談在探究學(xué)習(xí)中培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)

1、談在探究學(xué)習(xí)中培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng) 摘要：在科學(xué)的探究學(xué)習(xí)中，既要使學(xué)生形成扎實(shí)而系統(tǒng)的科學(xué)知識(shí)，又要讓學(xué)生養(yǎng)成實(shí)事求是注意細(xì)節(jié)的科學(xué)態(tài)度，樹立不畏艱險(xiǎn)勇敢登攀的科學(xué)精神，學(xué)會(huì)應(yīng)用一定的科學(xué)方法，這是實(shí)施三維一體目標(biāo)教學(xué)的正確途徑。關(guān)鍵詞：探究學(xué)習(xí)、科學(xué)知識(shí)、科學(xué)態(tài)度、科學(xué)精神、科學(xué)方法我們的教育應(yīng)該全面培養(yǎng)學(xué)生的文化科學(xué)素養(yǎng)。文化科學(xué)素養(yǎng)，顧名思義，包括文化素養(yǎng)和科學(xué)素養(yǎng)。何謂科學(xué)素養(yǎng)呢？依據(jù)國(guó)際科學(xué)教育界對(duì)科學(xué)素養(yǎng)的界定和我國(guó)的實(shí)際情況，教育部頒布的科學(xué)標(biāo)準(zhǔn)中提出科學(xué)素養(yǎng)應(yīng)包括：科學(xué)探究（過程、方法與能力），科學(xué)知識(shí)與技能，科學(xué)態(tài)度、情感與價(jià)值觀，對(duì)科學(xué)、技術(shù)與社會(huì)的理解?？梢娢覀兤匠Ｋf的

2、科學(xué)知識(shí)、科學(xué)方法和科學(xué)精神等是構(gòu)成科學(xué)素養(yǎng)的最基本要素。 在科學(xué)素養(yǎng)的構(gòu)成中，知識(shí)不是唯一的，過程和方法、科學(xué)態(tài)度、情感與價(jià)值觀應(yīng)與知識(shí)三分天下，或者說它們是構(gòu)成科學(xué)素養(yǎng)的三個(gè)維度。從科學(xué)課程的三維一體的教學(xué)目標(biāo)出發(fā)，我們就應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生在探究學(xué)習(xí)中努力實(shí)施。一、 在探究學(xué)習(xí)中形成扎實(shí)而系統(tǒng)的科學(xué)知識(shí)按照系統(tǒng)論的觀點(diǎn)來看，每一事物都處于不同層次的系統(tǒng)之中。科學(xué)知識(shí)亦然。天文學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)、生物學(xué)等無不組成各自的系統(tǒng)。在探究學(xué)習(xí)中教師就應(yīng)做到心中有數(shù)。如果學(xué)生學(xué)的知識(shí)支離破碎、不成系統(tǒng)，或者說，在初中階段學(xué)生的有關(guān)科學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)學(xué)得不扎實(shí)，那就會(huì)對(duì)以后的學(xué)習(xí)深造帶來不利的影響。在探究的學(xué)習(xí)過程

3、中，我們就應(yīng)該十分注意借此過程逐步形成扎實(shí)而系統(tǒng)的科學(xué)知識(shí)。扎實(shí)而系統(tǒng)的科學(xué)知識(shí)之形成不是一朝一夕的事，教師的作用就在于引導(dǎo)之。一個(gè)知識(shí)點(diǎn)，又一個(gè)知識(shí)點(diǎn)，把每一個(gè)知識(shí)點(diǎn)落實(shí)于一定的活動(dòng)流程中，使學(xué)生能夠明白無誤地知曉、掌握。這就好象一顆顆美麗的珍珠等待著我們用一根線將它們串起來。教學(xué)案例1在學(xué)習(xí)了用二氧化碳熄滅放在燒杯中的高低不同的兩支蠟燭（二氧化碳借用漏斗在燒杯一側(cè)倒），蠟燭火焰自下而上熄滅，學(xué)生容易得出二氧化碳密度比空氣大；二氧化碳不燃燒也不支持燃燒。我緊接著提出對(duì)“長(zhǎng)短不同的燃著的兩支蠟燭罩上茶杯后哪一支先熄滅”這一問題，學(xué)生異口同聲地說：“短的一支先熄滅?！蔽艺f為什么？學(xué)生馬上說出了剛

