科学素养理念下实验为基础的科学教学观

更新时间:2024-02-29 作者:用户投稿原创标记本站原创 点赞:31696 浏览:145260

一、基础科学教育中的实验概述

基础教育科学课程(包括综合科学、分科科学,如物理、化学、生物)是中小学教育的重要组成部分.科学课程建立在对科学本质认识的基础上,引导学生逐步认识科学的本质,以达到培养和发展学生的科学素养这一宗旨.科学是认识自然最有效的途径,是以多样统一的自然界为研究对象的探究活动,因此以实验为基础是科学教学的主要特征.值得一提的是科学教学中的实验除主要在科学实验室进行的活动外,还广泛包括一切与动手有关的实践性活动.自从科学进入教育课堂以来,实验教学就成了理科课程中的一个重要议题.19世纪后期欧美国家率先在中等学校开始设置科学课程以来,就很重视实验教学.如在英国,首先提倡实验教学的是早期的化学教育工作者,他们认为实验教学有助于教会学生如何学习,后来这种观点拓展到生物学和物理学[1].而我国早期的科学教育中也注意到了实验教学,比如徐寿在上海格致书院作化学科学问题的演讲时,就用到了“课堂示教实验”教学方法[2].

在基础科学教育中,实验教学可以为学生提供丰富的感性认识材料,帮助学生从感性到理性形成科学概念,获得科学原理;可以让学生通过亲自操作和实验探究,培养学生的实验技能和能力,尤其是实验能力、观察能力、思维能力和探究能力;可以培养学生尊重客观事实、实事求是、一丝不苟、严谨求实的科学态度,以及训练学生的科学方法;可以让学生尝试和体验实验过程的乐趣和实验成功的喜悦,激发和发展学生的学习兴趣;可以培养学生的辩证唯物观,形成正确的价值观.可见,实验在科学教学中具有十分重要的作用.

然而现行的基础教育科学实验教学往往不尽如人意,笔者通过对某校教育实习基地科学实验教学的调研和对来该校参加省级教师培训的科学教师访谈,发现不少的学校对实验在教学中的功能认识不全,把实验只是作为训练实验操作技能、验证科学知识的工具,未能发挥实验更多的教学功能;更有不少学校认为实验费工、费物、难做,不安全,做实验不如讲实验、背实验、画实验,因而黑板实验代替了整个实验.究其原因,除了实验经费不足和片面追求升学率外,主要是对以实验为基础的科学教学认识不到位,没有构建起以实验为基础的科学教学观.基础教育科学课程改革的一个亮点就是重视发挥实验教学的育人功能,增加实验数目,提高实验内容占整个课程内容的比例.教育部发布的《高中理科教学仪器配备标准》,要求各校根据标准,加快普通高中理科教学仪器的配备,切实保障普通高中新课程实验的顺利实施.为了落实推广新课程,更好地发挥科学实验的教学功能,全面发展和提高学生的科学素养,我们认为很有必要在科学素养教育理念指导下构建起以实验为基础的科学教学观.

二、以实验为基础的科学教学观的构建

科学素养是当今国际科学教育的中心议题,其一直作为一个口号代表着理科课程改革的一面旗帜,我国第八次基础教育科学课程改革,课标研制者将科学素养引入科学课程,将发展和提高学生的科学素养作为科学新课程的主旨[3].科学素养作为来源于西方国家的专有名词,其概念是动态变化的,不同时代不同学者对其有不同的定义.从美国2061计划和国家科学教育标准中提到的科学素养文本来看,科学素养包括两方面,一是科学学科内容,二是与学科相关的社会、政治、文化、历史、哲学等内容[4].结合我国当前基础教育中的科学课程,科学素养内容至少包括知识与技能、过程与方法、情感态度价值观、科学探究、科学史等,下面就这五个方面构建以实验为基础的科学教学观.

1.知识与技能教学以实验为基础

科学教学中的知识与技能主要包括科学基本事实、概念、原理和科学实验基础知识、基本技能等.知识与技能是科学素养的重要组成内容,也是现行基础科学教育十分强调的“双基”.形成统一的科学概念和原理,可以通过科学实验,借助实验仪器、设备和实验条件的控制等实验手段,使物质发生物理的和化学的变化,通过直观、生动、鲜明的宏观现象表现出来,让学生观察和体验.高度概括的科学基本概念和基本理论的获得,更需要通过科学实验,让学生先获得感性知识和体验,然后对感性材料进行分析、比较、归纳、抽象,概括出事物的本质和规律.科学实验操作技能只能在科学实验的具体操作实践中获得,是其他教学形式不可代替的,故在知识与技能教学中应以实验为基础开展教学.如金属钠的性质,教学中通过从煤油中取出钠,切割钠,将钠放入滴加酚酞的水中等实验,观察钠的颜色,体验钠的质地硬软,观察钠在水中的现象,从而分析推理出钠的性质.这种以实验为基础的知识与技能教学利于学生科学基本概念和基本理论的获得,利于学生知识的构建.

2.过程与方法教学以实验为基础

科学教学中的过程与方法主要是包括对生命科学、物质科学及其变化等进行探究的基本过程,以及问题意识、科学方法和问题解决能力、交流评价能力等.基础知识、基本技能加上科学方法才能有效转化为能力,可见科学过程与方法在科学教学中具有相当重要的地位,因此新课程对过程与方法教学的改革力度相当大.科学学习过程是从感性到理性,由具体到抽象,由现象到本质的特殊认识过程.通过科学实验探究,可以使学生亲身体验探究过程,学习实验探究方法.科学实验过程既包括感性认识的获取,更包括理性认识的获取,实验过程中既训练了感性认识、观察与实验的方法,以及与实验有关的实验条件控制、测定、实验记录、数据处理等科学方法,又训练了以比较、分析、综合、归纳、演绎、推理、科学抽象、检测说、模型为主的理性认识的科学方法,从而培养了学生的观察能力、思维能力和问题解决能力,故在过程与方法教学中应以实验为基础开展教学.

3.情感态度价值观教学以实验为基础

科学教学中的情感态度价值观主要是包括热爱科学学习,乐于探究物质奥秘,认识社会、科学、技术的联系,树立科学态度和科学学习的责任感等.情感态度价值观教学是教学观中片面关注学科知识转向关注学生科学素养发展的重要体现.科学实验中经物理、化学、生理变化产生的新奇、生动、鲜明的各种实验现象,以及实验对象本身和实验仪器设备的新奇、鲜明性都可引发学生的好奇心理,激发学生的认识兴趣和强烈的求知欲,发展和深化学生的科学学习兴趣,使他们的科学学习由兴趣向乐趣、志趣转化;实验过程对实验现象的观察、实验操作和数据的记录处理等都要认真仔细、实事求是,这样利于培养学生的科学态度和辩证唯物观.科学在社会生产生活实践方面的实验能让学生体会到科学对社会发展的巨大贡献,激发学习兴趣和责任感,故在情感态度价值观教学中应以实验为基础开展教学.如开展环境保护研究性学习,学生分小组对学校附近的水质进行监测分析,采点抽水样,使用multilogpro数据采集分析仪器(学生科学探究仪器)完成对水质的pH值、电导率这2个指标的分析.从pH值分析江河水质的酸碱性,从电导率判断水体中无机盐离子含量的情况和富营养化状况.这样让学生设计实验,参与科技活动,利于激发学生的学习兴趣,体会科学的力量和作用,培养科学的态度,树立正确的价值观和学好科学的责任感.


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