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这三个观点不仅有效印证了“科学素养的培养要从幼儿抓起”,而且还阐明了科技教育的方法论。依据这样的方法论,遵循幼儿教育的规律,我们萌生了这样一条幼儿科技教育的路径。即:幼儿园的科技教育以培养幼儿科技素养为目标,通过丰富多彩的教育活动和环境的感染,以家庭的配合,让孩子在玩中学、想中学、做中学、问中学,充分调动幼儿的积极性,发挥主动建构的能动性,使幼儿从小喜欢科技活动,培养幼儿科技意识。
在具体办学实践中,我们将“科学素养的培养要从幼儿抓起”作为自己的使命,选择最符合学生身心发展、最符合学生认识规律的科技教育,真正用充满诗意的教育去贴近学生的心灵。
一、活动导航,培养素养
在幼儿眼中,大千世界无不充满神奇:为什么飞机能上天?我能做出飞机来吗……他们有太多的“为什么”,这是科技素养形成的切入点。因此,从幼儿的兴趣点出发,我们开展丰富多彩的活动,并在活动中让幼儿学会观察、积极思考,给孩子一把开启科学大门的“金钥匙”。
1.园内活动导航,培养幼儿科学素养
(1)小班化的科学活动
在每周一次的科学活动中,我们采取小班化的分组方式,把全班幼儿分成两组。小班化的教学活动,有利于我们更多地关注幼儿,孩子也得到了更多的发展机会。
(2)公共活动区域的轮流使用
我们在教室里开辟了专门的科技区,里面设有天平、磁铁、三棱镜、凸透镜、凹透管、多面镜、望远镜等有利于孩子操作实验的器具;我们设立娃娃阅览区,为幼儿提供1000余册浅显易懂的幼儿图书画册。我们活动区的设立,让幼儿有序地进行科学探索活动。
(3)充分利用园内大型活动和班内特色活动
我们通过园内大型活动和班内特色活动挖掘幼儿的科学潜能。例如,我们在班级中举行小小科技周活动。在每一次科技展中都以不同主题精心安排了一系列活动,如“科技在我身边”摄影比赛、充满想象的“科学小画家”科技绘画比赛、家长和幼儿共同参与的科技作品展活动,以及“超级变变变”家庭创意大赛等,培养幼儿对科学的兴趣,促使幼儿关注身边的科学。
2.园外资源引导,培养幼儿科学素养
为了促进幼儿科学素养的培养,我们让幼儿实地参加探究活动,把幼儿园周边资源加以利用,让幼儿在与环境互动中得到发展。例如组织幼儿和家长一起来到翠湖园,进行植物亲子大发现。通过观察各种植物,使孩子们认识了各种植物的生长环境及特点。我们还组织幼儿参观图书馆、时代超市、武警中队等,让儿童们在自由自在的参观游玩中发展相应的科学素养。
二、环境感染,培养素养
环境对幼儿有着潜移默化的影响。创设相应的环境,让墙面、地面和空间说话,让科学每时每刻进入幼儿的眼帘,这是幼儿科学素养形成的又一手段。
1.我们让幼儿充分感受幼儿园的绿化区,让幼儿探索认识各种树木,丰富科学知识
我们还利用班级的种植园地,带领幼儿学习种植,尝试播种、栽培和收获。孩子们通过观察植物的生长变化,了解植物生长的科学知识。还有,“小动物饲养角”提升了儿童了解动物生长的科学素养。在底层楼道我们开辟了生活操作区,设有小屋、桌椅及电饭煲、微波炉、锅碗瓢盆等日常用品。在二楼道上开辟艺术创作区,设有小屋、镜台、矮柜、化妆品及各类演出用的服装道具,以供幼儿在实践中学习生活中的科学知识……
2.创设班内小环境
我们在教室里创设自然角和科学活动区角。自然角是大自然的缩影,自然角的内容随季节的变化而经常更新,以不断培养幼儿对植物持久的兴趣。科学区域活动经常配合主题的变化更换活动内容。例如,在有趣的颜色活动中,我们提供了各种颜色的颜料,要求幼儿能够不断探索颜色的变化,把结果记录下来。在认识“雨”的实验中,也提供了相关材料让幼儿进行实验,使其懂得“热气上升遇冷变成雨”的原理。科学区角活动提高了幼儿对科学活动的兴趣,提升了幼儿的科学素养。