4、學(xué)的二氧化碳的性質(zhì)。安靜了一會(huì)兒，冒出一個(gè)調(diào)皮的聲音：“老師，我認(rèn)為上面一支蠟燭先熄滅，當(dāng)發(fā)生火災(zāi)，室內(nèi)濃煙密布時(shí)，應(yīng)俯伏在地上爬行，這是否與該實(shí)驗(yàn)有關(guān)？”語氣不是很堅(jiān)定。受到該同學(xué)的提示，有一學(xué)生肯定地說：“老師，就是上面的蠟燭先熄滅?！卑鄡?nèi)其他學(xué)生急著讓他說出理由，他不緊不慢地說：“因?yàn)樯傻亩趸茧S著熱空氣上升，先存在在杯子的上方，所以上面的蠟燭先熄滅?！钡渌麑W(xué)生還是將信將疑，怎么辦？我把準(zhǔn)備好的蠟燭和杯子分給學(xué)生，學(xué)生的積極性很高，小組同學(xué)開始動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，不一會(huì)兒，只聽到學(xué)生說：“哇，上面那支蠟燭熄滅真快，真想不到?！蓖ㄟ^探究，不僅使學(xué)生的科學(xué)知識(shí)學(xué)得扎實(shí)，學(xué)生們都已知道二氧化碳密度

5、比空氣大；二氧化碳不燃燒也不支持燃燒。一個(gè)調(diào)皮學(xué)生的回答，使學(xué)生回憶起了已學(xué)過的有關(guān)密度的知識(shí)，以及對(duì)物質(zhì)之間的密度大小進(jìn)行了比較。使學(xué)生深刻認(rèn)識(shí)到所學(xué)的知識(shí)必需互相聯(lián)系，形成系統(tǒng)，才能正確地解決問題。二、在探究學(xué)習(xí)中養(yǎng)成實(shí)事求是注意細(xì)節(jié)的科學(xué)態(tài)度實(shí)事求是是馬克思主義的靈魂所在。鄧小平同志一九八六年三月二十八日會(huì)見新西蘭總理朗伊?xí)r曾說過這么一句話“拿事實(shí)來說話。”實(shí)事求是在科學(xué)研究中也是不可動(dòng)搖的科學(xué)態(tài)度。社會(huì)是復(fù)雜的，大自然也是復(fù)雜的。面對(duì)著復(fù)雜的世界，我們既要會(huì)用望遠(yuǎn)鏡，也要會(huì)用顯微鏡，看任何事物都不能憑自己的主觀臆斷，用“有色眼鏡”來觀察事物。養(yǎng)成重視細(xì)節(jié)的科學(xué)態(tài)度是非常重要的?；萜談?chuàng)始

6、人戴維帕卡德說：“小事成就大事，細(xì)節(jié)決定完美”，說明細(xì)小的事物在發(fā)展過程中的作用。中國(guó)有這樣的古語“合抱之木，生于毫末；九層之臺(tái)，始于累土；千里之行，始于足下”?？茖W(xué)家有與眾不同的眼光就在于注意事物的每一個(gè)細(xì)節(jié)，蘋果從樹上掉落在地上，牛頓因此而發(fā)現(xiàn)萬有引力定律；茶壺的水開了，蒸汽頂起了壺蓋，因此發(fā)明了蒸汽機(jī)，從而引發(fā)了一場(chǎng)工業(yè)革命；中國(guó)已故的氣象學(xué)家竺可楨，他每天都把氣象觀測(cè)數(shù)據(jù)記在日記中從不間斷，直到臨終前，他的最后一篇日記特別注明兩個(gè)字“局報(bào)”。所以在探究學(xué)習(xí)過程中，教師應(yīng)該特別強(qiáng)調(diào)端正學(xué)習(xí)科學(xué)的態(tài)度，實(shí)事求是、注意細(xì)節(jié)的科學(xué)態(tài)度將會(huì)給他們的一生帶來豐碩的成果。教學(xué)案例2在一次研究串聯(lián)電路

