初中科學教學本質(zhì)觀思考
時間:2022-05-04 11:53:24
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一、科學本質(zhì)觀的解讀
1.從理論研究層面來看
從理論上來看,人類對科學本質(zhì)的認識主要有兩種觀點:一種是邏輯實證主義的傳統(tǒng)觀點;另一種是建構(gòu)主義的現(xiàn)代觀點。邏輯實證主義認為,知識是來自客觀事物的觀察,而觀察是中性的,不帶主觀偏見,因此,一旦實驗驗證確立下來的知識就是真理、不可推翻的。建構(gòu)主義現(xiàn)代觀點認為,科學知識是科學家根據(jù)已有理論與實驗建構(gòu)而成,由于科學技術(shù)不同,人類的認識水平不同,客觀檢驗的標準與尺度不一樣,建構(gòu)的科學知識是暫時性,可被推翻與修改的。《美國國家科學教育標準》指出:科學是格物致知的一種路徑,其基本特點是以實證為判別尺度、以邏輯為論辯的武器、以懷疑為審視的出發(fā)點。[1]張開遜概括了科學本質(zhì)觀,當發(fā)現(xiàn)新的證據(jù)和對已有事實有新的解釋時,科學知識將會改變;科學知識最終是建立在經(jīng)驗和證據(jù)之上的;人類的想象和創(chuàng)造性參與了科學知識發(fā)展的所有階段。[2]科學是一種探究,是一種人人(每個學生)都可以做的探究活動;科學是一套價值觀體系,科學研究的社會性目的是通過將科學轉(zhuǎn)化為技術(shù)促進社會發(fā)展,從而造福人類;科學是知識體系,科學知識是人們對自然界的意義建構(gòu),是人們在一定范圍和條件下對自然事物的合乎邏輯的闡釋。[3]
2.科學本質(zhì)觀解讀的啟示
基于科學本質(zhì)觀的理論與實踐層面的解讀,我們認為,科學是一種關(guān)于自然、社會與思維的知識體系;科學是一種思維方式;科學是一種價值取向。所以,科學教學的價值不僅是為了使學生獲得高分,也不是為了一張錄取通知書,而是為了提高學生的科學素養(yǎng)。諾貝爾獎獲得者勞厄所說:“教育無非是一切已學過的知識都遺忘掉的時候所剩下來的東西。”教育的核心內(nèi)容就是思維方式、價值取向。課堂教學作為滲透科學本質(zhì)觀的主要途徑之一,教師應(yīng)運用科學探究教學,揭示科學是一門耐人尋味探索性學科;展示技術(shù)創(chuàng)新的過程,培養(yǎng)學生求真、求實、創(chuàng)新的態(tài)度和精神;以實證的意識組織教學內(nèi)容,引導學生科學需要證據(jù);合理地運用科學史實激活“靜態(tài)”的文本知識,引導學生理解科學不是一成不變經(jīng)典,而是發(fā)展變化的運動。
二、科學本質(zhì)觀視角下的科學教學策略
1.運用科學探究教學,引導學生理解科學是探究的過程
科學的核心是探究,教育的重要目標是促進學生的發(fā)展,科學課程應(yīng)當體現(xiàn)這兩者的結(jié)合,突出科學探究的學習方式。[4]因此,在課堂教學中實施科學探究教學,通過學生探究學習及時總結(jié)與反思,以增進學生對科學文化的體驗和理解,實現(xiàn)知識的個人建構(gòu)和社會建構(gòu)的統(tǒng)一,這就更能增進學生對科學本質(zhì)某些方面的理解。在“月球”的教學中,教材呈現(xiàn)了許多月球的面貌、宇航員生活的情景及其與地球、太陽比較的數(shù)據(jù),如果僅僅以材料分析去展示“數(shù)字化”的月球,可能會讓我們的學生感到學習科學不過就是一系列記憶各種數(shù)據(jù)和知識的機械的過程,這有悖于“從某種意義上說,科學的探索是一種帶有探究性學習的活動”的科學教育宗旨,對于學生學習方式和思維習慣的養(yǎng)成及對學習興趣的形成都是極為不利的。