李寶銀

（海安市紫石中學，江蘇 海安 226600）

目前國際上關于科學素養(yǎng)的內(nèi)涵有各種各樣的表述，絕大多數(shù)的表述認為科學本質(zhì)觀是科學素養(yǎng)的核心內(nèi)容?？茖W本質(zhì)教學需要什么樣的教師？教師能否滿足科學本質(zhì)教學的需要？如何培養(yǎng)在職教師科學本質(zhì)教學能力？本文將對這些問題進行探討。

一、科學本質(zhì)教學對教師的要求

科學本質(zhì)教學對物理教師提出什么樣的要求？回答這個問題需要追溯到科學本質(zhì)觀理論，文獻的研究成果表明，教師應該具有下列三方面的教學能力。[1-3]

1.科學世界觀的教學

科學世界觀是科學的認識論，是對科學知識發(fā)展所持有的價值觀或信念，是人們判斷科學發(fā)展是否合理、可信的依據(jù)，也是區(qū)分科學與偽科學的標尺，直接影響人們的科學觀念，指導人們的科學活動和日常行為，教師對科學本質(zhì)的深入認識能夠促進學生科學內(nèi)容的學習，增進他們對科學的理解和科學決策的能力。學生具有科學的世界觀，往往能促進科學知識的學習，幫助科學知識的理解，增強對科學知識的興趣。

2.科學探究的教學

初中物理概念和規(guī)律的建立，幾乎都是引導學生在觀察操作實驗基礎上，從實驗事實中分析歸納出來，或者說通過實驗探究得來?？茖W探究教學的能力是初中物理教師必備的學科教學能力，具體表現(xiàn)為：能否運用恰當?shù)慕虒W策略，讓學生根據(jù)實驗目的，選擇適當?shù)钠鞑?，應用科學方法設計實驗，正確使用測量工具和器材進行實驗操作，在問題驅(qū)動下按照科學的規(guī)則進行探究學習活動。

3.“STEM”的教學

“STS”（科學、技術、社會）是美國提出的把科學、技術的發(fā)展與社會整體發(fā)展相關聯(lián)的教育理念，之后發(fā)展成“STEM”（科學、技術、工程與數(shù)學）教學理念。2011年課程標準提出了“從生活走向物理，從物理走向社會”“注意學科滲透，關心科技發(fā)展”的課程理念，為此，人教版義務教育物理教材中有了拓展性內(nèi)容“STS”，蘇科版義務教育物理教材用“生活·物理·社會”滲透著物理知識不是獨立的，是以社會和文化、技術為載體的。顯然，物理教師必須具備“STEM”的融合能力。

二、教師科學本質(zhì)教學水平的現(xiàn)狀

1.科學本質(zhì)觀的認識水平不高

當前學界主要采用西方成熟的評價工具對科學教師科學本質(zhì)觀進行評價，研究發(fā)現(xiàn)科學教師的科學本質(zhì)觀處于較低等級，大量的教師并不具備成熟的科學本質(zhì)概念。例如，文獻研究表明，我國科學教師對于科學的理解處在一種認識知識的水平，關注較多的只是知識是什么，知識有什么用。[4]而對于知識是如何產(chǎn)生的、知識的合理性如何幾乎不會去加以考慮，因而也就不會去思考科學的本質(zhì)是什么?？傮w上講理科教師的科學本質(zhì)觀處于樸素水平，他們的科學本質(zhì)觀都是十分局限的。江蘇省義務教育學業(yè)質(zhì)量監(jiān)測中，對某地科學教師進行問卷調(diào)查和教學行為觀察后發(fā)現(xiàn)，盡管教師在問卷中認同科學知識的相對性，但在教學過程中向?qū)W生強調(diào)教科書知識的唯一準確性，表現(xiàn)出“言行不一”的現(xiàn)狀，這反映出他們沒有真正理解科學知識的相對性特征。