在班级墙面环境布置时,也要根据主题要求,在墙上布置一些幼儿感兴趣的、能够理解的科学内容。如生活中常用的“纸”,内容包括纸的起源、纸的用途、各种各样的纸和纸的回收再利用等问题。通过相应的墙面布置,让幼儿不仅全面了解了纸的科学知识,更萌发了他们长大当造纸家的愿望。我们努力构建有利于幼儿科学素养形成发展的环境,让幼儿感到科学无所不在,无形中发展了幼儿的科学素养。
三、家庭配合,培养素养
《纲要》指出:“家庭是幼儿园重要的合作伙伴,应该本着尊重、平等、合作的原则,争取家长的理解、支持和主动参与,并积极参与、帮助家长提高教育能力。”幼儿科学素养的培养,需要与家庭结合。幼儿园一方面培养发展儿童的科学素养,另一方面还需培养能承担家庭中科学教育的家长。为此,我们做了以下工作:
1.提高家长的指导能力
我们通过家长学校、专家讲座和家长会的形式与家长沟通交流,让家长很受启发。此外,我们还通过与家长个别交流、定期在家园联系栏提供有关科学教育的介绍,提高家长的指导能力,使幼儿在家的科学素养也能得到持续培养。
2.让家长成为幼儿科学探索的支持者和合作者
我们以多种方法构建家长、幼儿和教师间良好的合作与支持关系。例如,组织家长和孩子共同参加科学亲子活动,如踏青、采摘、挖掘和种植等;我们还设立了“科学小问号”角,让幼儿和家长一起关注生活、搜集资料、探究发现。有了家长的参与,孩子们的研究热情更高,家长在活动中参与的主动性和积极性也越来越高,每个家长都成为幼儿园编外的科学教师,与孩子分享探究活动、科学发现的乐趣。
一、 科学探究是培养学生科学素养的主渠道
科学探究是一种重要的学习方式,也是义务教育阶段化学课程的重要内容,开展科学探究活动对发展学生的科学素养具有不可替代的作用。求知欲、好奇心——这是人的永恒的,不可改变的特性。化学实验探究正是紧紧抓住了学生的这一心理引导学生认识变化本质、探求知识内涵。在设计教学环节时,我不仅利用好已有的探究环节,还充分挖掘问题情境,自行设计形式多样的问题情景,尽可能地将科学探究渗透在每一节课的每一个知识点上,并以之及时引导学生提出问题,寻求真知。自然地科学探究最大限度地调动了学生学习化学的积极性、自觉性、创造性,变“要我学”为“我要学”,为学生留有发展的余地,最大限度地满足学生的需要。同时在学生个性的养成、潜能的开发和智能的发展方面也取得了一定的效果。
我国化学家傅鹰先生曾说,只有实验才是化学的“最高法庭”。让学生有更多的机会主动地体验探究过程,在知识的形成、联系、应用过程中养成科学的态度,获得科学的方法,在“做科学”的探究实践中逐步形成终身学习的意识和能力。让事实说话使学生对知识的本质及内在联系有更为深刻的认识。在教学过程中,我不仅注重课本上提及的实验、探究、讨论的条理分析,还积极为学生设计更为生动有趣的探究实验,以便将理性的、难于理解的知识感性化、直观化。如在引导学生认识软水、硬水这一知识点时,为了现象明显,在肥皂水中滴入少许发泡剂(甘油),然后再分别滴入蒸馏水和学生自制的硬水中,震荡,学生观察到明显的现象,并且在硬水中有明显的分层现象:下层清澈而上层为絮状物。由此学生自然地接受了“衣服在硬水中用肥皂洗过后为什么发僵”的原因。在学氧化碳的温室效应及有关知识点时,用三个等大的钟罩做了如下对比实验:在前两个罩内充入等量的二氧化碳,第一个内放有一盆绿叶的小草,第三个罩内只是空气。三个罩内都放有温度计并放在水泥地面上,观察罩内温度的变化。通过多组学生多次实验,得出了第二个比第三个罩温度变化的幅度大、而第一个罩内温度出现了由低高、又有所降低的波动这一结论。为了说明木炭吸附有色有味物质属于物理变化,我们增设了将已吸入红棕色二氧化氮的木炭连同广口瓶放入热水中,缓缓加热到一定程度时,观察到木炭“冒出红棕色的烟”。使得这一教学难点迎刃而解。
俗话说,我听到了,我知道了;我看到了,我记住了;我做到了,我理解了。在一次次的实验探究中,学生掌握了新知、提升了理解问题的能力,培养了学生提出假设、实验验证、分析论证、对比分析、总结归纳的能力;在一次次的实验探究中,学生将感性的认识提升到理性的认识,将模糊的知识梳理为清晰的知识框架,达到了有计划、有步骤地培养学生的科学探究能力,学习科学方法和养成科学态度的教学目的;在一次次的实验探究中,寓化学知识于现象中、寓化学技能于操作中、寓化学思维化学思想于探讨交流中,寓教于乐,其乐融融。