7、特點(diǎn)的教學(xué)時(shí)，我先給學(xué)生講了個(gè)故事。1777年，法國(guó)化學(xué)家拉瓦錫在前人工作的基礎(chǔ)上，通過實(shí)驗(yàn)提出了空氣是由氮?dú)夂脱鯕饨M成的結(jié)論，揭開了空氣神秘的面紗。但百余年后，英國(guó)物理學(xué)家雷利在研究中發(fā)現(xiàn)，從空氣中分離出的氮?dú)?，總比從含氮化合物中制得的氮?dú)饷可?.006 7 g，盡管這一差值非常微小，但他沒有放過，他懷疑從空氣中獲得的氮?dú)饫镆欢ㄟ€含有尚未被發(fā)現(xiàn)的新氣體。后與英國(guó)化學(xué)家拉姆塞合作，經(jīng)過十幾年的努力，終于在1894年發(fā)現(xiàn)了空氣中還存在著一種“懶惰”的氣體氬氣。我請(qǐng)學(xué)生想一想：雷利為什么懷疑從空氣中獲得的氮?dú)饫镞€含有尚未被發(fā)現(xiàn)的氣體？你認(rèn)為氬氣的密度與氮?dú)庀啾?，哪個(gè)更大？聽了這個(gè)故事后，你還有

8、哪些感受？學(xué)生們正確回答了問題，還說到，我們做任何事情都要實(shí)事求是，注意細(xì)節(jié)，對(duì)科學(xué)研究更要嚴(yán)謹(jǐn)，一絲不茍，這樣才能象雷利那樣做一個(gè)對(duì)社會(huì)有貢獻(xiàn)的人。接著我和學(xué)生共同通過實(shí)驗(yàn)來探究串聯(lián)電路的特點(diǎn)，每小組都在正常的進(jìn)行著實(shí)驗(yàn)，但在做到串聯(lián)電路電壓特點(diǎn)時(shí)，有的小組得出了uu1+u2的結(jié)論，但有些組覺得有差異，他們的結(jié)論是u u1+u2，再做一次吧，還是同樣的結(jié)果。有學(xué)生問我：“老師，我們的結(jié)論為什么u不是正好等于u1+u2，是不是電路哪里還有電阻？”有學(xué)生猜測(cè)說：“是不是導(dǎo)線兩端存在電阻，是不是電源本身存在電阻”我表揚(yáng)了學(xué)生，并告訴他們初中階段我們教科書上的有些結(jié)論是粗略的，你可以保留你的想法，并

9、用實(shí)驗(yàn)去證實(shí)。學(xué)生們?yōu)樽约旱陌l(fā)現(xiàn)感到興奮。三、在探究學(xué)習(xí)中樹立不畏艱險(xiǎn)勇敢登攀的科學(xué)精神馬克思曾經(jīng)說過這樣的話：在科學(xué)的道路上沒有平坦的道路可走，只有在崎嶇的山路上勇敢攀登的人，才能達(dá)到光輝的頂點(diǎn)。馬克思在這段話中特別強(qiáng)調(diào)了那種不畏艱險(xiǎn)、勇敢登攀的科學(xué)精神。同時(shí)也告示大家：科學(xué)可以發(fā)現(xiàn)世界的優(yōu)美，科學(xué)本身具有偉大的美，居里夫人曾說：“我一直沉醉于世界的優(yōu)美之中，我所熱愛的科學(xué)也不斷增加它嶄新的遠(yuǎn)景”。正因?yàn)榫永锓蛉四繕?biāo)始終如一，50年攻關(guān)，鍥而不舍，執(zhí)著地探索，終于發(fā)現(xiàn)了鐳。在這50年的攻關(guān)中正如愛因斯坦在悼念瑪麗居里的文字所說：“不僅是靠著大膽的直覺，而且也靠著在難以想像的極端困難情況下工作

