专业与学科建设研讨会会议论文集[C].中国教育学会科学教育分会大学工作委员会:,2009:4.
[2]钱彩凤. 关于初中科学课教学的思考[J]. 考试(教研版),2009,07:65+53.
【关键词】关键词教学策略;课堂教学
心理学的知识告诉我们,人们的记忆有两种,一种是有意识记,一种是无意识记。所谓有意识记,就是有目的、有计划而且需要经过一定努力的识记。虽然这种识记包括机械识记和理解识记,但是,这种识记都是以一定的艰苦努力为前提的。而无意识记,是在事先既无确定的目的,而在当时又未曾经过任何努力的识记。它是一个自然而然、不知不觉的潜移默化的过程。尽管学习的过程,系统掌握知识的过程离不开有意识记,任何投机取巧都是不可行的;但是,通过我们的努力,将有意识记转化为无意识记,既达到学习的目的,又不增加学生的负担,这种努力是需要的,其途径之一就是运用关键词教学策略。
何谓关键词《科学技术报告、学位论文和学术论文的编写格式》是这样定义的:“关键词是为了文献标引工作从报告、论文中选取出来用以表示全文主题内容信息款目的单词或术语”。关键词主要运用于文献标引,随着网络的发展,关键词被广泛运用于网络搜索引擎,关键词概念的使用也已经大大突破了原有的范围。因此,根据关键词的特点以及科学学科的特点,笔者尝试把“关键词”引入科学教学实践中,并把这种教学探索称之为“关键词教学策略”。
关键词教学策略是指在科学教学过程中,以言语的教学为核心设计课堂教学,通过选择概念关键词,编排关键词序列,深入到语境,品味和感悟概念关键词,体会言语的意图感、意义感和意味感。
那么,我们应该怎样实施关键词教学策略呢?
一、根据教材内容,用关键词设置教学目标
《初中科学课程标准》指出:科学是人们对客观世界定性把握和定量刻画、逐渐抽象、形成方法和理论,并进行广泛应用的过程;科学为其他科学提供了语言、思想和方法;科学是人类的一种文化,它的内容、思想、方法和语言是现代文明的重要组成部分。这些都是需要学生通过准确科学语言的表述才能得以实现。文章常读常新,教材无非是个例子,对于科学课的教材,存在着多元解读和个性解读的可能,因此在确定关键词的时候不一定要拘泥于作者的本意,而允许教师根据自己对文本的解读,以及对课堂教学目标的设定选择教学的关键词。比如人们日常生活中的一些习惯用词,在科学课中有严格的界定。餐桌上的一道好菜“鸡翅”,在我们的科学课中是不恰当的。鸡属脊椎动物门的鸟类,较高等的应该称之为“鸡翼”,而“翅”是对较低等的昆虫的翅膀的称呼。例如,蝗虫属无脊椎动物昆虫纲膜翅目的动物,其典型特征是有头、胸、腹三部分组成,有三对足,两对翅。
二、根据习题内容,用关键词理解习题意图
诗有“诗眼”,文有“文眼”,那么习题当然也有“题眼”。 “题眼”是习题构思的凝聚点,是结构上牵动制约全题的关键点。也就是说我们能够透过那个“眼”,窥探出习题的主要内容。例如对某道中考题的解题过程简析如下:
为了探究滑动摩擦力跟正压力关系,小明设计了如图(甲)实验装置。
(1)将木块用测力计水平拉住,测力计另一端固定在桌上一侧;细线一端和砂桶连接,另一端跨过定滑轮和长木板相连。实验时在砂桶中加砂,使长木板运动,当木块达到稳定时,测力计读数等于木块和长木板之间的滑动摩擦力大小。请问木板的运动是否一定要作匀速运动 (填“一定”或“不一定”)。
(2)在木块上加砝码就可以改变木块对长木板的正压力,改变砂桶中砂的质量,使长木板运动,读出测力计的读数。小明做了四次实验,得到了下表四组数据,其中在第3次实验时,测力计的示数如图(乙)所示,请你帮小明读出测力计的示数并填入相应的位置。
(3)对上表格中正压力大小和测力计读数分析你能得出的结论是 。
本题主要考查学生对审题能力和阅读能力,第一小题,根据习题本意以及初中学生所掌握的知识水平,要想物体稳定地运动并且测出摩擦力的大小,需要满足二力平衡的条件,题目已经设定了条件“长木板运动达到稳定时”,所以填“不一定”,第二小题,从题目的关键词“读出”、“填入”,然后根据图片信息,可以得出答案是“1.9牛”,而有许多学生因为去比较表格中的数据,根据成正比例的关系去算出力的大小,结果因此而失分,第三小题,从题目的关键语句“为了探究滑动摩擦力跟正压力关系”可知,结论为“滑动摩擦力跟正压力成正比”或“滑动摩擦力的大小随着正压力的增大而增大”等,而有部分学生就紧紧盯着正压力大小和测力计的关系而写出它们两者的关系,使结论停留在表面上,因此而失分。如果学生在应试过程中能够认真阅读,体会命题者的意图,这样的题目应该不算难题,而且,也可以很快找到正确的答案。
三、根据材料内容,用关键词辨析核心信息
用关键词辨析核心信息,要注意关键词的排列,关键词只有经过优化组合排列而成,才显匠心独运,课堂才新颖别致,给人以美的享受。关键词排列恰当便可达到课堂教学逐层递进、逐层深入,实现学生认识由肤浅到深刻由表层到深层的螺旋式上升。
通过辨析关键词,全面理解关键词的含义,要弄清每一个关键词的上位词与下位词,要真正弄清很多关键词的内涵与外延,就要紧密联系它们的上位词与下位词。关键词之间,有上下位关系。如物质的分类是学生学习中的一个难点,在教学中紧紧抓住每个概念的内涵与外延,可以让学生准确而又熟练地掌握。具体分析如下:先请学生画出物质分类的直观图。
物质混合物纯净物单质非金属金属 化合物无机化合物有机化合物氧化物非金属氧化物金属氧化物 酸碱盐
论文摘 要:提高学生的科学素养是科学学科教学的主要目标,本文就针对科学实验教学中存在的问题,谈谈如何从改变师生观念、实施科学实验教学策略等方面入手提高初中科学实验教学的有效性。
一、初中科学实验教学的现状分析
据了解,在科学实验教学的实施过程中总体上存在着以下问题,一是在实验教学中过于注重学生对科学基本概念、基本规律和基本原理的理解和验证,因此就出现多了验证性实验而少了探究性实验,多了教师演示实验而少了学生实验;二是演示实验难以面向全体学生,出现学生被动观察的现象,难以通过亲身的体验来获取知识;三是在学生的分组实验中,总是先由教师演示,学生“看热闹”后,再去实验室“照方抓药”地做实验,学生只是简单机械地重复,动手不动脑;四是很多教师进行实验教学只是为了实验而实验,未能很好地发挥实验教学的知识、技能、情感的三维目标效果……这些问题的存在都大大影响了实验教学价值的发挥。
二、从改变对科学实验教学的认识和研究科学实验教学操作策略入手来提高科学实验教学的有效性
1.端正教师和学生对待科学实验的态度,以提高科学实验教学的有效性