2.科學本質(zhì)觀的教學水平不高

近十幾年來考試壓力導致“先學后教”“教室四周都是黑板”等課堂教學改革泛濫。改革的共性：對“雙基”教學十分關注也很扎實，對科學文化的其他功能要么意識不到，有時即使意識到，也在教學過程中被忽略或被擱置。事實上，這些“雙基”教學的改革并非真的扎實，對物理的概念、規(guī)律關注的是如何破解試題，如何提高學生的應試水平，而不是讓學生認識到概念、規(guī)律從哪兒來的，又回到哪兒去了，這些浮躁的教學改革客觀上制約物理教師科學本質(zhì)教學水平的發(fā)展。

三、提高科學本質(zhì)教學質(zhì)量的方向

科學本質(zhì)觀、學科知識的深度，對科學本質(zhì)與學科內(nèi)容關系的認識程度，有沒有成熟的教學案例，直接影響著教師對科學本質(zhì)的教學質(zhì)量。

1.提高科學本質(zhì)的認識水平

教師對科學本質(zhì)認識越深，越能準確表達科學本質(zhì)的內(nèi)涵，科學本質(zhì)的教學水平也就越高。對于科學本質(zhì)的內(nèi)涵，教師必須理解下列的內(nèi)容：

一是科學世界觀?？茖W知識具有可理解性、暫定性、精簡性、可驗證性等，科學家無法做到全然客觀與價值的中立，科學知識僅是科學家的世界觀。

二是科學探究活動。科學方法與過程的非獨特性，只要是可以解決問題的科學方法就是好的科學方法，并沒有所謂一成不變的科學方法，科學認識的結果具有想象性和創(chuàng)造性，科學認識的過程受科學家已有經(jīng)驗的影響。例如科學假設、理論與定律、事實與觀點等科學發(fā)展中的角色定位，或其區(qū)別與聯(lián)系等。

三是科學事業(yè)?？茖W、技術與社會具有交互影響的關系，科學能促進社會的發(fā)展，但科學研究也受社會群體的影響等；科學是一種文化，它建立在實踐和證據(jù)的基礎上，這種特點限制或削弱主觀性對科學的影響。

2.研發(fā)科學本質(zhì)的教學資源

目前針對初中物理科學本質(zhì)教學研究成果還不豐富，教師可借鑒的教學案例、教學資源少之又少。顯然，挖掘、整理初中物理科學本質(zhì)的教學資源，生成案例也就顯得十分重要。以下列舉兩個方面，可參考其思路。[5]

一是科學知識的暫定性?？茖W知識具有主觀性，只是人們在一定時期內(nèi)對自然世界的合理描述，隨著科學技術的發(fā)展，如果有新的證據(jù)反對原來的理論，這些理論就要被修正、完善甚至被推翻，所以科學知識具有暫定性。例如，關于“力與運動”的關系，從亞里士多德的“力是物體運動的原因”、伽利略的“如果物體受到的阻力為零，速度就不會減小，物體將以恒定不變的速度永遠運動下去”，直至牛頓第一定律。這些都很好地說明了科學知識的暫定性?！傲κ俏矬w運動的原因”，雖然現(xiàn)在初中生都能輕易地否定其可靠性，但在當時，亞里士多德在觀察思考的基礎上，對自然世界的合理描述，應該說他與伽利略、牛頓同樣的偉大，切不可為了突出牛頓等而貶低亞里士多德。

