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做科学 2期

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摘要:引导学生从“听化学”向“做化学”转变,从“记化学”向“探究化学”转变。学生只有通过“做化学”“探究化学”,在“做科学”的探究实践中培养创新精神和实践能力,科学素养才有可能得到主动地发展。

关键词:做科学 科学素养 做化学 科学探究

《义务教育化学课程标准(2011年版)》中,课程基本理念有6点精辟的概述,其中第4点原文表述如下:让学生有更多的机会主动地体验科学探究的过程,在知识的形成、相互联系和应用过程中养成科学的态度,学习科学方法,在“做科学”的探究实践中培养学生的创新精神和实践能力。

有关理念的学说层出不穷,柏拉图的“理念说”就认为,事物不过是理念的“影子”或“摹本”。建立在物质基础之上,以提高学生的科学素养为主旨的化学课程,极力凸显学科研究的思想和方法,积极倡导“做科学”,在教学实践中得以创作理念影响下的一幅幅“摹本”。

1.创造机会,让学生主动地体验科学探究过程

在教学中,有些问题要引导学生提出,有些话要留给学生讲,有些事要让学生做。这里的一“提”一“讲”一“做”,无处不蕴涵着机会,关键在于机会面前教师是否舍得给,学生能否把握得住。

拿课堂来说,教学内容从何而来?教材是当然的范本,在这里只想说明2点事实:一个事实是,“内容”并不是静态确定的,而必须是在动态的过程中获得的;另一个事实是,世上的全部事实,即不管是天上人间有的,又或是天使与魔鬼争论的东西,都可以作为教学的对象,也就是说,成为教学内容。一个化学方程式甚或是学生做的白日梦都可以成为教学内容。

梦中收获的成果还真有过。那天,凯库勒在邮车上打瞌睡时就领悟到了苯的化学结构,但这也只能凭借一时灵感给化学史增添一小片梦幻般的云彩。现实当中,我们还是需要随时随地睁大眼睛,到处去寻找那些物质世界放飞出来的理想。

在20世纪30年代,教育家陈鹤琴在《怎样做一个理想的教师》中谈到:在这环境里,尽可研究一年四季的东西,不一定按照书本的内容呆板地去教学。我们做老师的应当随时随地留心去观察,尽管不是书本上的材料,我们也要利用它,使它变成教材,何况明明是极好的材料呢!接着,请跟随作者到市场去走走:当初,中国的幼稚园使用的手工腊膏大多来自外国,价格昂贵。有一次,他花了5元钱到一个山东的米粉工人那儿学习调颜色粉的方法,回来后试用米粉和水揉搓,再加些明矾,便不会发酵,还可以多存放几个星期。用这种方法做出来的东西和腊膏一样实用,不同之处在于原料容易购买且价格更低廉,毋庸置疑,看似不经意的一次街市转身却解决了当初教学上的燃眉之急。

国难当头,教育志士为克服教学困难在米粉工人的手上找到了机会;民族复兴,一线教师为课程推陈出新在自主学习的领地创造着机会。

要有让学生自己学习这样的理念。教学的落脚点,一定是学生的自主学习。从另一个角度说,当学生有自主学习能力的时候,老师一定要把这个学习权还给学生,这是一个根本性的理念。

考虑到学生的个性差异,教师要学会等待,在等待中留给学生捕捉阳光的机会,一滴水可以折射出太阳的光辉,那是因为难以计数的水分子都在竞相体验太阳的温情。

2.学以致用,养成科学严谨的治学态度

孔子唯一的一位南方弟子言偃,曾经用文化礼乐来教育老百姓,孔子听说后以一句“杀鸡焉用牛刀”表示质疑,言偃回答说:“昔者,偃也闻诸夫子日:君子学道则爱人,小人学道则易使也。”孔子觉得自己理亏,愧疚地说到:“二三子!偃之言是也,前言戏之耳!”弟子不必不如师,看样子言偃能位列“十哲”之九,还是有事实依据的。

知识可以传授,而智慧无以传授,智慧却总是乐意在知识的土壤里生根发芽。要给学生提供未来发展所需要的最基础的化学知识,在知识的形成、相互联系和应用过程中离不开教师的科学引导。如果引导并激活学习的兴趣、动机、需要等内驱力,引导并强化学习过程体验的真实性,那么学生对科学逻辑的体验从朦胧状态过渡到自觉状态,则会显得更加自然一些。