要提高科学实验教学的有效性,教师一要更新观念,重新审视在新课程背景下科学实验的教育教学价值,重新认识科学实验的教育教学功能。科学实验教学有效性的实现除了教师要端正态度外,还应关注学生对科学实验教学的认识,这样在师生的共同努力下,才能真正发挥实验教学的有效性。
2.认真研究科学实验教学的操作策略,使实验教学目标的实现达到最大化
2.1提高演示实验的有效性。现实教学中,很多教师对演示实验存在认识上的不足:一是传统的演示实验教学,通常被认为教师在课堂上只需设法把实验做成功,实验现象明显即可,这是对演示实验肤浅的认识和狭义的理解;二是演示实验往往存在可视性较差的现象;三是演示实验中蕴含着的丰富内涵,没去深入地发掘。这些都直接影响到实验教学的有效性。针对以上几个问题,我们采取了以下相应的措施进行研究——演示实验必须确保成功:第一,要认真做好演示前的一切准备工作;第二,了解、掌握实验的准确程度,找出产生误差的主要原因和减少误差的方法;第三,要估计和掌握实验时间;第四,要认真设计演示实验的操作过程中,即如何引导学生进行观察,什么时候要提出什么问题,实验中要注意些什么等等。这些事项都要求教师在备课时做到心中有数、胸有成竹。
2.2提高分组实验的有效性。心理学家皮亚杰说过:“要让学生动手做科学,而不是用耳朵听科学或用眼睛看科学。”只有体验和实践,才能有所创新。基于这种思考,在实验条件允许的情况下,我们把凡是新教材中的演示实验最大限度地转化为学生分组实验。通过分组实验,学生不仅掌握了知识,而且也经历了一种科学研究的过程,最有效地落实了课堂教学三维目标,提高了实验教学中学生体验的有效性。坚持完成分组实验,能够让学生收获很多。
分组实验中老师们应做好以下几方面的工作:一是加强有效的小组合作探究;二是引导实验观察、探讨分析实验现象;三是注重培养学生多动脑。例如,在沸腾实验中,我让学生注意水未沸腾时和快沸腾时声响的不同,分析“开水不响,响水不开”的道理。再如,上分组实验课时,我会在热心指导学生认真完成各个实验环节的基础上,还注意培养学生探究实验的完整意识,加强学生对实验原理的理解和数据分析,实验结束后我会认真检查学生的实验记录,批改学生的实验报告,从中了解学生的实验能力和存在的问题及时反馈给学生,有必要时就课后让学生带着问题再次实验。这样可以提高探究实验教学的质量,逐渐培养学生严谨的科学态度和良好的实验习惯。 转贴于
2.3开展课外实验探究,提高学生的科学实验素养和创新意识。课外实验是科学实验教学的一个重要组成部分,以科学课中的实验为根源,探索一些来自生活的创新实验来替代书本同类实验,可使实验生活化、趣味化、多样化。比如:可选取学生身边的物质作为实验药品,选取生活和社会中的科学现象、与科学有关的社会问题作为实验内容,以拓宽实验的视野,激发学生探究的欲望,也能让学生“过把探究瘾”,有助于发展学生的科学认知、培养学生的探究能力。课后布置些家庭小实验,如用玻璃杯、饭碗和小蜡烛来测定空气中氧气的含量,大多数学生在家里动手做了这个实验,有的成功,也有的不成功。学生会于第二天七嘴八舌地询问老师,经过简要解释和指导后,有的同学回家又重复做了这个实验。再如,我把教材中铁钉生锈演示实验提前一周布置给学生在家里做,到了上常见的材料铁的性质一课时,我将实验室预先做好的铁钉生锈实验的三支试管展示给学生看,并请他们与自己所做的家庭小实验结果对照,学生很自然就接受了“铁在潮湿的空气中能跟氧气发生化学反应,生成铁锈”这一事实。
2.4开展实验操作设计竞赛活动,进一步提高学生实验操作能力的有效性。目前的中考中对实验能力的考查不仅仅限于笔试,还要测试学生实际操作水平,培养学生的实验操作能力。因此开展实验操作,组织学生进行创意科学实验设计竞赛,丰富实验设计内容,培养学生的探究能力、创新能力,也包括根据一定的实验目的,从零开始,通过探究实验仪器、药品、装置和操作方案,设计新实验。
综上所述,本课题组成员自从课题申报到课题的实施,有意识地围绕本课题,针对实验教学中存在的问题,采取各种策略尝试研究,以上的策略正在进行第一轮的实验,已有了一定成效,章老师所带的二(3)班及我带的二(5)班科学期末全市成绩评估,超市平均分十分,八年级科学组总排名居全市第五。这些成绩的取得跟我们课题组的研究是分不开的,相信在我们的继续研究下,实验教学有效性的策略研究将更会有进一步的进展,效果也会更明显。
参考文献
[1]国家课程标准专辑,科学课程标准,(7-9年级)
[2]朱时清.《科学》实验教科书(7-9年级),浙江版
【关键词】科学实验;最近发展区;学力
科学是一门以实验为基础的自然科学,物理、化学和生物科学的形成和发展都离不开实验。科学实验以其生动的魅力、丰富的内涵通过学生亲自经历、实践和探究科学现象和科学规律,以此激发学生的好奇心和求知欲,深化他们对科学本质的了解和认识,使他们学会质疑和探究,在提升学生学习能力和培养学生探究精神方面发挥着独特的功能和作用。
一、来自于一堂“科学实验”开放课
杭州某外国语学校的学生对他们的课程评价很高:很有意思。我一直期望有机会能去听一听。幸运的在一次对外开放课时,我聆听了怀老师执教的初中科学七(上)汽化和液化中的一课时――影响液体蒸发快慢的因素。现摘录教学片段如下:
【教学流程】
导入新课
通过日常生活问题 , 引出“蒸发”概念
问题1 : “凉衣服”衣服由湿变干 ? 水到哪里去了 ? 水的状态发生了怎样的变化?这样的现象我们称为什么?蒸发概念 : 物质从液态变为气态的一种现象 ( 汽化的-种形式 ) 。 [ 教师解释汽化含义 ]
提问2:连续的阴雨天,需换双袜子,可洗过的袜子还是湿的,怎样使它干的快些呢?
学生例举出生活中其它常见的蒸发现象
教师阐述 : 蒸发是日常生活中普遍存在的一种物理现象。在任何温度下 , 液体表面均会发生这种汽化现象。
提出问题
通过导入部分的日常晾晒衣服问题等进一步提问,深化内容
提问1:同样湿的衣服 , 夏天为什么会比冬天干得快?
提问2:给你几件湿的衣服,怎样晾晒容易干?为什么?
引出液体蒸发有快慢,并看了几张图片,询问并引导学生说出其原因
问题3:哪些因素会影响液体蒸发快慢?(板书)
建立假设
学生分组讨论:影响液体蒸发快慢的因素有哪些?(4人一小组,注意小组合作分工)
小组代表发言(可能性猜测)
猜测一:液体蒸发快慢可能与液体的温度有关?
猜测二:液体蒸发快慢可能与有风和没风有关?
猜测三:液体蒸发快慢可能与空气流动的速度有关?
猜测四:液体蒸发快慢可能与液体的表面积大小有关?
猜测五:液体蒸发快慢可能与液体的湿度有关?
猜测六:液体蒸发快慢可能与液体的种类有关?