二、 联系生活是培养学生科学素养的活源泉
化学来源于生活而又服务于生活。所以在生活中挖掘素材引导学生认识化学与生活的关系,是引导学生活学活用、培养学生热爱生活情感、形成化学科学素养的鲜活源泉。如在讲授《自然界的水》一节内容时,提前安排学生挖掘身边的“水”的存在、用途、危害、污染与防治、水资源危机等。在课上,学生的唇枪舌战,令我受益匪浅。
如水的存在学生居然还想到了“存在于五千年的历史文化中,‘清明时节雨纷纷……’描写了行人复杂的心境” ;“都江堰的水利枢纽是我国古代劳动人民智慧的结晶” ;水还存在于艺术界——我国魅力无穷的冰雕……等等。同时也通过教学,培养了学生节约用水的意识,学会了不少节约水的方法; “南水北调工程牵动我们每一位天津市民的心……”;最令师生触目惊心的是一幅幅因水的污染带来危害的照片,让大家感悟到保护水资源的重要性和治理水污染的必要性。在课后的学习心得中,大多数同学都提及立志以后学好化学,为治理我国的污水源作贡献。除此以外,我在讲授“使用燃料对环境的影响”等多篇课文时,也以交流的形式展示化学与生活关系,挖掘化学为我们的生活带来的利与弊,培养了学生热爱生活的激情,提升了环保意识,树立了保护家园、保护自然的信念,达到了将化学意识与化学品质的有机结合、化学意识与实际生活和谐统一的教学目的。转贴于
爱因斯坦有句名言:“兴趣是最好的老师”。联系生活、感受情景,激发兴趣、事半功倍。神秘的金刚石在玻璃刀上看似渺小却轻轻一划将玻璃一分为二,而在项链上静静的闪烁着五彩的光芒;平时貌似温柔的写写画画的铅笔芯让学生自己动手验证了它作为变阻器的神秘的一面。生动的事例将性质与用途、性质与结构刻画的一目了然。化学面对的是无限的资源,而我们处在有限的资源生活中。在无法用生动的身边事例说明问题时,图片情景不失为说明问题的有效方法。如在讲授酸雨带来的危害时,展示精美的大理石雕塑被腐蚀的伤痕累累,一排排黑烟滚滚的烟囱使树木枯死、满天乌烟瘴气;讲授水危机时罗布泊的消失使得楼兰古国最终在版图上消失的照片震撼了每一位学生的心。这种让事实说话的教学场景引导学生感受到化学在生活中无处不在,也是潜意识的将化学物质的组成、结构、性质、变化规律及其与具体的应用联系在一起。教学效果远比枯燥的说教要好的多,极大地调动了学生探究化学在生活中应用及其原理的积极性,培养了学生结合实际分析问题解决问题的能力。
注意引导学生从熟悉的生活情景中感受化学的重要性,了解化学与日常生活的密切关系,并从已有的经验出发,逐步学会分析和解决与化学有关的一些简单的实际问题。如在学习《使用燃料对环境的影响》一课时,展示一幅拖拉机冒黑烟的图片,让学生用所学知识解释之,并谈如何才能避免以后发生的措施等感想。引导分析预防大气污染的措施和手段。通过学以致用,锻炼了学生分析问题的能力和表达能力,提升了对化学的整体认识水平,为全面培养化学素养提供了必要的补充。
三、 信息交流是培养学生科学素养的加油站
在这信息爆炸的时代,如果学生仅仅局限于从课堂教学、实验探究和生活中获取知识以培养自己的科学素养,是远不能满足时展的要求的。我们既要注重面向全体学生全面发展、又要提倡每位学生学有所长个性张扬。在教学之余,有意识的引导学生学会思考、学会学习,学会交流、学会提高,是时代对我们教育工作者提出的新的要求。叶圣陶老先生曾说过:“教,是为了不教”。我们在精心教好课本知识的最终目的是让学生学会举一反三,学会自主学习,学会互相交流、相互提高,学会向高层次、专业化方向发展。要想达到这一要求,必须注重教学过程中的信息交流。
[关键词]科学素养 化学能力 素养培养