如果我們換一種思維,以探究的理念去選取教學內(nèi)容并加以整合,就會產(chǎn)生意想不到的效果。例如,教師以“望月、探月、登月”的思路去整合古人望月后的想象、探月的方法及現(xiàn)代人登月后的深入研究等,引導學生體驗古人望月、探月思想方法以及現(xiàn)代人登月后親眼所見月球面貌展開的探索,這樣學生就在探究的過程中形成對月球新的認識,同時領(lǐng)悟科學的本質(zhì)是一種探究的過程。
2.展示技術(shù)創(chuàng)新的過程,引導學生認識科學與技術(shù)的關(guān)系
科學理論常常可以轉(zhuǎn)化為技術(shù)原理,科學促進技術(shù)發(fā)展,技術(shù)又為科學的發(fā)展提供有力的支撐。[5]在初中科學教材中,雖然有許多科學與技術(shù)的例子,像克隆技術(shù)、試管嬰兒、磁懸浮列車、轉(zhuǎn)基因技術(shù)、組織培養(yǎng)技術(shù)等;但由于這些技術(shù)離學生太遙遠,缺乏親近感,所以教師常常讓學生自學閱讀了解,效果不佳。為此,教師在課堂教學中應(yīng)恰當?shù)剡x擇教學內(nèi)容,展現(xiàn)技術(shù)的改進過程,啟發(fā)學生根據(jù)技術(shù)的合理性進行評價,以創(chuàng)新的眼光看待科學與技術(shù)的關(guān)系。例如,在“認識顯微鏡結(jié)構(gòu)”的教學中,如果按照傳統(tǒng)的教學方法,教師平鋪直敘,先介紹結(jié)構(gòu),再講解顯微鏡各結(jié)構(gòu)的作用。學生被動地聽,索然無味,學到的只是知識的結(jié)論,而蘊含在知識背后的科學思想與方法卻得不到應(yīng)有的挖掘。為了激活學生的思維,教師可以先設(shè)置問題,要觀察肉眼難以看見物體的結(jié)構(gòu),我們該怎么辦?驅(qū)動學生思考,用顯微鏡,然后提出能否用放大鏡制成一架顯微鏡,一個放大鏡放大能力不夠,是否可以再增加一個放大鏡等問題。同時,讓學生分別將一個放大鏡和兩個放大鏡組合去觀察同一根頭發(fā),通過比較得出兩個放大鏡能提高放大能力。然后,讓學生回顧剛才使用兩個放大鏡的不便之處,通過討論、引導得出結(jié)論,需要支架將它們固定,需要螺絲旋鈕以便移動。接著,教師再設(shè)置問題,觀察的物體放在哪里?如果光線較暗時怎么解決?怎樣使物體放大得更大些?通過討論,引導學生得出需要臺面且臺面要挖小孔、用鏡子反射光線、制造暗箱及需要備用多個放大鏡等等。順著學生的想法,教師可以與學生一起畫圖、修正形成顯微鏡的雛形,然后展示1665年荷蘭人用兩塊透鏡制造出的顯微鏡,最后出示真實的顯微鏡。以這樣的方式展示顯微鏡演變和技術(shù)創(chuàng)新的過程,學生不但能對顯微鏡的結(jié)構(gòu)及其各部分的作用有深刻的印象,避免了死記硬背,而且讓他們親身體驗顯微鏡的制作過程,覺得“我好象也能想到、也能做到”,同時領(lǐng)悟科學的發(fā)展和技術(shù)的提高需要許多人的共同參與和合作等等,從而更好地認識科學與技術(shù)之間的關(guān)系。
3.以實證的意識組織教學內(nèi)容,引導學生認識科學需要證據(jù)