(可能与液体的种类有关这点上老师给出了一定的提示)
把可能性猜测一一板书列出,并进行语句的整理
提出重点探究4个猜测:
假设① 液体蒸发快慢可能与液体的温度有关;
假设② 液体蒸发快慢可能与液体的表面积有关;
假设③ 液体蒸发快慢可能与液体表面空气流动的快慢有关;
假设④ 液体蒸发快慢可能与液体的种类有关
实验设计
教师提供现有的实验器材,要求学生采用控制变量法,让学生制定实验研究计划,由学生自主设计实验,然后教师提供一个参考的设计表格,学生们可以根据自己的设计完成表格,当然,学生也可以用其它的方式进行设计,分组讨论(4人一小组),对其中一个假设进行设计,确定控制的变量。【点评】这节实验课充分体现了“自主、探究、合作的学习方式”的新课程理念,重点突出了学生自主学习的科学探究的过程,具有如下特质:
1.培养学生的实践能力:在课上,学生们能根据生活中的自然现象,在老师的引导下能提出较为符合逻辑的问题,并能根据提出的问题进行假设、并针对假设设计有针对性实验方案、亲自动手实验操作、主动完成实验的观察、现象的记录、总结归纳出实验的结果、得出实验结论。
2.启发学生的思维能力:教师考虑到学生现有知识水平,即学情基点,为了让学生能较完整、有序的完成实验的设计,设计了一个供学生参考的设计思路表格,从而让有些学生有一个更清晰的思路和方向。
3.提升学生的学习能力:通过实验,不仅能使学生加深对影响液体蒸发快慢的因素的认识,而且能培养学生会用科学的方法去观察、分析生活中的科学问题,学会科学的探究方法,从而体现学生的主体地位。教师在科学实验探究中主要起组织、引导作用,而不是知识的传授者。这样的课堂在今后学生的中学学习中起了抛砖引玉的作用,激发了学生学习科学的热情与兴趣。
二、由该“科学实验”课引发的思考
笔者在这次活动中领略到了新生代教师所具有的教学风貌,以及较为扎实的科学基本功的同时,更注意到了执教者让实验在初中科学学科上的真正落实。
这部分知识与生活实际密切联系,从学生接受知识的角度而言, 它来源于生活又指导于生活,容易接受。以往教学过程中往往借口种种原因并没有去操作这些实验而采用让学生接受、理解的学习方式。但是,影响蒸发快慢的因素是多种变量, 怎样用实验来证实其中某个变量在起作用, 显然是牵涉到了控制变量的科学实验思想, 这是不易掌握的, 若学生自己动手实验,探究实验设计的基础上让其体验到控制变量的思辩过程, 感受到合作的愉快, 领悟到学习的乐趣, 学习的效果必然会超越传统的接受性学习。于是,我有了以下思考:
1.实验试题在中考中加大考查的作用在何处?科学探究题是中考的重点和难点,考查的内容更加体现对学生发展思维和创新意识的培养,加大了科学探究方法和实验技能的考查,注重提出问题、合理猜测、实验设计、数据的分析处理能力等。近几年来,杭州市《科学》中考试卷频繁地出现实验探究类试题,借用这类试题考查围绕科学实验探究的提出问题、猜想与假设、制定计划与设计实验、进行实验与收集证据、分析与论证、评估、交流与合作等几方面对学生进行考查。2013年中考实验分值大幅提升,约占卷面总分50%,且探究性强。如:在二氧化碳的检验、腐蚀性固体药品质量的称量、显微镜操作等实验中考查实验的基本操作;在利用含有铁锈的铁粉制取四氧化三铁,凸透镜成像,压缩气体做功等实验中考查实验原理、分析现象得到结论、仪器的连接;在唾液淀粉酶是否能催化淀粉的分解,海带中碘的测定,SO2气体的吸收,自制家用热水器等的实验中考查实验的综合、方法、设计、评价、改进。这些试题体现出灵活性、创新性和独特性,重视开放型科学试题的训练考查以及学生发散思维及创新能力的培养,也通过中考让我们教师能意识到实验在教学和生活中的重要性。
2.不容乐观的初三学生的实验考查。实验考查中,突显科学探究能力的检测。近几年,笔者作为监考老师去抽测初三学生的实验考查,但实验考查情况不容乐观。究其原因为:
(1)在考查前,任课教师是把要考的几个实验在考查前讲了再讲,演示好几遍,让学生回家背出来,还让学生在考前把这些实验一一做过,更有甚者,连实验结果和数据都给学生了。
(2)在考查中,有很大一部分学生动手能力极差。例如:在制作洋葱表皮的装片的过程中,就出现了这样一些的问题:显微镜不能操作,甚至不会用;洋葱表皮不知道从哪儿去取。洋葱是这样,其它简单动手实践亦如此。
(3)考查后,学生在填写实验结果时,几乎有一半学生的实验结果不是从实验中得到的,而是来源于考查前老师之前做的实验及其数据。填写的结果与实验结果的数据并不一样。这样的现象不值得我们好好反思一下吗?
透过现象往深处考察,造成上述现象的一个重要原因是,我们组织初中科学教学过程中,因受教学课时安排紧张和所教学生的层次差异大等原因,在我们这种农村甚至城镇学校中很多课堂实验都没做到探究就已获得结论,或者干脆让学生象背英语单词一样背科学知识和结果。“学科学都象学英语一样背了,学科学能这样学吗?”
对此,根据学科特点和教学方式,逐渐摸索通过找准学生“最近发展区”,在初中科学教学中尽可能对学生进行实验探究能力的培养,使学生逐步养成运用实验来进行探究、分析、解决问题的习惯,从而促进初中科学的有效学习。
三、“科学实验”的理论及学生特点
1.“最近发展区”的含义。在教学与发展的关系问题上,维果茨基(Vygotsky)强调教学应走在发展的前头,并提出“最近发展区”的思想。他认为必须先确定儿童的两种发展水平:一种为现有的发展水平,学生现有发展水平不是指学生现有水平,而是指学生在现有水平的基础上,依靠自己独立自主的发展所能达到的水平,对于知识教学而言即是指学生凭借过去的学习经验、积累的知识,在没有指导下,通过独立自学所能达到的水平;另一种为可能发展水平,它是指在学生现有发展水平基础上,凭借学生发展潜力和现有教育资源,通过教师的教学、辅导,学生可能达到的发展水平。在这个可能达到的较高发展水平与现有发展水平之间的距离称为“最近发展区(Zone of Proximate Development)”如图1。
2.“科学实验”的说明。实践不仅是重要的科学学习方式,而且也是理论的源泉、检验理论正确与否的唯一标准。科学实验就是自然科学理论的源泉和检验标准,也是探索科学的基本方法。特别是现代自然科学研究中,任何新的发现、新的发明、新的理论的提出都必须以能够重现的实验结果为依据,否则就不能被他人所接受,甚至连发表学术论文的可能性都会被取缔。科学实验是获取新的、第一手科研资料的重要和有力的手段。大量的、新的、精确的和系统的科技信息资料,往往是通过科学试验而获得的。例如,爱迪生在研制电灯的过程中,他连续13个月进行了两千多次实验,试用了1600多种材料,才发现了白金比较合适。但因白金昂贵,不宜普及,于是他又实验了6000多种材料,最后才发现炭化了的竹丝做灯丝效果最好。所以说,科学实验是探索自然界奥秘和创造发明的必由之路,自然界的奥秘是由科学实验不断揭示的,这一过程将永远不会完结。
3.“学生身心”发展特点。按照儿童心理发展年龄阶段的划分,初中生(即少年期)为11~12岁到14~15岁,这个时期的学生,心理发展的基本特点是处于一个半幼稚,半成熟的过渡状态,表现为独立性和依赖性,成熟性和幼稚织而成的各种矛盾,他们的思维形式正处于由具体形象思维为主的快速发展阶段,并且抽象逻辑思维占有相对的优势。但具体形象思维和抽象思维在少年学生整个思维活动中仍有着密切的联系。比如在这一年龄阶段,在掌握复杂的抽象概念时,他们仍需要具体形象的支持,如果没有具体形象作为基础,他们往往就不能正确地领会这些概念。
四、找准“最近发展区”,让学生利用实验在学习中螺旋发展
“最近发展区”客观存在,其理论为课堂教学设计提供了依据,但又以隐性方式存在于每个学生的思维之中,找准每堂课的“最近发展区”就成为此理论开发与运用的关键。
1.在实验中抓住科学探究的共性,突现“固着点”与“增长点”。
从教的方面来说,教学是教师不断创设“最近发展区”的过程(如图2)。因此,教师要不断确定学生的两个发展水平,要确定教学“最近”的知识“固着点”,关注知识的“增长点”。 如在《食物的消化与吸收》第二课时《酶》的教学中,体现学生现有发展水平的知识“固着点”是:一,学生已有的消化系统对三大营养物质的消化与吸收的过程;二,掌握化学反应中催化剂的特点和作用;三,会科学探究的基本过程以及方法―控制变量法。