既然如此,那该怎么样培养兴趣?新课程提供了很多平台,创造了不少条件。比如,教材强调生活性,科学探究的都是与学生有关的东西

一我喝的水原来有这么多“玩意儿”。教学内容和学生的生活相关联,和他们的经验相整合,就容易激发学生的学习兴趣。

又如何理解需要?现实的需要可来自于客观世界困扰人类社会进步亟待解决的难题。比如钢铁很容易生锈,既然每年因腐蚀而报废的金属设备和材料是如此的惊人,就有学生站出来建议,还不赶紧在铁制品表面“覆盖”一层金属铝来保护,因为铝具有很强的抗氧化能力呀。知识的需要也来源于学习过程遭逢的困惑。在学习“化学式”时,有时要读出化学式中各种元素的原子个数,例如,CO2读作二氧化碳,而CaCl2则读作氯化钙,并非类推得来的化合物名称——二氯化钙。凡此种种,一个不争的事实是,课堂上需要注意的问题和需要处理的矛盾关系比以往增加了,教师需要拥有更多的教学自主能力和教学智慧。

这不由让人想起2012年7月江西省化学课程培训会上,省教研室黄建国主任作的《名师构建中的几个重要品质》报告中,特意提到教学中的2个词——倾听与回应。倾听学生的思路,则使教师愈加睿智;回应学生的困惑,则须教师愈益博识。

学以致用,普林斯顿高等研究院认为“只有无用的知识,才是最终有用的”。教育的真谛就是当你忘记一切所学到的东西之后所剩下的东西,这剩下的,我们是否可以把它理解为一个智慧,或者是一种科学的态度。

3.方法得当,“做科学”以提高科学素养

1929年,苏格兰科学家亚历山大·弗莱明开发出青霉素,英国的沙文主义者很喜欢这个故事,并且在二战时期,弗莱明这种善于抓住偶然机遇的小规模首创精神成了激励独立的岛国人民的象征。但对那些喜欢精确的历史学家来说,这种描述是苍白无力的,因为它掩盖了许多已发生但不吸引人的事情。弗莱明没有交代他勤奋的实验过程(在15年的时间空白里,他很少提到青霉素)、牛津团队(不含弗莱明)忠实的研究以及来自美国药商的大量商业投资。

弗莱明是伟大的,凭借他给予人类第一种能够治疗疾病的抗生素;历史学家是精明的,认定弗莱明的科学方法、享用弗莱明科研成果的背后,却过于纠缠那些外在的因素,也难怪他们不能理解,科学探究的内涵要远比为促进科学知识获取而采取的科学过程要复杂得多。

远年的一次试探,推动了科学方法的深入研究与广泛运用。科学方法具有鲜明的主体性,它体现了科学认识主体的主动性、创造性以及明显的目的性。不同的学生在运用科学方法时往往表现出不同的学习方法,没有任何2个人的学法是完全相同的,学法也不可能被完全模仿。

在学习“溶液的形成”时,2支试管,其中1支试管内的现象表明——碘几乎不溶于水,另外1支试管内的现象表明——高锰酸钾几乎不溶于汽油,经教师同意,将2支试管内的物质混合,能创造奇迹吗?能。碘分子和高锰酸钾分子竞相朝着各自心仪已久的属地奔跑,微观粒子忙忙碌碌的运动轨迹正在诠释宏观世界物以类聚人以群分的理性生存方式。

莫看江面平如镜,要看水底万丈深。沐浴在智慧的光芒里畅想科学,就有人已经这样大着胆子设想,并就此给出了科幻式的书面表达:

将纳米铁单晶放入一个空的纳米管的内部,它就能担当起数据位的作用——作为对电流的响应,它们能够从纳米管的一端滑动到另一端,同时在这一过程中,在计算机的二进制语言中寄存一个“1”或一个“0”。结果是“十亿年硬盘端倪初现”,“有望永久保留那些包含有人类思想和信息的全部数据档案”!

人类的思想,总比现实来得进步,所以时刻不满现实,时刻要求改进。这是促进人类进步的一个大动力。

化学教育工作者心里充满着对未来的憧憬,2011版义务教育化学课程标准面向教学实践,提出了一系列新的课题。一线教师力争在学科素养、课堂教学能力等方面缩小与课程标准的距离,在“做科学”的探究实践中强化课程执行能力,从而为提升学生的科学素养奠定扎实的基础。