陶小敏

[摘 要]科學(xué)教育是素質(zhì)教育的重要組成部分，在科學(xué)教育教學(xué)中，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)的策略主要有：樹立問題意識，讓學(xué)生主動提問，讓學(xué)生產(chǎn)生更多的問題；開展探究活動，讓學(xué)生參與實踐，讓學(xué)生充滿歡樂的探究；展現(xiàn)科學(xué)歷史，讓學(xué)生理解真實，建立科學(xué)觀與科學(xué)態(tài)度。

[關(guān)鍵詞]科學(xué) 教育 素質(zhì) 策略

科學(xué)教育是現(xiàn)代教育的一個核心，科學(xué)素質(zhì)是培養(yǎng)學(xué)生以創(chuàng)新精神和實踐能力為核心的素質(zhì)教育的重要組成部分，是提高學(xué)生綜合素質(zhì)的重要因素。學(xué)校開展科學(xué)教育，其目的就是通過多種形式的教育教學(xué)活動，使學(xué)生具備必要的科學(xué)基本知識和技能，了解和掌握一些科學(xué)探究的過程和思維方法，發(fā)展科學(xué)的認(rèn)識能力，思維能力和實踐能力，養(yǎng)成良好的科學(xué)精神，正確認(rèn)識處理科學(xué)與技術(shù)、科學(xué)與社會、科學(xué)與人文的關(guān)系。

在科學(xué)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素質(zhì)的策略主要有：

一、問題情境創(chuàng)設(shè)：讓學(xué)生提出和發(fā)現(xiàn)問題，讓學(xué)生產(chǎn)生更多的問題。

問題是開展科學(xué)教育的起點，有效的問題情景有助于學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題和提出問題，并對教學(xué)過程起著導(dǎo)引、定向、調(diào)節(jié)和控制的作用；有助于學(xué)生思維的發(fā)散和創(chuàng)新，提高學(xué)生的懷疑批判精神。

為了讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、提出問題，在課堂教學(xué)中教師應(yīng)積極創(chuàng)設(shè)問題情景，引導(dǎo)學(xué)生主動投入創(chuàng)設(shè)的情景之中。人的思維大致可分為五步：情景——產(chǎn)生問題——假設(shè)——檢驗——觀察。正如美國教育家杜威所提出的：“第一，學(xué)生要有一個真實的經(jīng)驗情景——要有一個對活動本身感到興趣的連續(xù)的活動；第二，在這個情景內(nèi)部產(chǎn)生一個真實的問題，作為思維的刺激物；第三……。”讓情景去激發(fā)學(xué)生探索求知的興趣，讓情景啟動學(xué)生的問題思維，讓問題去引發(fā)學(xué)生的一系列問題。

蘇聯(lián)教科院院士M·N·馬赫穆托夫?qū)?chuàng)設(shè)問題情景的基本方式概括為如下幾條：“①讓學(xué)生面臨要加以理論解釋的現(xiàn)象或事實；②引導(dǎo)學(xué)生在完成實踐性作業(yè)時產(chǎn)生問題情景；③布置旨在解釋現(xiàn)象或?qū)ふ覍嶋H運用該現(xiàn)象的途徑的問題性作業(yè)；④讓學(xué)生遇到關(guān)于某一事實或現(xiàn)象的日常觀念與科學(xué)概念之間的矛盾；⑤提出假想，概述問題，并對結(jié)論加以檢驗；⑥激發(fā)學(xué)生比較和對照事實、現(xiàn)象、定則、行為，由此引起問題情景。此外還可以通過讓學(xué)生對比已知事實與新事實之間的矛盾，給學(xué)生介紹那種似乎無法解釋卻是科學(xué)史上曾導(dǎo)致提出科學(xué)性問題的事實及組織科學(xué)實際聯(lián)系等方式來創(chuàng)設(shè)問題情景?！?/p>

在未知和需要已知之間是學(xué)生注意力最集中、最活躍的地方。創(chuàng)設(shè)問題情景，讓學(xué)生在情景中發(fā)現(xiàn)和提出問題，并且在思考如何解決問題的過程中，使學(xué)生的思維品質(zhì)、思維方式以及思維過程中的遷移能力、聯(lián)想類比能力及具體問題抽象化能力等方面的能力得到培養(yǎng)和鍛煉，是課堂創(chuàng)新教學(xué)與科學(xué)教育的首要策略。