体现学生可能发展水平的知识“增长点”是:一,确认酶是一种特殊的生物催化剂。二,理解验证酶专一性的实验过程和方法、掌握探究酶催化最适宜条件的实验过程和方法。三,通过图表信息,学会分析实验中相关变量的控制、以及相关实验步骤的目的性分析。如此,整体教学的“最近发展区”也就基本清晰了。“最近发展区”随学生个体认识水平的不同而不同。教学既要重视学生的个体发展又要考虑多数学生的“最近发展区’,教师切勿仅以几个尖子学生的情况代替广大学生的普遍实情。
2.在实验中结合科学探究的特点,体现学生的心理平衡。
教师在界定每节课的“最近发展区”时,得考虑设置的内容是否能在学生心理上产生“满足―不满足―满足”的心理过程。在《物质的密度》的教学中,我体悟到如下的心理过程:
A平衡:一样大小的木棒和铁棒,铁的质量大。不需实验验证由生活经验就能判断。在学生心理上呈现“理所当然”的满足状;
B不平衡:等体积的水和酒精,谁的质量大呢?即等体积的不同种物质质量一样吗?即使通过实验得到验证,学生看来,那么有没有将此特征用一科学的方法进行表示呢?此时在学生心理上呈现“难以想象”的不满足状。
C平衡:结合已学的表示物体运动快慢的表示方法,利用得到的实验数据来描述物质的这一特性。学生在心理上呈现“恍然大悟”的满足状。
此外,通过考试、检测、作业、学生访谈、观察等辅助方式也可在一定程度上更准确地把握学生的“最近发展区”。
3.在实验中注意内容前后的联系,呈现认识螺旋式上升。
例如,八年级浮力教学中浮力测量、阿基米德原理、物体浮沉条件等知识点中,重点和难点都比较集中,需要分散难点,教学层次要逐渐递进,如果浮力测量实验中,做好了内容铺垫,讲过浮力大小随浸入深度变化的图象,这样的基础对后续学习突破难点有重要作用。实验1对实验2的起到一定铺垫作用,而且更形象、生动,不宜弄错;如果没有实验探究的过程,学生今后的此类练习很容易犯错。
我们在教学中一定要注重培养学生自主动手实验的习惯,让其通过实验过程能有个基本了解,并借助于实验进行必要的分析如受力分析,这样就不会出现作业中常见的错误,并且训练学生的学习能力。笔者在教学过程中经常的利用各种资源来进行强化,让学生学习能力得到一定提高。如:在酸碱盐复习的教学中,就结合氢氧化钠是否变质的实验探究,给出盐酸、氢氧化钙溶液、氯化钙溶液等等药品,让学生自主选择药品,设计实验方案,经过各小组学生充分交流讨论,完善实验方案。并完成实验探究过程,观察现象、得出结论。使他们能用所学知识解释现象,提高分析问题解决问题能力。
三、“科学实验”教学的反思
1.“实验教学”设计的新体会
其一、创设实验的启发性,激发学生的探究意识。通过教师有效的启发引导,学生自己进行实验设计、动手实验、观察现象、讨论反思以及学以致用,不仅有助于学生更容易地记住结论,巩固所学的知识,而且有效培养了学生的探究意识。探究意识是使学生进行创新、创造行为的心理动机。教师在实验教学的过程中要鼓励学生去探究事物的本质,还要创设启发性问题,有效的引导学生进行探究。
其二、提高实验的趣味性,激起学生的学习兴趣。趣味实验的设计,可以使学生沉浸在充满趣味的实验现象之中,再转化为探索未知知识的动力,强化学习的动机,增强学习兴趣,达到使学生主动参与、主动探究的目的。例如:在《升华和凝华》教学中,设计了干冰投入水中的实验。学生惊讶于水似乎沸腾般产生大量的气泡,奇怪于水面上形成的白雾。
其三、增强实验的创新性,提高学生的探究能力。教师在实验教学的过程中要保护和支持学生在实验中萌发的创新意识。在现行的教学中,许多实验是验证性实验,学生没有积极、主动地去思考,只是实验的旁观者,结果的接受者。由于部分实验细节无法全面感知,学生的思维被牢牢的束缚。因此,教师要设计创新实验,为学生创造实验探究的机会,引导、组织学生去“猜想”、去“发现”、去“创造”,营造一种大胆质疑,手与动脑相结合,发散思维,主动探究,合作交流的兴趣盎然的学习氛围。
其四、注重实验的延伸性,开拓学生的探究思路。科学源于生活,又作用于生活。“到实验室外做实验,在日常生活中学科学”,就是要注重教学内容在生活中的延伸和拓展,利用学生对新鲜事物的好奇心,结合课堂教学内容设计生活科学实验,家庭小实验等,让每一个学生都能独立思考、独立创新、张扬自我、显示个性,充分释放自己的潜能。
2.科学实验后的反思:
“听过了忘记了,看过了记住了,做过了理解了。” 科学课就是一门强调学生亲身经历探究的课程,但在科学实验的操作过程中要注意以下问题:
其一、在实验的过程中,要培养学生独立分析和解决问题的能力。培养这种能力的前题是学生对每次实验的态度。如果学生在实验时等着老师教,或随随便便操作或者“参考”同学的报告,那实验就失去意义了。因此,在做实验前,一定要将课本上的知识吃透,因为这是做实验的基础,事前确认好将要做的实验的有关资料,如:实验要求、内容、步骤等,最重要的是要记录实验现象等等,从而培养学生的独立解决问题的能力,收集、处理信息的能力,获取新知识的能力,分析和解决问题的能力。
其二、在实验的过程中,要培养学生独立思考和合作交流的能力。学生做实验要有自己的看法和独立思想,不能人云亦云。在实验过程中,我们要认真吃透实验步骤,从而减少操作的盲目性,充分准备实验仪器、添加药品及其他准备,特别是在做实验报告时,本着实事求是的科学精神从事科学实验。让学生在实验中阅读资料,发现问题,独立思考,最终解决问题,从而加深了学生对课本理论知识的理解,达到了“双赢”的效果。
其三,切实解决“最近发展区”问题,培养探究的兴趣和能力。一是要组建学习共同体,开展合作学习;二是要培养实验兴趣,正如恩格斯说“兴趣和爱好是最好的老师”, 提升学生学习能力的方法是多种多样的,科学实验却是激发学生学习兴趣和爱好的最好方法。只要我们教师努力地去探索,认真钻研教材,把握学生的心理特点,充分调动其学习的主动性和积极性,使学生在轻松愉快的学习氛围中,达到激发学生学习兴趣。这就要求教师能充分了解学情,找准“最近发展区”,利用合适教学方法、适时适量地实验教学,调动学生的学习积极性,使他们始终处于积极思维、大胆猜想、主动实验、仔细观察、不断探索的情境中。
在今后的实验教学实践中,还得继续研究和探讨,研究探索出更多、更好、更新、更有利于提高学生素质的科学实验教学,为积极推进素质教育而努力。这样培养出来的学生必将是未来具有开拓精神和创新精神且符合未来需要的人才。
参考文献:
[1]《科学(7~9年级)课程标准》北京师范大学出版社.2001年7月;
[2] 靳希斌,《教育学》中央广播电视大学出版社,2000年7月;
关键词:教材阅读;反思;策略
阅读是人类社会生活的一项重要活动,是人类汲取知识和认识世界的重要途径,是继承和发展先进科技知识的重要手段。新课标明确了文本阅读和培养学生阅读能力的重要性,阅读能力的培养是时代对教育的要求,是学生自主探究学习、终身学习和持续发展的需要。
初中科学教师应充分认识到科学阅读的教育功能,将阅读《科学》纳入到科学课堂教学基本环节中去,积极探索课堂教学的优化结构。培养和训练学生的阅读能力,是教学策略的一个组成部分,是教学活动的一个重要方面。如何在科学教学中培养学生的阅读能力呢?从教师教学的角度上讲,首先要求教师转变教学观念,重视学生良好阅读习惯的培养,指导阅读方法,训练阅读技能,促使学生形成良好的“科学”阅读品质。
一、转变观念,增强阅读能力培养的意识
阅读能力是“科学”学习中最基本的能力之一。在科学学习能力的结构中,阅读能力与其他能力是有着内在联系的。例如,科学中的描述、解释、说明、比较、概述、用理论说明、分类、归纳、概括等能力以及思维能力的发展,都与阅读能力有关系,特别是自学能力,更是与阅读能力密切相关,因为自学能力水平高低往往取决于个人的信息获取和采编。因此,可以说阅读能力在科学学习中是非常重要的,甚至可以说是其他学习能力中最基本的能力,是提高科学教学质量的前提。
二、重视培养良好的阅读习惯