何谓科学素养?科学素养是以人的先天禀赋为基础,在环境和教育的影响下,形成并发展起来的、内在的、相对稳定的生理、心理及文化的整体养量水平。它不仅要求人们具有发现问题、解决问题,分析问题的能力和方法,具有善于思考,勇于实践,敢于提出挑战的探索精神,具有不断接受知识、更新知识的时代精神和创新意识。在初中化学义务教育中,教师应充分运用科学探究的学习方法,转变学生的学习方式,使学生积极主动地获取化学知识,激发学习兴趣,从学生化学科学的知识能力、思想水平和品养等方面着手,培养创新精神和实践能力,全面提高学生的化学科学素养。
一、巧用实验培养学生的化学科学能力
化学科学能力是指学生在学习化学知识、应用化学知识解决实际问题的过程中,表现出的心理与个性特征。它包括对物质形态与变化的观察和感知:化学知识的记忆和想象;对微观世界和化学现象的理解、概括、抽象、推理和论证:应用化学科学知识解释客观世界和解决实际问题的能力。对于处在化学教育启蒙阶段的初中学生,应巧设实验从注意能力、观察能力、动手能力、思维能力、创造能力等方面,培养和提高他们的化学科学能力。
1创设趣味实验,培养注意能力。注意是人人都熟悉的一种心理现象。学生注意听课,他们的心理活动就指向和集中于教师的讲述;学生注意观察实验,他们的心理活动就指向和集中于教师的示范操作上。在教学过程中,教师要善于培养学生的注意力,是使教学取得良好效果的重要条件。
2投影演示实验,培养观察能力。在化学教学过程中,教师应注意对学生观察力的培养,不断用实验启发学生积极感觉、知觉事物的变化,自觉地进行观察实验中表现出来的现象,在大脑中留下深刻印象,并透过现象,抓住事物的本质。借助摄影演示实验,既能放大实验现象,增强实验的可见度,更易于学生认真、细腻有序的观察。
3组织分组实验,培养动手能力。分组实验,是培养学生动手能力的重要手段。学生通过亲自实验,熟练掌握操作技能、技巧,而后巩固验证,加深和扩大他们所学得的理论知识。做实验的过程就是理论联系实际的过程。因此,要认真组织好每一次的学生分组实验。对每一章每一节实验做到实验目的明确,要求具体,计划周密,要使学生学会,掌握操作技术,熟记操作要领,培养动手能力。
4利用选做实验,培养思维能力。通过选做实验,可以培养和诱导学生运用已掌握的基础知识和基本概念,在对某些化学反应进行观察、分析、综合,抽象、概括等思维过程中,认识物质变化的规律和实质。这样不仅能提高学生的观察和分析能力,而且还能使他们逐步学会从事物的本质看问题的思维方法。
5做家庭小实验,培养创造能力。学生在做家庭小实验时,需要独立思考,去想象、去钻研问题,在不同程度上创造性地运用知识,这就有助于学生智力与创造才能的发展。如,根据木炭具有吸附能力和性质,让学生制作一个简单的家庭小净水器等实验。
二、多元化培养化学科学思想水平
1.辩证唯物主义思想水平。化学作为一门自然科学,本身就具有丰富的辩证唯物主义素材。在化学教学中进行辩证唯物主义观点的教育,结合教学内容,通过有机渗透,使学生逐步树立起辩证唯物主义的世界观和方法论,用对立统一、事物发展的矛盾性和统一性、量变到养变等观点学习和认识化学问题,提高学生应用辩证唯物主义观点观察问题和认识问题的能力。
2.实事求是的科学态度。初中化学启蒙教育阶段,结合教学内容、化学史教学,对学生进行坚忍不拔的精神、实事求是的态度、严肃认真的作风等方面的教育。通过多种方法与途径培养学生的科学思维,研究方法和严谨求实的治学精神。使学生认识到一切科学知识都来源于实践,又反过来指导实践的道理。
3.环境保护意识水平。人类赖以生存的水圈、大气圈,生物圈、岩石圈的物养在不断运动变化,并按一定程序循环着,组成了环境物养的平衡体系。而人类在生产、生活中产生的污染却破坏着人类赖以生存的环境。新教材的有关章节注意结合教学内容,对学生进行防止污染、保护环境的教育。教师应通过“我们只有一个地球”的教育,让学生认识到环境保护的紧迫性和重要性,使学生从小养成爱护环境,保护环境的良好意识和习惯。
三、多方式培养化学科学品养
1.激发学习动机。学习动机是引起和维持学生进行学习活动,达到预定目的的意念。使学生明确学习目的是培养和激发学生学习动机的最有效的方法。化学是一门与生活和社会发展息息相关的重要自然科学。故在教学中应始终贯穿理想教育这一主线,通过具体的实例,如宇航员的航空服、高强度的碳纤维、奇妙的隐身衣等,讲述现代材料化学对社会的贡献,生动有趣的教学,使学生明确学习目的,强化学生的学习动机。