科學知識在很大程度上依賴于觀察、實驗證據(jù)、理性的論據(jù)和懷疑。[6]為此,我們在處理初中科學教材內(nèi)容時應(yīng)該具備實證的意識,依據(jù)課程標準對教材內(nèi)容進行有序加工、組織,以提高課堂教學效率。例如,在執(zhí)教“地殼的變動”教學內(nèi)容時,教師可以用科學探究實證的思想組織教學內(nèi)容。提出問題:有什么證據(jù)可以證明地殼在不斷地變動?接著讓學生建立假設(shè),如果地殼發(fā)生了變動,那就會留下痕跡。然后引導學生從地球內(nèi)部結(jié)構(gòu)上找證據(jù),從已有的地殼變動記錄上找證據(jù)。最后師生共同歸納地殼變動的證據(jù):(1)屬上升運動的有三根石柱的沉降,喜馬拉雅山形成,剛果盆地的形成;(2)屬下降運動有三根石柱的沉降,黃河三角洲形成;(3)屬緩慢運動有喜瑪拉雅山的形成,東非大裂谷的形成;(4)屬劇烈運動有青藏高原隆起;剛果盆地的形成。然后得出結(jié)論,地殼確實在變動。從這個例子我們可以知道,初中的科學教師要完成新的教學任務(wù),就要加深對科學課的理解和認識,根據(jù)教材內(nèi)容的特點、學生的認知規(guī)律,以實證的視角組織與加工教材,不斷提高學生的實證意識,提高學生對科學本質(zhì)觀的理解。
4.以科學史激活靜態(tài)的知識,引導學生認識科學的發(fā)展變化
科學史既揭示了科學的進化特征,也揭示了科學的革命特征;科學是社會和文化傳統(tǒng)的一部分;科學思想受到社會和歷史環(huán)境的影響。[6]在科學教材中有許多科學史實的滲透,有的在課后閱讀材料或作業(yè)本的習題中呈現(xiàn),但在課堂教學中卻沒有引起許多科學教師足夠的重視,更激發(fā)不了學生對此的興趣。因此,在進行某些科學知識學習和探究時,應(yīng)考慮將科學的史實直接引入教材,以激活教材的內(nèi)容,體現(xiàn)科學的發(fā)展、漸進過程,讓學生在特定的歷史背景或框架中學習科學,使他們在了解科學概念、定理和理論的發(fā)現(xiàn)及演變過程的基礎(chǔ)上,更準確地領(lǐng)悟科學的本質(zhì)。例如,在浙教版科學教材“神奇的激素”一課教學中,教師可以創(chuàng)設(shè)情境,讓學生觀察向日葵會跟隨太陽轉(zhuǎn)動,然后在課堂上進行交流,體會植物向光性的普遍性。接著,引導學生探索產(chǎn)生植物向光性的原因,然后出示1880年英國科學家達爾文利用植物胚芽為材料研究了“光照對植物胚芽生長的影響”的實驗,驅(qū)動學生用實驗事實加以驗證;再展示溫特的假設(shè),如果胚芽的尖端真的會產(chǎn)生某種物質(zhì),影響胚芽下面的生長,那么這種物質(zhì)應(yīng)該可以轉(zhuǎn)移到一種載體里面,使載體擁有和尖端一樣的效力。最后,出示荷蘭科學家“郭葛”分離出生長素的事實,進而確認這一假說。通過呈現(xiàn)科學家探索生長素的歷史發(fā)現(xiàn)過程,層層設(shè)問、步步驅(qū)動,不但使學生體驗到科學的發(fā)現(xiàn)需要幾代科學家的探索,而且認同科學的本質(zhì)是求真的過程,科學在不斷地修正和完善的過程中發(fā)展著,并無限地逼近真理,揭示事物的本質(zhì)。總之,教師在科學課堂教學中讓學生逐步認識科學的本質(zhì),是一個長期的過程。如果我們本著“引導學生逐步認識科學的本質(zhì)”目標指導學生開展教學,相信學生的科學素養(yǎng)一定能得到提高,一定能為學生終身的幸福奠下堅實的基礎(chǔ)。
作者:周建秋工作單位:浙江省瑞安市塘下鎮(zhèn)羅鳳中學
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