要养成良好的阅读习惯,必须做到:首先,明确阅读意义,提高阅读自觉性。教师应使学生明确阅读科学教材的作用,它既是教师教学的依据,又是学生学习活动的源泉,从而让学生认识其阅读教材的必要性。教师再渗透阅读的重要性,并结合实例启迪学生认识阅读能力往往是一个人获得成功的重要能力。这样,通过正面引导,提高学生阅读的自觉性,从而有利于阅读习惯的培养。其次,要建立阅读教学常规,规范学生的阅读行为,使正确的阅读行为得到重复练习,趋于稳定,也即“习惯成自然”。由于良好习惯是习得的,并非一朝一夕能够养成,因而更重要的是要长期坚持规范学生的阅读行为,严格要求学生坚持不懈地实践。例如,笔者在规范学生的阅读行为时,十分重视以下三方面工作:其一,坚持有布置、有督促、有检查,把阅读理解教材落到实处。纠正学生不重视阅读理解教材,没有掌握科学基本知识就把大量的时间和精力用在做习题上的偏见。其二,要求学生阅读时必须要做到认真、仔细、全面。强调阅读要开动脑筋,使阅读与思考相结合;强调边阅读边在书上圈点勾画符号、写旁注,做读书笔记等。这样始终如一地进行训练,就能使学生形成良好的阅读习惯。而这种习惯一旦形成,就可以把学生强烈的好奇心正确地引导到寻求、获取科学知识的途径上来。
三、指导阅读方法,形成阅读技能
要使学生形成阅读技能,就必须教会学生正确的阅读科学的方法。根据科学学科阅读的特点,采用不同的阅读方式进行“科学”的阅读,笔者平时教学实践中,采用了“三读”方式落实学生对科学文本的阅读。
1.在理读中享受科学
理读要求一个“细”字,它解决“进入文本”的问题,解决文本“精华是什么”的问题。所谓理读,就是寻找式地读,清理式地读,整理式地读;就是细细地读,把落实基础知识、进行概念教学、培养思维能力的眼光深入到课文的各个角落。对每一章节,我们都要认真地找寻,找出那些最有用的、最能落实科学教学要求的、最需要教给学生的知识,把它们罗列出来,以便做到使学生学习时心中有底。
(1)纲目式阅读:从系统论角度来看,不同学科都有一个系统性、科学性的内在逻辑联系,都是由一定的知识结构序列所组成,呈现出一定的带有规律性的框架形式。所以要求读书过程中随时遇到的内容,分别纳入到对应的“框架”之内,这样做,不但能加强理解,有利记忆,而且能思路明确,层次结构鲜明。
训练时可采用列表法和树状排列法。这种方法主要适用于篇幅长的文本或知识点关系复杂的章节或整个的力学、电学等的知识罗列阅读。比如,在学习常见的植物时候,由于这部分内容知识点多,虽然知识与学生的生活比较接近,但容易混淆,学生阅读起来比较的困难,笔者在教学的时候,就指导学生理清“纲目”,采用纲目式阅读,采用列表法来阅读就方便多了,如,后面是被子植物,于是指导学生把列表继续延伸,形成了,这样,把本章的知识点进行串联,形成一个树状的列表,指导学生采用这样的阅读方法,能使学生阅读思路清晰,比较容易掌握知识点。
(2)概括式阅读:即对事物的共同特点进行分析、归纳、总括。在语言的层面上,可以理解为阅读的一种方法;在逻辑的层面上,可以理解为思维的一种能力。阅读与思维紧密相连,不可分割。对各种阅读而言都不能缺少概括。学会概括,既有助于迅速获取信息,又有助于把握整体,从而准确、全面理解文本。它的形成,固然需要长期大量的阅读积累与感悟,但就方法而言,还是有规律可循的。
训练时可采用填空法和提问法。填空法一般适用于篇幅较长的文本。利用填空法可以降低概括主要内容的难度,让学生有法可循,不会一开始就被概括课文主要内容吓倒。比如,在学习空气对流运动的知识时,为了使学生理解这一运动规律,我设计了以下两道填空题:
①在近地面,气温高的地方空气呈________运动,气温低的地方空气呈________运动,从而形成空气的对流。
②对流层气温下面____________,上面__________,容易发生空气对流。
这样学生通过填空掌握了空气对流运动的规律,就不难理解对流层空气的对流运动。
提问法,对于一些篇幅不长、内容并不复杂的文本来说,概括主要内容采用提问法简单明了,学生更容易接受。比如,在学习神奇的激素――生长素和植物的向光性时,这一知识的逻辑推理性很强,容易使学生的思维混乱,为了降低难度,我要求学生读书本几段话完成相应的问题。
①胚芽生长和弯曲和什么有关?胚芽弯向光源生长可能是由于什么?
②胚芽弯曲生长是琼脂的作用还是由于其他什么原因?
③现在我们已经知道胚芽弯曲生长是由于什么原因?
针对问题阅读,学生的阅读就更有目的性,也很快地理清了思路,提问法阅读就这样能使学生在阅读中比较容易地概括出文本主要的内容,理出纲要。
2.在类读中发展思维
类读,它解决的是学生对教学材料的积累问题。类读就是连类而读,就是从某一点生发开去,或在本课中,或在其他课文中找到与之相同相近的内容并将它们组合起来,从而铺展出一个又一个知识的板块。换言之,类读就是集“散”材料为“类”材料的阅读。类读可以是建立在理读基础之上的操作稍稍复杂的阅读,这时的操作技巧是将理读所得的“原始”材料根据一定的标准加以分类。类读也可以是单刀直入地由某个角度直接切入教材的寻读活动,这时的操作技巧是由某一个“点”出发,对同类进行粘连。不管怎么操作,运用这种阅读方法都能够从教材中获得无数的“组合”与“板块”。
(1)并列式阅读:科学教材中的某些知识点、技能点存在着相似性或延续性,针对这一文本,我们可以采用并列阅读,有助于学生的把握。同时,教材中有些内容本来就是采用文字、图示、实验并列呈现的,这些,我们指导学生阅读时本就不应该分割阅读,教师帮助学生把知识点和技能点相类似的、不同的,或者有联系的进行捆绑,帮助学生进行并列阅读。合理的并列阅读有助于学生阅读理解,有助于阅读品质的形成。
例如,杠杆的五要素是学习杠杆的重要环节,学习过程中,我们指导学生阅读杠杆的五要素文字表述的同时,指导学生阅读图示,图和图示把抽象难理解的文字叙述内容加以形象化、具体化、条理化,却常被学生忽略。在教学中要指导学生识图读图,运用图文对应阅读能很好地帮助学生理解和识记文字上的叙述,就更有助于学生对五要素的把握,培养学生观察能力、直觉思维能力、空间想象能力和解题能力。在学生阅读时候,假如配备学生事先准备好的生活中剪刀、筷子、开瓶器等实物进行对杠杆文本的自我解说,学生必定会在一边阅读,一边摆弄中将文字说明进一步转化为自己的语言,更有利于学生的阅读掌握。
(2)比较式阅读:指将两种或多种材料对照阅读,分析其相同点和不同点的阅读方法。比较阅读法在学术研究中得到广泛应用。比较阅读法的形式非常丰富。有多角度、多层次的综合比较,有知识内容、形式作比较等。如,采用比较式阅读光合作用和呼吸作用比单独一个一个地阅读光合作用和呼吸作用的效果要明显些,也有利于学生阅读能力的培养。教学时,让学生分别阅读光合作用和呼吸作用,并进行比对,采用列表的形式,展示阅读结果,学生在自我阅读和讨论的基础上不难产生下表。
在比较阅读中,学生不难找出两者的不同与联系,课堂上学生很快就得出了“植物的光合作用为呼吸作用提供了物质基础,呼吸作用为光合作用提供了能量和原料,它们二者是相互对立、相互依存、互为条件的两个过程,共处于一个统一体中,没有光合作用合成的有机物,就不可能有呼吸作用与氧反应被分解的有机物,没有光合作用释放出的O2,空气中也不可能有持续足够供给生物呼吸的O2,如果没有呼吸作用释放的能量,光合作用也无法进行,且呼吸作用释放的CO2也是光合作用的原料之一”的结论。实践证明,比较阅读能帮助学生提高比较能力和解题能力,培养阅读品质。
训练比较阅读法时,教师要注意指导好以下几点:①确定比较的范围,选好比较的角度。②比较,要找出阅读材料中相同点与不同点,这是掌握和运用比较阅读法的关键性一环。③比较是使思维深化的重要手段,比较贯穿于阅读思维的全过程之中。在对材料作比较时,思维必须要有条理性,有比较的侧重点。④在比较阅读的整个过程中,应根据个人实际情况,灵活运用多种阅读方法,尤其要注意仔细研读材料。研读有利于分析材料的异同,发现材料之间的细微差别。阅读中,要随手做好必要的笔记,以便对照检查、分析鉴别。比较阅读中的笔记形式,可以用表格的形式,也可以用文章的形式,要灵活运用。
3.在巧读中提高技能
巧读,要求一个“活”字,要求一个“变”字,它解决“如何多角度地科学地利用”各种方法提高阅读质量。巧读,就是要求我们放开眼光,开放思维,去巧妙地钻研、理解教材。这种读法一般着眼于理解课文的思维灵活性,有利于学生形成自己的阅读技巧;这种读法要求更美、更奇、更趣地阅读,有利于学生形成自己的观点。