二是科學、技術和社會相互影響。科學與技術同樣以自然界為對象，自然科學研究的目的是為了認識自然，揭示自然現(xiàn)象的內(nèi)在規(guī)律和相互聯(lián)系。技術側(cè)重于改變自然以適應人類的生活需要。技術上的進步，總體來說基于科學的發(fā)展，新技術的產(chǎn)生又是促進人類提高認識自然的手段，進一步推動科學的發(fā)展。例如，光學原理的研究促使望遠鏡的發(fā)明，這是科學對技術的推動作用；而望遠鏡的發(fā)明促進了“日心說”的誕生，這是技術對科學的促進作用?！暗匦恼f”到“日心說”，“地心說”符合當時神權統(tǒng)治的思想，得到當時教會的支持，而“日心說”因違背神權統(tǒng)治的思想，受到教會的迫害，在很長的時間里得不到公眾的認可。用好前者讓學生發(fā)現(xiàn)科學和技術之間相互影響、相互促進的關系，用好后者讓學生意識到科學研究也受社會群體的影響。

3.指導科學本質(zhì)的教學思路

一是以顯性教學策略體現(xiàn)科學本質(zhì)。目前的初中物理教學，科學本質(zhì)觀大多隱含課程之中。教師應該充分利用科學探究活動、科學史素材等教學內(nèi)容，以課堂討論等方式，在課堂中用顯性語言表達出科學本質(zhì)的觀點，用明確的話語告訴學生所學習的內(nèi)容涉及科學本質(zhì)的觀點。直白的傳達方式，對于幫助學生理解、建立科學本質(zhì)觀，進而提高科學素養(yǎng)具有明顯的成效。例如，《牛頓第一定律》教學時，必須引導學生發(fā)現(xiàn)，世界上并沒有不受力的物體，牛頓第一定律不能通過實驗來證明，在可靠的事實基礎上，通過推理得出的結論也是可靠的，從而意識到“沒有證據(jù)的理論可能是正確的，有的理論是無法用實驗來驗證的”。通過問題的討論讓學生體會觀察的事實（沒有力作用物體就不能運動等）與基于實驗事實推論得出的觀點（牛頓第一定律）之間的區(qū)別與聯(lián)系，牛頓第一定律是根據(jù)實驗事實通過推理得到的實驗結論，而不是實驗觀察到的結論；牛頓第一定律等知識可以解釋觀察的事實——沒有力作用就不能運動的原因。

二是用科學探究活動體現(xiàn)科學本質(zhì)觀。通過對教材的深度開發(fā)，引導學生通過科學探究來建構知識，不僅學習到實驗的思想、方法，而且感受到物理知識是如何產(chǎn)生的、在物理學史中物理知識是怎樣進行的，從而對科學的本質(zhì)有所領悟。例如“探究浮力的大小跟哪些因素有關”“探究影響電流熱效應的因素”等實驗，除了讓學生學習實驗操作技能以及如何控制變量，還能讓學生接觸到轉(zhuǎn)換等思想方法，認識到物理知識對實驗和觀察證據(jù)的依賴性。

四、發(fā)展教師科學本質(zhì)教學水平的建議

1.培訓目標要因人而異

科學本質(zhì)教學能力的培養(yǎng)也要因人而異，不可“一刀切”。對大部分教師應側(cè)重培養(yǎng)其對科學本質(zhì)的認知能力，在教學中實施科學本質(zhì)教學的能力；對教師中的精英既要培養(yǎng)靈活的科學本質(zhì)教學的能力，還要培養(yǎng)開發(fā)科學本質(zhì)的教學資源和教學案例的能力，在專家的引領下進行科學本質(zhì)觀教育課題的研究，在課題研究中提升進步。

2.培訓教學要顯性為主

發(fā)展在職教師科學本質(zhì)的教學水平：首先，從專題講座、學術沙龍、教學示范、專題閱讀等顯性教學活動中，反思科學的本質(zhì)、學習科學本質(zhì)觀、研討科學本質(zhì)觀教學的案例，期望教師在短時間內(nèi)，領悟科學本質(zhì)的內(nèi)涵，學習科學本質(zhì)教學的方法和技巧；然后，要求教師在工作崗位上實踐體驗，以期通過對科學本質(zhì)的深刻理解，發(fā)展科學本質(zhì)教學的水平?！?/p>