10、的熱忱和頑強(qiáng)，這樣的困難，在實(shí)驗(yàn)科學(xué)的歷史上是罕見的。”由于中國(guó)改革開放以來，人民生活水平的普遍提高，獨(dú)生子女?dāng)?shù)量的增多，當(dāng)前一部分青少年缺少一種艱苦奮斗、頑強(qiáng)拼搏的精神。習(xí)慣于飯來張口，坐享其成的生活方式，今天黨和各級(jí)政府都紛紛提出建設(shè)創(chuàng)新型城市的號(hào)召顯得十分必要。如何培養(yǎng)那種不畏艱險(xiǎn)勇敢登攀的精神呢？這就要求我們教育工作者認(rèn)真思索，特別是科學(xué)教師尤其要特別關(guān)注。教學(xué)案例3在初一剛學(xué)習(xí)科學(xué)探究時(shí)，我給學(xué)生講述了詹納的一個(gè)大膽的實(shí)驗(yàn)。18世紀(jì)末，在英國(guó)格洛斯特郡的農(nóng)村有一個(gè)8歲的男孩，名叫詹納。母親請(qǐng)人為小詹納吹了“花”，可預(yù)防天花?！按祷ā币院蟛粠滋?，他就開始發(fā)燒了，全身不舒服，就像生了一場(chǎng)

11、大病似的。經(jīng)過折騰，小詹納心里產(chǎn)生了一個(gè)強(qiáng)烈的想法：吹一次“花”這么痛苦，能不能有更好的辦法，既不讓人出天花，又不吃這么大的苦頭呢？我請(qǐng)學(xué)生談?wù)勏敕?，學(xué)生認(rèn)為詹納年齡這么小，能為別人考慮，真不簡(jiǎn)單。詹納13歲時(shí)，便到一位外科醫(yī)生洛德那兒去學(xué)醫(yī)。18歲那年，一天有一位年輕的婦女陪著一位正在出天花的病人來看病，詹納便提醒這位婦女說：“你要當(dāng)心，自己也會(huì)傳染上天花！”可是，這位婦女卻漫不經(jīng)心地說：“請(qǐng)放心，我不會(huì)傳染上天花的?！闭布{奇怪地追問：“為什么？”年輕婦女充滿自信地回答說：“因?yàn)槲乙殉鲞^牛痘?！痹瓉恚贻p婦女是養(yǎng)牛場(chǎng)擠奶的女工。奶牛的身上有時(shí)會(huì)生一種痘瘡。擠奶女工的手、胳膊或身上其他部位的皮

12、膚如有破裂的地方，碰到牛的痘瘡，也會(huì)出一些小痘瘡。只要出過這種痘瘡，以后就不會(huì)再得天花病了。學(xué)生認(rèn)為，要留心生活，并對(duì)生活中的現(xiàn)象要多問一個(gè)為什么？詹納決定用牛痘潰瘍的膿液代替，為一個(gè)小男孩接種。6周以后，他用天花再給這小男孩接種，小男孩沒有患病。學(xué)生說到，他們要學(xué)習(xí)詹納那種把人們的疾苦當(dāng)作自己的責(zé)任，為了科學(xué)不畏艱難，甚至把自己的生命置之度外、勇敢登攀的精神。還說在以后的學(xué)習(xí)，特別是探究學(xué)習(xí)過程中一定要學(xué)會(huì)勇敢登攀。四、在探究學(xué)習(xí)中學(xué)會(huì)應(yīng)用一定的科學(xué)方法中共中央國(guó)務(wù)院關(guān)于深化教育改革，全面推進(jìn)素質(zhì)教育的決定中明確提出了：“要讓學(xué)生感受、理解知識(shí)產(chǎn)生和發(fā)展的過程，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神和創(chuàng)新思維習(xí)

13、慣”新一輪課程改革中，也明確的將“過程與方法”列為三個(gè)課程具體目標(biāo)之一，要求教師引導(dǎo)學(xué)生親身經(jīng)歷科學(xué)探究過程，學(xué)習(xí)科學(xué)研究方法，領(lǐng)悟科學(xué)的思維與精神?？茖W(xué)學(xué)習(xí)的常用方法有：控制變量法、演繹推理法、實(shí)驗(yàn)歸納法、假說方法、比值定義法、等效方法、乘積定義法等。這些也就是科學(xué)方法教育的主要內(nèi)容。這些科學(xué)方法是科學(xué)探究的工具，是連接知識(shí)與能力的橋梁，我們科學(xué)教師就應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)使用這些工具，正如古人說得好“授人以魚，不如授之以漁”。教學(xué)案例4上課前我和學(xué)生一起分享了獲得諾貝爾獎(jiǎng)的一個(gè)故事。打開啤酒瓶蓋時(shí)會(huì)出現(xiàn)冒泡現(xiàn)象。美國(guó)物理學(xué)家格拉塞受啤酒泡的啟迪而成為諾貝爾獎(jiǎng)的獲得者。當(dāng)我們打開啤酒瓶蓋時(shí)，會(huì)有大