(1)重点句式阅读:一些章节,其重点句就是文本的主要内容。像《能量流动和物质循环》中,文本段落多且长和散,不利于学生的阅读把握,怎么办?笔者指导学生画出每段文本的重点句,由于教师把学生的文本分割成几部分,这样文本就短而小了,学生在阅读时就较快地画出了“生物所需的能量就是通过食物链和食物网来传递的”,“能量流动是单向的、逐渐减少的”,“生态系统中的物质流动是循环不息的”等重点句。学生非常容易把握这章节的内容关键,得出章节的主要内容。这种阅读方法主要应用于科技小论文等科技材料的阅读上。
再如,一次作业中的一道题:中国第25次南极科学考察队于10月20日乘作“雪龙”号启程,奔赴南极,开始为期180天的南极考察之旅。“雪龙”号是目前我国唯一的极地科学考察破冰船。“雪龙”号航行于海面时,它的排水体积为18000m3。破冰船针对不同的冰层有不同的破冰方法。其中的一种破冰方法是:接触冰面前,船全速航行,船体大部分冲上冰面,就可以把冰压碎。当船冲到冰面上时,船的排水体积变为航行于海面上的三分之一,船与冰面接触面积为20m2,求此时破冰船对冰层的压强是多少?(海水的密度取1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
题目的信息量很大,学生在大的信息量中容易思路混淆,笔者看学生一筹莫展,就采用了重点句式阅读法指导学生阅读题目,指导学生抓住纲要:
学生经教师的指导,在自我阅读中掌握关键句,理清思路,题目迎刃而解。
(2)批注式阅读:就是在阅读时把章节要旨、读书感想、疑难问题,随手批写在书中的空白地方,它的作用就是提示自己掌握书中的主要内容。批注笔记的形式有3种:①“眉批”,即批在书头上;②“旁批”,即批在句子旁;③“尾批”,即批在一段之后。批注笔记可记的内容非常广泛,大体可以归纳为4类:①注释:在读书时,遇到不懂或难懂的,找参考书弄清楚,搞透彻,然后写在该书的空白处。这样,既帮助理解,又有利于记忆,特别是为下次阅读扫清了障碍。②提要:在读书中,边看边思考,然后用精炼的语言把某段的中心意思记在书的天头或地脚上,这样就便于把握文章的脉络,然后复习浏览时,可一目了然。③批语:在读书中,可能产生各种感想、见解、疑问,这时可随手写在书的空白处。如不立即记下,过后就不易想起这些宝贵的思想火花。④警语:在读书时,发现重要段落或主要论点及特别值得注意的地方,为提醒自己,可批注上“注意!”“重要!”“用心记住!”等字样,这样,常常会使自己注意力集中,并为今后重点阅读提供条件。
如,在实验图示上标注仪器名称、药剂名称等,在生理图示上进行标注名称等,在表格上进行批注概括文字等。例如在教学《能量流动和物质循环》课时,图示中的各种箭头和文本交错复杂,笔者指导学生阅读时就采用批注式阅读,让学生边阅读图示,边在图边批注。如,注上“从能量传递过程来看,流经生态系统的能量就是绿色植物所固有的全部太阳能”,“能量流动是单向的、逐渐减少的”等批注,在“化学物质”旁注上“二氧化碳、氧、氮和其他物质”等,这样,使学生掌握自己习得的内容。
学生总是喜欢新鲜的事物,如果老是按照一种方法让他们读抄教材主要内容,日子久了,他们会生出厌烦。因此,教师可以经常变换学生的阅读方法:有时可以采用填空法,有时可以采用提问法,有时可以采用寻找重点句段法,有时可以让学生直接概括,等等。一定要让学生在感兴趣、不畏难的基础上,学会有法可依,有据可循。引领学生慢慢学会阅读,养成科学的阅读方法。
参考文献:
1.全日制义务教育语文课程标准(实验稿).北京师范大学出版社,2001.7.
2.科学.上海科学技术出版社,2008.5.
3.当代教育科学.山东省教育厅教育科学研究所,山东省教育学会,2007(02).
摘要:从对科学的全面认识出发,揭示科学的本质属性,并据此导引出科学素养的内涵。进而在此基础上对全面培养学生科学素养提出立足学生发展的三条教育实施意见。最后通过对科学的探究对象、历史发展与认知规律以及“综合”与“分科”两类课程特点的考察,对中学阶段构建“合—分—合”科学课程体系作了论证。
关键词:科学;科学本质;科学素养;科学课程
全面提高每个学生的科学素养应当是中学阶段科学课程的培养目标,本文将联系我国当前科学课程改革的实际,就科学素养的内涵、学生科学素养的培养以及科学课程的体系这三个方面谈些认识。
一、以科学的本质为依据,确定科学素养的内涵
1.对科学与科学本质的认识
科学是反映自然界客观规律的知识体系,这是不少人对科学的一种普遍的理解,但是应当指出,这是一种狭义的理解,是不全面的。科学作为对自然界客观规律的认识,不能离开认识过程,所以如果从广义上看,科学实际上是一种特殊的社会文化探究活动,这里有两点应当强调:一是科学就其过程来说是一种对自然的探究活动,而作为知识体系的科学理论只是这种探究活动的结果;二是科学是一种特殊的社会文化现象,它是只有在特殊条件下才有可能得以产生和发展的探究活动。因此,我们认为对科学更为全面的理解应当是,从科学活动的结果讲是科学理论——一种知识体系,而从科学活动的过程讲是科学探究。
如果我们综观人类社会的发展历史,就会发现各种文化形态的神话、宗教、艺术、历史、哲学和科学作为人的认知活动,都曾经各自在一定程度上刻意描述和说明自然现象,试图具有认识自然的功能,但是历史证明,在这众多的文化形态中只有科学才为人类提供了认识自然的精确而有效的工具,虽然科学不是绝对真理,但是自从科学产生以来,人类对自然的认识总是愈益正确和深入。原因正是由于科学在认识自然上所具有的一种“探究性”使然。科学的目的在于求真,科学家对自然的认识决不停留在事实的层次上,更不是采用引经据典、诠释经典,然后逻辑地演绎出关于自然现象的论述,而是进一步透过现象,深入事物的内部,提炼出反映事物本质属性和内在规律的各种“概念”和“定律”来,而这个过程正是通过探究来完成的。所以,我们认为“探究性”是科学作为科学的核心所在,是科学所具有的首要特征。
进一步分析,我们必须回答的是科学的本质属性究竟还包含哪些内容,哪些方面?搞清这些,对于深刻而全面地认识科学,进而教好、学好科学都是很重要的。
一是多样统一的自然界是科学探究的对象。
自然界不同物质形态之间,不同运动形式之间呈现出的是一幅多样又统一的画面,各个系统之间通过物质、能量与信息的交换而发生相互作用,并且相互交织、渗透,从而不断运动变化着,为我们展示出一个瞬息万变、绚丽多彩、多样统一的面貌。以人体的生命活动为例,一方面人体内部的消化、呼吸、循环、泌尿、运动、生殖、神经和内分泌八个系统,密切联系,相互配合、制约,共同完成人体的新陈代谢、生长发育、生殖与运动等生命活动,从而使人体成为一个统一的整体;另一方面人体又与外界环境之间进行着物质、能量与信息的交换,体现出人体与环境的统一。自然界的这种运动变化是有规律的,而这种规律是可以被人们所认识的,科学家们通过智慧并借助扩展感觉的工具,在探究自然的科学实践中确认了这一点,宇宙作为一个巨大的孤立系统,其中的基本规律各处是一致的,探究宇宙一部分所获得知识也适用于其他地方。例如,关于运动与重力的同一规律既可解释地球表面的自由落体运动,也可解释月球和其他行星表面的自由落体运动,科学家就据此计算出了人造卫星的运行轨道。所以,更全面地讲,我们所探究的自然界这个对象是一个可以被人们所认识的,多样统一、有规律地运动变化着的整体(综合体)。这一点告诉我们,对科学教育来说,单纯地分门划类的学科教育是不够的,还必须创设条件,让学生也能从整体上来认识自然,了解科学。这一点还告诉我们,在科学教育中重要的是引导学生从纷繁复杂的自然现象中通过观察、分析去探究规律,认识它并学会应用它,把握好科学的基本观念而不是死记一个个定义、公式与定理。
二是科学是一个具有可验证性、真理性和开放性的系统,它的可验证性与真理性决定了它对自然现象具有解释与预见功能。