二、開展探究活動：讓學(xué)生參與實踐體驗，讓學(xué)生充滿歡樂的探究。

“最有效的向各類學(xué)生教授科學(xué)的策略應(yīng)該是支持學(xué)生對自己動手的和與他們的生活和文化相關(guān)的活動形成他們自己的理解?！?學(xué)習(xí)原則是“實際去做才能做好”，“講授應(yīng)該與科學(xué)探索的性質(zhì)相吻合”，“傳授科學(xué)應(yīng)擴展到校外?！币钥茖W(xué)探究為核心的教學(xué)——包括自己動手的教學(xué)、發(fā)現(xiàn)式教學(xué)、基于命題的教學(xué)、合作式教學(xué)以及在豐富而有趣的環(huán)境中開展科學(xué)內(nèi)容的教學(xué)是學(xué)生科學(xué)方法和好奇心培養(yǎng)的有效途徑。學(xué)生走近科學(xué)世界，意味著他們要像科學(xué)家那樣去主動探究教學(xué)情境中的問題。學(xué)生的思維與科學(xué)家的思維在本質(zhì)上是一樣的。學(xué)生主動探究，他們有對問題的驚奇，有尋求假設(shè)的沖動，有驗證假設(shè)的欲望，有發(fā)現(xiàn)的興奮與激動，有成功的歡樂。如果讓學(xué)生適時地走出課堂，走出學(xué)校，走進大自然，走進社會，充分利用校內(nèi)外科學(xué)資源，那么，學(xué)生就會像科學(xué)家在科學(xué)大觀園里做研究工作一樣樂此不疲。 以科學(xué)探究為核心給學(xué)生更多的足夠的機會去思考、研究和獲得探索的體驗，國外在這方面都十分重視，如不僅重視科學(xué)教育的內(nèi)容，而且強調(diào)科學(xué)探究技能的學(xué)習(xí)，如觀察、設(shè)計簡單的實驗、記錄所發(fā)現(xiàn)的結(jié)果、在結(jié)果中尋找出某些規(guī)律或模式、試圖提出某種假設(shè)來解釋所獲得的結(jié)果，等等。英國科學(xué)國家課程標(biāo)準(zhǔn)目標(biāo)中的第一條就是“科學(xué)調(diào)查”，美國許多州的科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)都強調(diào)通過做科學(xué)來學(xué)科學(xué)(learning science by doing science)。1996年初推出的《美國國家科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)》的最大特點就是強調(diào)以科學(xué)探究為核心設(shè)計科學(xué)課程，該標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)為：學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的最好方法就是從事科學(xué)?？茖W(xué)不僅僅是一堆事實和理論，它更是一個過程，一種思考和探索我們生存的這個世界的方式。學(xué)生應(yīng)該能夠理解并且能夠?qū)嵺`科學(xué)探究的基本過程和方法。

在以科學(xué)探究為核心的“探究學(xué)習(xí)”中，學(xué)生是具有創(chuàng)造能力的學(xué)習(xí)社會的主體，教師是學(xué)生探究的促進者和合作者，學(xué)習(xí)過程是一個建構(gòu)的、社會化的綜合體驗過程。探究學(xué)習(xí)把學(xué)生帶進科學(xué)研究的活動之中，讓他們通過實踐學(xué)習(xí)從復(fù)雜的物質(zhì)世界和社會生活中提出問題，并學(xué)習(xí)解決這些問題的科學(xué)方法；讓他們在科學(xué)的實踐活動中學(xué)習(xí)科學(xué)的態(tài)度，學(xué)習(xí)科學(xué)家的品質(zhì)，激發(fā)他們對科學(xué)的敏感和熱情；讓他們在科學(xué)研究過程中自己去查閱資料，自己去調(diào)查，自己去做試驗，自己去學(xué)習(xí)、研究、思考。探究學(xué)習(xí)在觀念上的平等、開放、民主，在過程中的自主、體驗、個性，在形式上的生動、多樣、有趣，不僅有利于培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題和提出問題，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)方法；而且有利于促進教學(xué)的“個別化”、“個性化”，有利于發(fā)展學(xué)生的全面科學(xué)素質(zhì)。

三、融合科學(xué)歷史：讓學(xué)生了解科學(xué)歷程，建立科學(xué)觀與科學(xué)態(tài)度。

科學(xué)的本質(zhì)是探索，科學(xué)的生命是創(chuàng)造，科學(xué)思想(科學(xué)觀)則是貫穿于整個科學(xué)創(chuàng)造過程的內(nèi)核和靈魂?？茖W(xué)史上大量事實證明，任何科學(xué)理論的創(chuàng)立和科學(xué)革命的實現(xiàn)，都首先來自科學(xué)思想的突破?？茖W(xué)思想雖然是抽象和潛在的，卻不是無跡可尋的，它體現(xiàn)在科學(xué)家對大自然的本質(zhì)和規(guī)律的沉思、理解和闡明中，體現(xiàn)在為科學(xué)問題的發(fā)現(xiàn)和提出中，體現(xiàn)在為尋求科學(xué)答案而做出的科學(xué)猜測和假設(shè)中，體現(xiàn)在不同學(xué)術(shù)觀點和不同學(xué)派的爭論中，也體現(xiàn)在新思想、新理論遭受的壓制、圍攻的“蒙難”，以及它頑強曲折的成長歷程中。