14、量的氣泡產(chǎn)生，當(dāng)氣泡逐漸減少時(shí)，搖晃酒瓶或把啤酒倒進(jìn)杯子里，又會(huì)出一些氣泡。格拉塞想，還有什么辦法能讓啤酒里“藏”著的氣泡跑出來呢？他試著把一粒米扔進(jìn)啤酒里，只見小米粒往下沉的時(shí)候，周圍又冒出一串串的小氣泡，這些小氣泡能夠很清晰地展現(xiàn)米粒下沉的軌跡。這一發(fā)現(xiàn)讓格拉塞興奮異常。他想，如果對(duì)那些難以捕捉的微小粒子，也用氣泡來指示它們的蹤跡，工作起來不就容易多了嗎！根據(jù)這一想法，他很快研制出了一間氣泡實(shí)驗(yàn)室，在微小的粒子射入氣泡室后，便可通過氣泡來觀察粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡。后來，格拉塞在氣泡室里又發(fā)現(xiàn)了許多新粒子，他也因此獲得了諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。學(xué)生認(rèn)為平時(shí)生活中要善于發(fā)現(xiàn)、思考、動(dòng)手、歸納，科學(xué)探究更應(yīng)如

15、此。課堂教學(xué)繼續(xù)著，我和學(xué)生一起通過實(shí)驗(yàn)探究大氣壓的存在。我將紙片覆蓋在空的玻璃杯口，當(dāng)杯子倒轉(zhuǎn)過來，并抽出左手時(shí)，學(xué)生看到紙片掉下來了。再將紙片覆蓋在盛滿水的玻璃杯口，當(dāng)杯子倒轉(zhuǎn)過來，抽出左手后，我讓學(xué)生猜一猜杯中的水是否會(huì)流出？ 學(xué)生們非常興奮，有說“會(huì)”或“不會(huì)”，而且躍躍欲試。我就請(qǐng)學(xué)生親手試一試“覆杯實(shí)驗(yàn)”。學(xué)生們帶著疑問開始動(dòng)手，有些小組的紙片沒掉下來，學(xué)生很驚訝；有個(gè)別組的紙片掉下來了，他們并不氣餒，再來一次，兩次，當(dāng)杯中放滿水后，紙片就不再掉下來了。實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生提出了很多問題：老師，我們的紙片沒掉下來，這是為什么？老師，我們?cè)诒永餂]放滿水時(shí)，紙片會(huì)掉下來，當(dāng)杯中放滿水后，紙片就不再掉下來了，這是為什么？學(xué)生對(duì)問題有著不同的答案：老師，我認(rèn)為是里面的水把紙片粘住了。老師，我認(rèn)為是大氣壓強(qiáng)把紙片給壓住了。為了消除學(xué)生認(rèn)為是水把紙片粘住的這一經(jīng)驗(yàn)誤區(qū)，我設(shè)計(jì)了用特殊杯子做的“覆杯實(shí)驗(yàn)”。先在一次性杯底戳一個(gè)小洞，然后用橡皮泥封住，按照前面步驟，當(dāng)實(shí)驗(yàn)完成后，我用針使杯底的孔露出來，紙片馬上掉下來了。在一片學(xué)生的“哇”聲中，我想他們的思維應(yīng)該受到?jīng)_擊，學(xué)生存在的經(jīng)驗(yàn)誤區(qū)得到解決，都認(rèn)為是大氣壓把紙片壓住了。實(shí)驗(yàn)歸納法是科學(xué)學(xué)習(xí)的常用方法，尤其在探究學(xué)習(xí)中，有些問題的解決只有通過實(shí)驗(yàn)，學(xué)生才能真正理解。綜上所述，我們的科學(xué)課程應(yīng)該關(guān)注科學(xué)，技術(shù)與社會(huì)的問題；強(qiáng)調(diào)科學(xué)