由于人们认识的局限性,在一定历史条件下,所获得的关于自然界的科学知识只能是相对真理,但它包含着绝对真理的颗粒。由于科学理论是通过逻辑推理与实验活动而获得的,并经受过经验事实的检验,所以它是客观真理,也就是说科学具有真理性的特征,反映的是人们对自然规律,亦即自然本质的认识,并且它还具有相对的稳定性。这从科学规范里可以看得很清楚。一般而言,科学的规范总是修正而不是摈弃,其结构特点往往是保留、培育更为精确和变幻被更为广泛的认同。例如爱国斯坦在表述相对论时并没有抛弃牛顿的运动定律,而是进一步说明,它只是在更为普遍的概念中一个有限范围内应用的近似。为此,科学对自然现象具有解释与预见的功能。而可验证性正是科学与伪科学的根本区别所在。
另一方面,已有的科学理论因为是相对真理,所以又只能在一定的条件下与范围内适用,牛顿力学就是如此。随着客观条件的变化,人们认识能力的提高,科学知识会不断发展与进步,新的观察常常会对已有理论提出挑战,知识的变化就不可避免。在客体作高速运动情况下,牛顿力学就得由相对论力学来代替,因此,科学是一个开放的系统。当然还应当指出科学也不能解决所有证明或反证。
以上,明确回答了科学的内在基本属性与作用。这一点告诉我们,在科学教育中必须重视科学实验与逻辑思维能力的培养;它还告诉我们既要引导学生认真学习已有理论,又要防止把它视为永远不可逾越的认识顶峰,从而扼杀学生对科学进一步探索的向往与寻求发展的乐趣。即使科学方法也不是一成不变的,所以科学方法教学也不应程式化。
三是科学活动应经受科学道德与一般社会道德的双重约束。
科学的目的在于追求真理;科学是理智的探索与追求;科学是实事求是的事业,创新是科学的生命,这就要求科学家必须在其个性、情感、态度等方面体现出一种求真、理性、务实与创新的科学精神,自觉接受科学道德的约束。同时科学家共同体也是一个小社会,要使这个小社会正常而有效地运行,科学家也需要由一些社会化的规范来约束,也就是科学道德的约束,否则就会产生种种越轨现象,不利于科学事业健康、有序地发展。这里有一个科学家正确对待自己、正确对待他人和正确对待科学事业的问题。另一方面,科学活动就像一把双刃剑,对社会既有正面作用,也有负面影响。像原子能利用、克隆技术等都是如此。我们就是要让科学技术成为促进社会进步的力量,防止与抑制其对社会的负面影响,所以科学活动还必须接受一般社会道德的约束。这里揭示的是科学与人文不可分割的关系。
作为一个现代社会的合格公民,面对社会各种问题同样有一个如何对待的问题:解决日常生活、工作中的各种问题,都有一个如何去解决的思路与探究过程。特别是在科学技术迅猛发展,并且渗透到人们的工作、生活乃至思维领域各个方面的今天,每个公民都会面临各种如何对待与运用科学去处理各种问题的决策与过程,所以基本的科学道德与一般的社会道德对于现代合格公民,不论从事什么职业同样都是必不可少的,差别仅在于程度与着重点不同而已。
这里从精神方面回答了科学的外在属性,它告诉我们科学本身就蕴含着道德因素、人文因素,我们在教学中不应把科学精神与人文精神分割开来,而应当统一起来,和其他课程与教育环节一起,共同为提高学生的思想、道德水平与社会责任感而努力。
四是科学技术是第一生产力,是一项全社会的事业。
科学可以转化为技术,变为改造世界的物质力量,科学技术不仅是第一生产力,而且是先进生产力的集中体现与主要标志。今天,它已经对经济与社会发展起着决定性的作用,正因为科学在促进社会物质文明和精神文明中的作用和科学的发展也有赖于社会各方面的支持,科学的社会功能与它的这种和社会之间的互动关系,才使我们清楚地看到科学不仅仅是科学家的事业,而且是一项全社会的事业,每个公民都应当关注科学的发展。
这里进一步揭示了科学的性质和它与技术、社会的关系,或者说从社会文化方面阐明了科学的外在属性。这一点告诉我们,在科学教育中不应把科学与技术、社会分割开来,就科学谈科学,脱离学生生活实际与社会实际,从而抑制学生学好科学服务自身、社会、振兴中华的意识与实践,进而为全人类奉献服务的意愿。
2.必须从科学的本质来把握科学素养的内涵
人们通常从对科学的狭义观的认识出发,总是把科学教育仅仅理解为科学知识的传授,把科学素养仅仅理解为具有一定的科学知识,而在我国的传统教育中相应地也就把自然科学的基础知识与基本技能,即所谓“双基”作为科学素养的唯一内涵。显然这种认识是有局限性的。这是因为,倘若教师在科学教育中仅仅强调科学事实,那么学生就会认为科学是事实的堆积;倘若只强调科学的概念,那么学生就会以为科学是一连串的概括;倘若教师只强调科学的原理,那么学生就体验不到科学探究的过程和科学对自然现象的解释与预见的功能。因此,在我们的科学教育中,如果不能超越事实、概念与原理的局限,是难以促进学生科学经验的形成的。
与此不同,如果我们能从对科学的本质认识出发,效果就两样了,这是因为:既然科学探究是科学过程的本质特征,是科学的核心所在,当然过程、方法与能力就成为学习科学者必须培养的素养;既然科学就其结果讲是通过探究活动取得的对自然的认识,科学知识与技能当然应当是一个重要素养,科学活动应经受科学道德与一般社会道德的双重约束,这种约束的结晶就是科学态度、情感与价值观,也就是科学精神,它正是科学活动的规范,所以,科学态度、情感与价值观应成为科学学习者培养的又一科学素养;科学技术是第一生产力,是全社会的事业,对科学、技术与社会关系的认识也就很自然地构成科学素养的又一要素。这样,科学课程,以全面培养每个学生的科学素养为目标的科学教育,其科学素养的内涵就应该包含四个方面:一是科学知识与技能,二是科学过程、方法与能力,也就是科学探究,三是科学态度、情感与价值观,也就是科学精神,四是对科学、技术与社会关系的认识。
在教学中如能紧密结合学生实际,将四个方面整合好,我们的科学教育就必然会有效地促进学生科学经验的形成、科学素养的提高。近年来,在我国教育部基础教育司直接领导下进行的科学课程改革,在课程标准中明确把上列四个要素作为构成课程目标的四个方面,并提出了具体要求,从教改实验区实施的效果看,成效是明显的,其中最可喜的一点是激发起学生学习科学、探究自然的浓厚兴趣。
二、立足学生的发展,全面提高其科学素养
为适应经济增长、社会进步与科技发展对我们的挑战,全面提高全民族的科学素养,增强我国科技创新能力,我国正在进行着一场意义深远的基础教育课程改革。在改革实践中,我们愈益深刻地认识到科学课程应当把全面培养学生的科学素养作为目标,为他们的终身发展奠定基础。要实现它,下列几个方面是很重要的。
1.精选科学的内容,体现基础性、选择性、整体性、开放性与时代性的统一,使学生获得最有价值的知识
在科学技术知识迅速增长的今天,学习什么样的知识愈益成为科学教育必须回答的问题。为了给学生终身发展奠定坚实的知识基础,基础教育中的科学教育内容必须精选,这里有几点值得关注,一是要适应学生心理特点与认知规律;二是对每一个学生的共同需求来说,应当对他们的终身发展是必须的和基本的(适应个性发展、供学生自选的拓展内容则不受此限,但同样必须认真精选);三是要反映当代科学技术发展的新成果,让学生了解一些他们能够接受的现代科学技术知识;四是注重与社会现实生活的密切联系,使学生对科学、技术、社会、自然之间的关系有一基本的认识;五是要反映自然的统一性、科学的整体性,注意不同学科领域知识与技能之间的融通与连接,通过科学的统一概念和原理(如物质、信息、能量、运动、系统等)、科学探究活动和科学、技术与社会关系的专题进行整合,使学生不仅了解各分科知识,还对科学有一整体的认识;六是对已有的科学知识要认真对待,但又不要把它人为地构成封闭系统,必须重视科学开放性与发展性的特点。
为此,我们在新的基础教育7—9年级科学课程标准中,精选了生命科学,物质科学,地球、宇宙与空间科学领域的最基本的内容;对生命科学领域提出了生命系统的构成层次,生物的新陈代谢,生命活动的调节行为,生命的延续与进化,人、健康与环境的关系等最基本的要求;对物质科学领域提出了常见的物质,物质的结构,物质的运动与相互作用,能与能源等最基本的要求;在地球、宇宙与空间科学领域中则介绍了地球、太阳和宇宙的基本情况,人类在空间科学技术领域的成就,地球环境中的阳光、大气、水、生物、地壳、土壤的相互联系、影响、制约的最基本的关系,并力图通过科学的统一概念与原理,科学探究,科学、技术与社会的关系对构成科学素养四个方面的整合,让学生从中学好科学,发展能力,培养素养。