2.培养学习兴趣。化学学习兴趣是指学生对化学力求认识,趋近的一种心理倾向。兴趣是学生学习的主要动力。学习兴趣使学生始终对学习保持良好的心理状态,并在其中得到乐趣和满足。化学教学中丰富多采的实验为培养学生的学习兴趣创造了得天独厚的教学情境。
3.建立学习情感。情感是人们在认识客观世界时所表现出的不同的心理反应和态度。学生在学习过程中的愉快、热情的良好情感,可使学生产生积极向上的心理状态:悲伤、灰心、冷漠、烦躁等不良情感可给学生的学习带来消极的影响。因此,在教学中对学生(尤其对学困生)的热爱、信任和尊重,教师高尚的人格,以及生动有趣、形式多样的教学方法,都是培养学生良好情感的重要因素。
【关键词】素养;兴趣;作用;方法
对中学生来说,科学素养是指学生在接受一定的科学知识过程中所形成的适应社会发展和人类自身完善所需要的基本品质和能力。科学素养包括了知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观等。化学是一门基础的自然科学,而中学化学的教学内容覆盖面广,利于多层次培养学生的科学素养。但学生的科学素养无法像知识那样直接“教”给学生,必须通过化学教学与学生自身的需要结合起来协调一致才能真正达到目的,我认为中学生科学素养的培养及提高应注意以下几点:
一、培养学生学习化学的浓厚兴趣、教学中充分发挥教师的主导作用
生活中处处有化学,化学与生活息息相关,新课标也提倡从生活走进化学、从化学走向社会,学习化学的兴趣是学习化学的主要动机之一。生活中的化学与学生有着密切的关系,从学生熟悉的身边现象入手,引导他们发现问题、展开探究,增强学生学习科学的兴趣,加深他们对化学知识在生活中应用的认识。如教学白色污染时,通过生活中的污染严重的现象,让学生思考,用什么方法可以防止污染,作为中学生哪些是我们可以做到的,哪些做不到但是可以向其他人宣传的,让学生对环境保护尽自己的力量;学习酸的通性、pH时,让学生完成家庭小实验:用pH试纸测定肥皂水、食醋、矿泉水、洗发剂等液体的pH值,判断各种液体的酸碱性。再如,根据生活中有些不法商人利用化学知识进行非法活动,教给学生打假识假的经验和常识,如用烧碱催发海蛰、蹄筋;为节约成本用洗衣粉和面炸油条油饼等事实,使学生亲身体验到生活离不开化学,化学源于生活。
教师要含而不露,指而不明,开而不达,引而不发,创设适用于学生创新和动手的教学环境,唤起学生内在的精神动力,为学生创造条件提供帮助,使学生的设想得以实现,在活动中得以发展。在探究活动中,学生是活动的中心,教师的职责主要在于对学生鼓励、鞭策、引导。从教与学的关系来说,整个教学过程是一个“从教到学”的转化过程,也即从依赖到独立的过程。在这个过程中,教师的作用不断转化为学生的独立学习能力。开展探究活动的最终目的不在于教会了学生多少高深的知识,而是教师要充分发挥教师主导作用,充分调动学生的积极性,让学生在活动中找到乐趣,培养其科学素养,从而将学生的独立能力、想像力、创新能力诱导出来,促进学生能力的发展。
二、重视实验教学,培养学生的科学思维
化学是一门以实验为基础的科学,化学实验对于化学课程目标的全面落实具有重要的作用。化学实验是培养学生创新意识的最佳途径,科学探究作为一种重要的学习方式,教学中可采用形式多样的探究活动:如学习水后,让学生走出课堂,调查本地水资源的利用和河水污染情况,深入社会生活实际去获得第一手的信息,通过发现问题后提出解决问题的合理化建议,并写出调查报告。又如,空气中氧气的含量测定的演示实验,将其改为探究实验方法,用多种方法进行实验,实验的目的是了解空气中氧气的含量。化学实验是进行科学探究的主要方式,有利于启迪学生的科学思维,揭示化学现象的本质。因此,教学中要广泛开展小制作、小实验,并开展自制仪器、自制实验装置评比活动,充分调动学生的能动性,培养学生的探究精神和创新能力,体现化学学科的特点,激发学生学习的动机和探究热情,让学生在知识的形成、应用过程中养成科学的态度,获得科学的方法,在“做科学”的探究实践中逐步形成终生学习的意识和能力。