科學(xué)發(fā)展的歷史明白地告訴我們，科學(xué)并不是概念、規(guī)律和理論學(xué)說的堆砌?？茖W(xué)更是一個過程，一個不斷探究和創(chuàng)新的過程。科學(xué)永遠(yuǎn)沒有終點，它是發(fā)展的、進化的過程。科學(xué)作為知識，它所追求的是確定性，它總是試圖尋找解釋各種自然現(xiàn)象確定的答案，并用確定的方式表達(dá)科學(xué)理論。但科學(xué)從其創(chuàng)新的本質(zhì)看，它所追求的是不確定性。它總是企圖突破舊的規(guī)范，以建立新的規(guī)范。所以，科學(xué)教育不但要求學(xué)生對科學(xué)的理論懷有一種崇敬的心情，更需要培養(yǎng)學(xué)生對科學(xué)結(jié)論的懷疑和批判的精神，培養(yǎng)學(xué)生對科學(xué)的態(tài)度及科學(xué)思想。教學(xué)中教師應(yīng)通過展示科學(xué)發(fā)展的歷程，讓學(xué)生理解科學(xué)的真實，促進學(xué)生形成科學(xué)觀與態(tài)度。

1.科學(xué)的爭論：在自然科學(xué)各個學(xué)科的發(fā)展中，充滿著各種不同學(xué)術(shù)觀點、不同學(xué)派之間的爭論?？茖W(xué)爭論是科學(xué)認(rèn)識過程中最富活力的事件，成為科學(xué)發(fā)展的一個強大推動力。在教學(xué)中教師應(yīng)選取學(xué)科發(fā)展史上一些有影響的爭論事例，力圖通過對這些爭論的發(fā)端、內(nèi)容及過程的介紹，使學(xué)生能夠了解科學(xué)理論是怎樣發(fā)展的，科學(xué)認(rèn)識是如何深化的，從而對科學(xué)的發(fā)展有一個生動的認(rèn)識，幫助學(xué)生理解科學(xué)的思想和方法。如關(guān)于原子是否存在的爭論、關(guān)于原子論的爭論、有機化學(xué)中一元論與二元論的爭論，等等。

2.科學(xué)的突破：人類科學(xué)知識的增長，是通過繼承和突破兩種形式實現(xiàn)的。繼承是突破的基礎(chǔ)，突破是繼承的發(fā)展。突破比繼承更引人注目，因為每次突破都會改變科學(xué)乃至社會生活的面貌?？茖W(xué)突破是科學(xué)史上最為激動人心的事件。如模糊數(shù)學(xué)的產(chǎn)生、萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)、氧化說的建立、元素周期律的建立等等。

3.科學(xué)的遺憾：人類認(rèn)識的發(fā)展是曲折的，任何一個科學(xué)家在他一生的科學(xué)研究中都會遇到不順利，他的錯誤和失敗甚至?xí)h(yuǎn)遠(yuǎn)超過正確與成功。依據(jù)大量歷史材料敘述了科學(xué)家犯錯誤、走彎路、延誤甚至錯過科學(xué)發(fā)現(xiàn)的經(jīng)歷，由于科學(xué)內(nèi)部原因?qū)е碌拇煺叟c失敗的案例，通過失誤與成功的對比，分析造成科學(xué)遺憾的原因，從而使學(xué)生對科學(xué)家的創(chuàng)造過程有更全面的了解，獲得對科學(xué)發(fā)展曲折性的具體生動的認(rèn)識。如J．居里夫婦錯過發(fā)現(xiàn)中子和正電子的機遇、燃素學(xué)說的發(fā)展和曲折、從“超軸元素”到重核裂變的發(fā)現(xiàn)、在錯誤中發(fā)現(xiàn)的氘、道爾頓原子學(xué)說的停滯、煉丹術(shù)的悲劇、元素周期律的艱苦探索和門捷列夫的錯誤預(yù)言等等。

4.科學(xué)的蒙難：在科學(xué)發(fā)展過程中，由于習(xí)慣勢力的阻撓、反動階級的扼殺、管理政策的失誤、學(xué)閥權(quán)威的壓制、嫉妒心理的干擾等原因，使科學(xué)成果在發(fā)現(xiàn)與公認(rèn)時間上被延遲，在傳播與應(yīng)用空間上受限制，以及創(chuàng)造者本人遭磨難等現(xiàn)象。如站在被告席上的美國“原子彈之父”奧本海默、共振論及其創(chuàng)立者鮑林的厄運、化工巨匠侯德榜創(chuàng)業(yè)的艱難歷程、“十年動亂”中被停止科研的植物學(xué)家蔡希陶等等。

展示科學(xué)發(fā)展的過程，揭示科學(xué)理論的局限性，通過科學(xué)教育讓學(xué)生明確并形成正確的科學(xué)態(tài)度與價值觀：科學(xué)對真理的接近方式是漸進的，所有的科學(xué)規(guī)律都是相對真理，它們都有一定的適用范圍，并非放之四海而皆準(zhǔn)——愿意承認(rèn)不確定性和接受新思想；了解某一科學(xué)理論能夠解釋什么現(xiàn)象，不能解釋什么現(xiàn)象，能夠解決什么問題，不能解決什么問題——思想開放；堅持“實踐第一，事實第一”的原則，重視用事實說話，不輕易接受未經(jīng)實踐檢驗的事實作為正確的結(jié)論——尊重事實；能對未經(jīng)檢驗的結(jié)論持有懷疑的態(tài)度和善于對書本中的一些觀點提出質(zhì)疑——批判性思考和理智的懷疑，等等。

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