2.突出科学探究,着力培养学生的科学探究能力
发展学生的科学素养离不开科学的认识过程,科学过程的本质是探究,教育的重要目标是促进学生的发展,科学课程应当体现这两者的结合,突出科学探究的学习方式,注重创设学习科学的情境,为学生在教师的指导与帮助下自己动手、动脑,主动进行科学探究,提供充分的条件和机会,使他们得以在科学探究的实践中,感受、领悟和理解的学习过程中实现一些重要科学素养的培养目标,而不只是被动地接受一些科学的结论。这是因为科学探究的学习过程能有效保持学生对自然的好奇心,激发他们的学习兴趣与求知欲,使他们体验探究过程的喜悦与艰辛,培养科学精神;能促进学生主动构建具有个体意义的科学知识与技能,习得科学探究思维的方式、方法和能力;科学探究的学习过程还有利于学生更多地接触生活和社会,从而领悟科学、技术与社会的互动关系。为此,在我国新的科学课程改革中,特别强调学生学习方式的变革。例如在7—9年级科学课程及其教材中把科学探究作为学生体验科学过程、理解科学本质、培养科学能力和学习科学知识的主要学习模式,要求学生多用探究的方式获取科学知识,掌握科学研究方法,提高分析和解决实际问题的能力。当然,我们也不是把科学探究视为唯一的方式,根据教学内容的不同,学生的学习方式可以是多样的,教学中要求运用各种教学方式与策略,让学生将探究方式的学习与其他方式的学习结合起来,以获得最佳的学习效果。
3.强调科学素养各要素间的结合与渗透,体现科学精神与人文精神的统一,全面提高学生的科学素养
正如前面已指出的,在当代,科学技术对社会进步的作用越来越明显。科学技术已经渗透到人们生活和工作的方方面面,正在迅速改变着人们的生活方式和工作方式,人们应积极顺应这种变化,将自己的生活和工作导入文明、科学的轨道,形成一种科学、文明、健康的生活方式。我国自古以来虽然有着伟大而丰富的文明成果和优良的文化传统,但相对来说,全社会的科学精神不足乃是一个缺陷,改革开放以来,实事求是的科学精神得到极大的发扬,近年来相继出现的一些与现代文明相悖的迷信、愚昧活动甚至,却干扰、破坏了健康的主流,严重阻碍着社会主义物质文明与精神文明建设。在学术界,科学道德的基本情况是好的,但在一定程度上也存在着急于求成、追求论文数量的情况和评价与宣传中一些浮夸不实的现象,一些违背科学道德的行为也偶有发生。这应当引起我们的极大警惕与关注。现代社会又一突出特点是人类在获得了改造自然甚至改造生命的巨大能力的同时,也产生了生态环境恶化、资源日益匮乏等一系列问题。因此,基础教育新课程改革中的科学教育,更应重视挖掘科学课程本身所蕴含的德育因素,将科学知识与技能、科学精神、过程方法与能力进行结合、渗透,努力反映科学、技术与社会的互动与关联,注重培养学生尊重事实、尊重科学、敢于质疑、勇于创新的科学精神,激发学生的好奇心与求知欲,使学生在探究过程中体验学习科学的乐趣,培养科学探索的热情,养成与自然界和谐相处的生活态度,了解科学、技术与社会之间的关系,有一个健康的心理和献身事业,服务社会、祖国与人类的胸怀与情操,把科学精神的培养与人文精神的塑造统一起来,从而为大面积提高学生的科学素养奠定坚实的基础。在我们7—9年级的科学课程标准和依据标准编写的教材中对此都作出了具体要求与呈现。
三、以科学的探究对象与历史发展为依据,构建科学课程体系
在义务教育阶段采用“综合型”,在高中阶段则以“分科型”为主,并在此基础上设置以综合实践活动为内容的研究性学习课程,这就是我们对基础教育阶段科学课程体系的意见。这种安排的认识依据,我认为有以下几点:
1.从科学探究客观对象进行考察
正如前面已经指出的,自然界是一个有规律的、不断运动变化着的、多样统一的综合体,而就人工制成的事物来说,只要仔细观察剖析,也无一不蕴涵着多种物质形态或多种运动形式,是多种机制的综合体。譬如一个具有一定功率的电动机,从物理机制讲是一个电磁运动向机械运动转换的问题,而它的构成和质量就涉及构成它的材料、机械加工的过程、绝缘的措施、安全防护与环保等多个方面。这里既有物理、化学问题,也有生物、环境问题。这样,对自然界包括其他物质客体的认识,就需要我们既要从分析的角度去剖析,又要从综合、整体的角度去探究。
2.从人类对自然认识发展的历史进行考察
再就认知规律来讲,从人类对整个自然界认知发展的历史考察:最初,人们把自然界作为一个整体从总的方面来观察,科学是笼统的自然哲学,它为人们把握自然界提供了一个总的画面;16世纪以后才进行分门别类的研究,形成各门学科分支,它使人们的认识得到深化;从19世纪至今,自然科学技术在总体上出现了结构性的综合化、整体化趋势,它使人们在更高层次从总体上去把握自然界。由此可见,人们对自然界的认识正经历着一个螺旋式前进上升的过程,由于个体认识的发展过程与人类认识的发展过程是一致的,所以,基础教育的科学课程按照“合—分—合”的思路来设计体系,是符合认识发展规律的,也反映了学生的认知发展历程。
3.从科学技术发展趋势进行考察
科学技术的发展一方面不断分化,一方面不断综合,但从总体上说,表现出一种结构性的综合化、整体化趋势。在新的世纪,虽然学科本身的进一步分化和继续向微观深入仍然是发展的重要方面,但是,进入现代科学时期以来,特别是近二、三十年,另一个新的方向正成为更具旺盛生命力的重要方面,甚至成为主流。这就是向着宏观、交叉、复杂的综合集成、整体化方向发展。像系统科学、生命科学、能源科学、地球科学、环境科学、空间科学、认知科学与脑科学及行为科学等综合性、交叉性、边缘性学科都已成为一批不断迅速发展的学科。“科学—技术—生产”的一体化和“科学—技术—社会”日益紧密相连的趋势,更突出地呈现在人们面前。分化和综合可以讲是并驾齐驱。
4.从“综合型”与“分科型”两类科学课程各自的特点进行考察
前者力图超越学科界限,统筹设计、整体规划,强调各学科领域知识的相互渗透和联系整合。它有利于改变长期以来初中课程存在的门类过多、学科间相互脱节、缺乏联系的弊病。这样的课程,有利于学生从整体上认识自然和科学,根据统一的科学概念和原理与各领域知识之间的联系来构建开放型的知识结构;有利于学生知识的迁移和学习能力的发展;有利于对学生科学探究能力培养的总体安排,使学生得到比较全面的科学方法的训练;有利于学生较为全面地关注和分析与科学技术有关的社会生活问题,获得对科学、技术与社会关系的理解,加深对人与自然、社会协调发展的整体认识。但综合型课程对任课教师与教学组织提出了更高的要求,为实施、推广带来了一定难度,必须作出更多、更大的努力。后者作为一种单学科的课程组织模式,它强凋不同学科门类之间的相对独立性,强调一门学科的逻辑体系的完整性。其开发以学科知识及其发展为基点,其组织则以学科知识的逻辑体系为线索,这样的课程,有利于突出教学的逻辑性与连续性,使学生能比较简捷有效地获取学科的系统知识,有利于体现教学的专业性、学术性与结构性,从而有效地促进学科尖端人才的培养,也有利于组织教学与评价,便于提高教学效率。但分科课程易轻视学生的需要、经验和生活,导致学科之间的割裂,从而限制学生的视野,束缚学生思维的广度。应该承认我国原有分科课程的这些缺点是比较突出的。而采取义务教育阶段与高中阶段综合与分科各有侧重的科学课程体系,既符合学生认知规律,又使两者可以互补,从而让学生得到比较全面的科学素养的培养。在这次新课程改革中,即使“分科型”的科学课程,像义务教育阶段在初中开设的物理、化学与生物也都强调科学素养各要素之间的整合,注重体现基础性、时代性、实用性和综合性,从而使课程内容存在繁、难、偏、旧和过于注重书本知识传授的传统分科课程有了显著改善。在义务教育阶段,3—6年级作为科学启蒙教育,统一采取综合型,而进入科学入门教育的7—9年级则采取了“分科型”与“综合型”并存的组织形式(主要是照顾到我国当前师资的专业结构现状),各地区、各学校可根据各自条件任选。与此同时,创设条件使“综合型”课程逐步得到推开。
参考文献:
[1]中华人民共和国教育部制订:《科学(7—9年级)课程标准(实验稿)》,北京师范大学出版社,2001年版。
[2]袁运开、蔡铁权主编:《科学课程与教学论》,浙江教育出版社,2003年版。