三、渗透化学前沿知识,充实学生的科学知识
随着自然科学的发展,化学与生物、材料、能源等众多学科交叉、渗透、融合,化学已成为高科技发展的强大支柱。在高科技蓬勃发展的今天,面对世界科技飞速发展的挑战,面临新课程改革的需要,教师必须转变教育观念,培养适应未来生存和发展所必备的科学素养。因此,教师在课堂教学中渗透化学前沿知识,使课堂教学具有时代气息。如学习水时可向学生介绍纳米技术在净水中的应用,介绍环境污染、资源枯竭、生态恶化等话题;学习原子结构时,介绍核武器的制造、层子的发现等,通过课堂教学中的不断渗透,让学生了解现代科技的新成果、新进展、新成就及新问题,加强学生对现代化学知识的了解及价值的培养,这样既丰富学生的科技知识,又拓展学生的智力空间和思维广度。
四、重视化学史实,进行德育渗透,培养学生的爱国主义思想和激发学生的科学精神
化学史是化学家认识世界、改造自然、创造发明的奋斗史,在教学过程中适时地穿插讲述科学发明和发现的历史以及科学家的奋斗故事,能激发学生的民族自豪感和责任心,并作为一种精神动力,激励他们的爱国主义思想,使学生认识到世界的发展永远不会停滞,人类社会将不断进化,从原始、愚昧、落后的状态一步步向进步、文明、富裕、繁荣前进。如学习我国化学工艺发明较早的造纸、制火药、烧瓷器时,向学生介绍纸的发明及纸的西传、瓷器在世界上享誉的地位、火药的发明及应用等。在学习常见的盐讲到碳酸钠时,介绍我国留美化学博士侯德榜毅然放弃在美国的舒适生活,回到贫穷落后的祖国,经过潜心研究,发明了享誉世界的“侯氏制碱法”。教学中教师若能掌握时机和分寸,通过介绍表现出热爱科学、崇尚科学的情感态度和价值观,从而对学生科学精神的形成产生深远的影响。
五、多渠道获取信息,逐步形成终身学习能力
现在的信息源十分丰富,广播、电视、电影、报纸、网络每天都在传播大量的信息,这就需要教师整合资源,加以指导,让学生亲自体验。如指导学生阅读科技从书,看电视节目“我爱发明”、“原来如此”,通过“科学教育网”、“学生科技网”等获得大量资料,了解科技发展最新动态,体现化学课程与现代科技发展的联系。学生通过各种信息不断收集、积累、吸收,拓宽了学生的视野,有利于提高学生的科学素养,提高学生的整体素质和综合能力。
总之,学生科学素养的形成短时间能够形成,不是一朝一夕就能培养出来的,需要教师长期的引导、培养。全面提高学生的科学素养,用科学的观点去观察、去思考、去质疑,需要教师天长日久才能抓出成效。
参考文献:
【关键词】科学素养 科学方法教育 物理学史 创造性思维
当前新的物理课程改革主要是改变以往的“精英教育”模式,克服应试教育的片面性,使之面向全体学生,立足学生的发展。新的课程目标是培养学生的科学素养,强调要改变以往的学科中心和知识本位的课程目标,建立科学知识、科学过程、科学文化的统一的课程目标。强调了对过程和方法的学习;强调了课程在情感态度与价值观方面的教育功能;重视了科学探究的教育作用;要求学生对科学、技术与社会之间的关系有更多的认识和理解。这就要求教师在物理教学中要着重培养学生的科学素养,使学生不但具有广泛的科学知识,还要掌握一定的科学方法,具有较高的科学觉悟和较强的科学精神。笔者认为可以从以下方面着手培养。
一、科学方法教育
在物理学发展的漫长历程中,不仅积累了庞大的知识体系,而且形成了“观察实验提出假设实验验证理论建立实践检验”科学的理论建立方法体系,此科学方法对于探索自然和其他科学领域的研究具有普遍适用的意义。教师在教学中要教育学生沿着此途径去思考问题、去寻求解决问题的方法,这是学生一种很重要的能力。为此应作以下努力:
1.课堂上通过对物理学史和前辈科学家的介绍,使学生认识到每个物理规律的得出并不是通过一两个实验、收集三五组数据就可以的,它们都是经前辈科学家使用众多的科学方法,一代代不懈努力、艰难探索才有此收获,课堂上用于归纳规律的典型实验只不过是对他们所做工作的浓缩。如万有引力定律的发现:第谷三十多年精心观察得到的宝贵资料开普勒经过观察和推算在近二十年的时间里陆续提出了三个定律开普勒三定律解决了行星的运动学问题,关于行星的动力学问题科学界提出了各种猜想牛顿经多年观察计算提出万有引力定律,并进行了多次地月验证,直到十多年后才确立了万有引力定律卡文迪许用经典实验测出了G的值科学家用它作为理论依据,预见并发现了许多新的行星证实万有引力定律的正确性。通过这些事例的学习使学生充分认识和理解科学方法的重要性。
2.利用教材中“猜一猜”“思考与讨论”等栏目,用猜想、直觉等非常规方法,将学生的经验世界引入到教学中,调动和发挥学生的创造性思维,引导学生提出假设,如在讲解力时可先列举学生日常熟悉的事例,让学生猜想、分析有没有力的作用、如何作用、怎样表现出来的,然后师生共同总结出力的概念。讲解摩擦力时,也是先举出多个例子让学生猜想、分析摩擦力的有无、大小及其变化与那些因素有关,最后总结出动摩擦力的决定式F摩擦=μFN并可使学生深刻领会理解FN的意义;归纳出静摩擦力的特点。从教学中的大量事例可看出学生已有知识和经验的引入常常是促进新知识获得的有效手段,教师在教学过程中,要充分利用学生的已有经验,还要结合学生所处的环境状况,将学生其他方面的实际经验作为学习的基础,充分发挥猜想、直觉对于科学发展的作用。
3.在物理教学中根据课程内容,适时地向学生介绍一些普遍适用的研究方法,(1)观察法:有意观察(讲开普勒三定律时向学生介绍丹麦天文学家弟谷的观察才能和科学精神)、无意观察(X射线就是伦琴凭无意观察和敏锐的洞察力才发现的)、直接观察、间接观察等;(2)实验法:探索性实验、验证性实验、实验数据处理方法、实验中常用的控制变量法等;(3)理想化方法:理想模型(质点、单摆、光滑平面等)、理想实验;(4)归纳与演绎方法:简单枚举归纳推理法、科学归纳推理法、演绎推理法;(5)分析与综合方法:定性分析、定量分析、因果分析、综合归纳等;(6)假说方法:科学的假说对科学发展起了重大作用;(7)类比方法:库仑定律就是库仑在做了大量的测定两个带电球体之间的相互作用的科学实验的基础上,与牛顿万有引力定律进行类比提出的;(8)比较和分类方法:异中求同、同中求异、分类等;(9)模拟方法:等效替代法、近似处理法等;(10)数学方法:比值定义物理量(E=F/q、R=U/I、B=F/IL等)、表达物理规律的形式化语言、运用图象描述物理现象和规律等。这些方法在科学认识过程中发挥着不同的作用,它们相得益彰。在一门课程中学到的知识是有限的,对于不以物理学为自己专业的学生而言,某些知识的细节可能以后也不会用到,但是通过学习所掌握的科学方法却可以迁移到社会生活的方方面面,使学生终生收益。
二、科学觉悟启发
学生对科学技术在人类社会进步中所起作用的认识,学生对科技成果的亲近感是学生科学觉悟的主要体现。教师在物理教学中要根据教材内容不断地对学生的科学觉悟进行启发。首先,在教学过程中加强科学技术的作用教育,充分利用教材内容和阅读材料,适时补充有关科学、社会的知识,把一些与生活密切相关而又十分有趣的知识介绍给学生,这样不但可以说明科学技术对社会进步的推动作用,还可以使教学内容进入学生生活,激发学习兴趣。其次,要通过教学使学生对于科技成果有亲近感,所谓亲近感并不要求人们对新科技有深入的理解,但是愿意接近它了解它,并在可能的情况下应用它。要求教师在教学中不能过分强调物理学科的主干知识和重点知识,不能使物理学科老是以严厉冷峻的面孔出现在学生面前,应根据学生的具体情况因材施教,贴近生活,使学生感到物理知识的学习并非枯燥无味、难以学懂学会,克服学生疏远物理学进而疏远科学技术的弊端。如(1)现代物理科学技术的新发展、新成果、新成就。如新型电池、半导体、超导体、激光技术、磁悬浮技术、现代航空航天技术、现代信息技术等。