初中科學(xué)教學(xué)本質(zhì)觀思考

時間:2022-05-04 11:53:24

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初中科學(xué)教學(xué)本質(zhì)觀思考

一、科學(xué)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(xué)本質(zhì)的認(rèn)識主要有兩種觀點(diǎn):一種是邏輯實(shí)證主義的傳統(tǒng)觀點(diǎn);另一種是建構(gòu)主義的現(xiàn)代觀點(diǎn)。邏輯實(shí)證主義認(rèn)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(shí)驗(yàn)驗(yàn)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(diǎn)認(rèn)為,科學(xué)知識是科學(xué)家根據(jù)已有理論與實(shí)驗(yàn)建構(gòu)而成,由于科學(xué)技術(shù)不同,人類的認(rèn)識水平不同,客觀檢驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)與尺度不一樣,建構(gòu)的科學(xué)知識是暫時性,可被推翻與修改的?!睹绹鴩铱茖W(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)》指出:科學(xué)是格物致知的一種路徑,其基本特點(diǎn)是以實(shí)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(diǎn)。[1]張開遜概括了科學(xué)本質(zhì)觀,當(dāng)發(fā)現(xiàn)新的證據(jù)和對已有事實(shí)有新的解釋時,科學(xué)知識將會改變;科學(xué)知識最終是建立在經(jīng)驗(yàn)和證據(jù)之上的;人類的想象和創(chuàng)造性參與了科學(xué)知識發(fā)展的所有階段。[2]科學(xué)是一種探究,是一種人人(每個學(xué)生)都可以做的探究活動;科學(xué)是一套價值觀體系,科學(xué)研究的社會性目的是通過將科學(xué)轉(zhuǎn)化為技術(shù)促進(jìn)社會發(fā)展,從而造福人類;科學(xué)是知識體系,科學(xué)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(xué)本質(zhì)觀解讀的啟示

基于科學(xué)本質(zhì)觀的理論與實(shí)踐層面的解讀,我們認(rèn)為,科學(xué)是一種關(guān)于自然、社會與思維的知識體系;科學(xué)是一種思維方式;科學(xué)是一種價值取向。所以,科學(xué)教學(xué)的價值不僅是為了使學(xué)生獲得高分,也不是為了一張錄取通知書,而是為了提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。諾貝爾獎獲得者勞厄所說:“教育無非是一切已學(xué)過的知識都遺忘掉的時候所剩下來的東西?!苯逃暮诵膬?nèi)容就是思維方式、價值取向。課堂教學(xué)作為滲透科學(xué)本質(zhì)觀的主要途徑之一,教師應(yīng)運(yùn)用科學(xué)探究教學(xué),揭示科學(xué)是一門耐人尋味探索性學(xué)科;展示技術(shù)創(chuàng)新的過程,培養(yǎng)學(xué)生求真、求實(shí)、創(chuàng)新的態(tài)度和精神;以實(shí)證的意識組織教學(xué)內(nèi)容,引導(dǎo)學(xué)生科學(xué)需要證據(jù);合理地運(yùn)用科學(xué)史實(shí)激活“靜態(tài)”的文本知識,引導(dǎo)學(xué)生理解科學(xué)不是一成不變經(jīng)典,而是發(fā)展變化的運(yùn)動。

二、科學(xué)本質(zhì)觀視角下的科學(xué)教學(xué)策略

1.運(yùn)用科學(xué)探究教學(xué),引導(dǎo)學(xué)生理解科學(xué)是探究的過程

科學(xué)的核心是探究,教育的重要目標(biāo)是促進(jìn)學(xué)生的發(fā)展,科學(xué)課程應(yīng)當(dāng)體現(xiàn)這兩者的結(jié)合,突出科學(xué)探究的學(xué)習(xí)方式。[4]因此,在課堂教學(xué)中實(shí)施科學(xué)探究教學(xué),通過學(xué)生探究學(xué)習(xí)及時總結(jié)與反思,以增進(jìn)學(xué)生對科學(xué)文化的體驗(yàn)和理解,實(shí)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(jìn)學(xué)生對科學(xué)本質(zhì)某些方面的理解。在“月球”的教學(xué)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(xué)生感到學(xué)習(xí)科學(xué)不過就是一系列記憶各種數(shù)據(jù)和知識的機(jī)械的過程,這有悖于“從某種意義上說,科學(xué)的探索是一種帶有探究性學(xué)習(xí)的活動”的科學(xué)教育宗旨,對于學(xué)生學(xué)習(xí)方式和思維習(xí)慣的養(yǎng)成及對學(xué)習(xí)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(xué)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(dǎo)學(xué)生體驗(yàn)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(xué)生就在探究的過程中形成對月球新的認(rèn)識,同時領(lǐng)悟科學(xué)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(dǎo)學(xué)生認(rèn)識科學(xué)與技術(shù)的關(guān)系