(2)与工农业生产密切相关的知识和技能。如太阳能的综合利用、浮力与打捞沉船、低温的获得及应用、电能的开发和利用、微观粒子射线的应用等。(3)与家庭、社会生活密切相关的知识和技能。如制冷设备、安全用电、安装照明电路、各种家用电器知识、自动控制和检测等。(4)一些重大社会问题。如环境保护、能源危机、噪声污染、光污染等。通过以上学习,可以使学生关注物理科学与技术、社会的关系,即用学到的物理知识和科学方法来认知、解释、分析和解决科学技术及社会生活中的重大问题。使科学方法教育更为贴近生活、贴近社会、贴近科技发展前沿,有利于不同学科之间知识和方法的整合。
三、科学精神陶冶
作为物理教师不只是单纯地传授知识,而是要引导学生体验科学真理,继承科学精神。通过教学逐渐改进和弥补学生受传统文化太深太广,许多场合用道德思维代替科学思维,重人情道德而轻逻辑规则这一科学精神上的缺欠。为此,在教学中应加强以下精神的熏陶:(1)培养学生的批判精神,使学生不唯书不唯上,不受传统观念的左右,把实践作为检验真理的唯一标准,这是极为重要而基本的科学精神。通过介绍、学习解放了人们思想的哥白尼《天体运动论》、标志着物理学真正开端的伽利略的《两种新科学的对话》、光的波粒二象性的研究过程、量子理论的建立等事例,用各位物理先辈大师在创立新理论、转变旧观念时的痛苦经历和百折不挠的精神对学生进行教育。(2)相信科学技术的伟大力量,是又一种科学精神,在工业化社会中,庞大企业和复杂社会的管理都需要包括符号使用技术在内的管理技术,它是产业技术的延伸;企业与社会的法制化管理,则是科学公理化的延伸。以上技术和方法都需要学生了解。(3)注意培养学生质疑和独立思考的科学精神,教学中要引导学生从“理所当然”的想法中、习以为常的现象中找出疑问、揭示矛盾,进而展开课题,探讨研究,总结规律,决不能让学生养成死记硬背、人云亦云的不良习惯。教师要对爱提问题的学生多鼓励、多帮助,即使学生提出的问题是错误的或是非常简单的,也要耐心解释,错误也是一种教育资源,千万不要挖苦批评,要让学生从教师的语言态度上感受到老师对他这种行为的赞赏和肯定,使学生的质疑和思考精神逐渐培养起来,不致扼杀在萌芽中。
四、科学美的欣赏
审美教育是培养高素质公民的重要环节。美育并不是艺术课程的“专利”,物理课程同样负有美育的责任。物理学在理论、实验等方面表现出的和谐奇异美、对称破缺美、简单统一美等,都能在学生的心灵深处激起美的震撼。教师在教学中要注意引导学生进行从艺术美到科学美的类比和联想,如电学和磁学的对称和不完全对称的对称破缺美;各种守恒的对称破缺美;光的反射、折射定律的简单统一美;物质波的简单统一美;光的波粒二象性的和谐奇异美;微观粒子和宏观世界的和谐奇异美等等。物理科学美有从微观粒子到宏观宇宙的多种运动形式的丰富内容,教师在教学中要潜心挖掘,启发讲解,教给学生发现美、欣赏美的方法和手段,使学生在学习科学规律的同时,逐渐总结出科学美的内涵,把科学内容和科学形式有机地结合在一起。
五、加强科学探究
学生科学方法与技能的训练,科学能力的培养,以及科学情感、态度与价值观即科学觉悟和科学精神的养成,是不可能通过简单的记忆、模仿和操练而达到的,它必须通过亲历某些科学探究活动,在参与的过程中去体验、感悟、最终内化。而学生通过自主的科学探究活动,可以更好地理解科学过程和科学方法的整体性,从而使学生更好地理解科学的本质。教师可经常给学生提出一些课题,也可让学生寻找课题,进行探究性学习。教师在学生的学习过程中不必过多干涉学生的探究活动,除非学生的活动完全偏离了学习的方向;要记下学生在讨论中发现的新问题、新概念,给予学生必要的支持和帮助;对于胆小、害羞的学生要有意识地鼓励引导他们;活动结束后,要引导学生用自己的语言做出总结。活动中教师要多看、多听、多感受而少说话,要鼓励学生相互间多交流、多探讨、多发表意见。科学的核心在于探究,而教育的目标在于促进人的发展,突出科学探究的过程正体现了科学的本质和教育的本质的结合。
【参考文献】