科學(xué)理論常常可以轉(zhuǎn)化為技術(shù)原理,科學(xué)促進(jìn)技術(shù)發(fā)展,技術(shù)又為科學(xué)的發(fā)展提供有力的支撐。[5]在初中科學(xué)教材中,雖然有許多科學(xué)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(xué)生太遙遠(yuǎn),缺乏親近感,所以教師常常讓學(xué)生自學(xué)閱讀了解,效果不佳。為此,教師在課堂教學(xué)中應(yīng)恰當(dāng)?shù)剡x擇教學(xué)內(nèi)容,展現(xiàn)技術(shù)的改進(jìn)過程,啟發(fā)學(xué)生根據(jù)技術(shù)的合理性進(jìn)行評價,以創(chuàng)新的眼光看待科學(xué)與技術(shù)的關(guān)系。例如,在“認(rèn)識顯微鏡結(jié)構(gòu)”的教學(xué)中,如果按照傳統(tǒng)的教學(xué)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(xué)生被動地聽,索然無味,學(xué)到的只是知識的結(jié)論,而蘊(yùn)含在知識背后的科學(xué)思想與方法卻得不到應(yīng)有的挖掘。為了激活學(xué)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(xué)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(xué)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(xué)生回顧剛才使用兩個放大鏡的不便之處,通過討論、引導(dǎo)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(dǎo)學(xué)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(xué)生的想法,教師可以與學(xué)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(shí)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(xué)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(yàn)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(xué)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(rèn)識科學(xué)與技術(shù)之間的關(guān)系。

3.以實(shí)證的意識組織教學(xué)內(nèi)容,引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識科學(xué)需要證據(jù)

科學(xué)知識在很大程度上依賴于觀察、實(shí)驗(yàn)證據(jù)、理性的論據(jù)和懷疑。[6]為此,我們在處理初中科學(xué)教材內(nèi)容時應(yīng)該具備實(shí)證的意識,依據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)對教材內(nèi)容進(jìn)行有序加工、組織,以提高課堂教學(xué)效率。例如,在執(zhí)教“地殼的變動”教學(xué)內(nèi)容時,教師可以用科學(xué)探究實(shí)證的思想組織教學(xué)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(xué)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(dǎo)學(xué)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(yùn)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(yùn)動有三根石柱的沉降,黃河三角洲形成;(3)屬緩慢運(yùn)動有喜瑪拉雅山的形成,東非大裂谷的形成;(4)屬劇烈運(yùn)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(shí)在變動。從這個例子我們可以知道,初中的科學(xué)教師要完成新的教學(xué)任務(wù),就要加深對科學(xué)課的理解和認(rèn)識,根據(jù)教材內(nèi)容的特點(diǎn)、學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律,以實(shí)證的視角組織與加工教材,不斷提高學(xué)生的實(shí)證意識,提高學(xué)生對科學(xué)本質(zhì)觀的理解。

4.以科學(xué)史激活靜態(tài)的知識,引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識科學(xué)的發(fā)展變化

科學(xué)史既揭示了科學(xué)的進(jìn)化特征,也揭示了科學(xué)的革命特征;科學(xué)是社會和文化傳統(tǒng)的一部分;科學(xué)思想受到社會和歷史環(huán)境的影響。[6]在科學(xué)教材中有許多科學(xué)史實(shí)的滲透,有的在課后閱讀材料或作業(yè)本的習(xí)題中呈現(xiàn),但在課堂教學(xué)中卻沒有引起許多科學(xué)教師足夠的重視,更激發(fā)不了學(xué)生對此的興趣。因此,在進(jìn)行某些科學(xué)知識學(xué)習(xí)和探究時,應(yīng)考慮將科學(xué)的史實(shí)直接引入教材,以激活教材的內(nèi)容,體現(xiàn)科學(xué)的發(fā)展、漸進(jìn)過程,讓學(xué)生在特定的歷史背景或框架中學(xué)習(xí)科學(xué),使他們在了解科學(xué)概念、定理和理論的發(fā)現(xiàn)及演變過程的基礎(chǔ)上,更準(zhǔn)確地領(lǐng)悟科學(xué)的本質(zhì)。例如,在浙教版科學(xué)教材“神奇的激素”一課教學(xué)中,教師可以創(chuàng)設(shè)情境,讓學(xué)生觀察向日葵會跟隨太陽轉(zhuǎn)動,然后在課堂上進(jìn)行交流,體會植物向光性的普遍性。接著,引導(dǎo)學(xué)生探索產(chǎn)生植物向光性的原因,然后出示1880年英國科學(xué)家達(dá)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(shí)驗(yàn),驅(qū)動學(xué)生用實(shí)驗(yàn)事實(shí)加以驗(yàn)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(xué)家“郭葛”分離出生長素的事實(shí),進(jìn)而確認(rèn)這一假說。通過呈現(xiàn)科學(xué)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(xué)生體驗(yàn)到科學(xué)的發(fā)現(xiàn)需要幾代科學(xué)家的探索,而且認(rèn)同科學(xué)的本質(zhì)是求真的過程,科學(xué)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(xué)課堂教學(xué)中讓學(xué)生逐步認(rèn)識科學(xué)的本質(zhì),是一個長期的過程。如果我們本著“引導(dǎo)學(xué)生逐步認(rèn)識科學(xué)的本質(zhì)”目標(biāo)指導(dǎo)學(xué)生開展教學(xué),相信學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)一定能得到提高,一定能為學(xué)生終身的幸福奠下堅實(shí)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(xué)