科学素养与化学教学
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摘要: 科学素养内涵的扩充除了重视科学、技术、社会三者之间的关系外,还强调了人的发展,包括身心、智力、敏感性、审美意识、个人责任感、精神价值等方面的发展。
“科学素养”作为一个专有名词,最早形成于20世纪50年代的美国。现在使用最广泛的是美国密西根州立大学乔恩・米勒(Jon Miller)教授对科学素养的定义,他认为科学素养包含三个维度:对科学规范和科学方法的理解;对主要科学概念和科学术语的理解;认识并了解科技对生活的影响。
乔恩・米勒认为,一个具有科学素养的人有以下能力:
(1)能够从各种观点中分辨出哪些是科学观点。
(2)能够认识到几乎人类社会的各个侧面都以这种或那种方式受到科学技术的影响。
(3)能够区别科学和伪科学。
(4)认识到科学的发展是无止境的。
(5)知道如何分析和处理各种信息并从中获取知识。
(6)知道在个人和社会背景中的问题可能无法用对错来回答,尤其是当问题中包含伦理、司法和政治行动时。
(7)认识到何时在解决科学-社会问题时会牵涉到文化、伦理和道德问题。
(8)他对世界充满了乐观的态度。
我国公众的科学素养调查:1996年的调查表明,在理解科学术语和概念方面,我国在15个国家中排最末一位;在理解科学研究的过程和方法方面,我国的水平低于美国10.7%,低于欧共体国家6.3%。2001年我国“具备科学素养”的统计人数比例为1.4%,2003年提高到1.98%,呈良好的增长态势,但与发达国家相比差距仍然比较大。我国已经推出宏大的“全民科学素养计划”,准备到2049年,我国全体公民中具备科学素养的比例达到100%。
那么,在初中化学教育中教师如何提高学生的科学素养呢?
教师的道德修养、心理素养、思维模式、性格情感、人格气质及生活态度等对于学生的成长起到极其重要的作用。在课堂上,影响学生意识状态的因素有:学生的心理或生理疲劳程度、学习动机或需求、原本基础或能力等;影响教学氛围的因素有:生动鲜活的情境创设、扣人心弦的情节发展、步步紧逼的逻辑推理等。化学教学与人文素养、情感世界紧密相连。如果说感觉、思维、知识是属于智商,那么在课堂中表现出来的情感、意志、性格是出于学生的情商。IQ只决定人生的20%,而EQ决定了人生的80%。所以课堂的化学教学要从学生的生活实际出发,给学生一个真实的化学,引起学生的共鸣;让化学从生活、生产、社会、科学、实验和自然界中来,使化学教学更贴近自然、更贴近生活、更贴近学生、更贴近学生的心灵。
研究证明,只有学习被镶嵌在运用知识的自然情境中,有意义的学习才有可能发生。所以,在教学过程中情境的创设很重要。情境教学能诠释人类认知活动的本质,强调思维的过程同结果一样的重要,使学生把思考和发现体验为一种快乐,重视情感的熏陶,情境所提供的线索起到一种唤醒或启迪智慧的作用。
情境的素材来自生活,生活中的素材经我们的匠心独用,能有机地整合起来,成为导入新课、引发思维、激起共鸣、展开教学的亮点。情境素材可以来自史话、新闻、图表、实物、音响、数据、魔术等。对化学史话或事例教师不能直白地介绍,而要展示真实的情境,引导学生模拟角色,身临其境,感受困惑,提出种种假设,感受科学家是怎样分析解决实践问题的。在讲授“原子结构”这节内容时,为了让学生对看不见的原子有个更加直观的了解,我模拟了卢瑟福的实验:假设教室是一个原子,在教室中间有一个铅球,它就是原小核。把玻璃球扔进教室,会出现什么时况?让学生想象原子的结构。学生得到了这样一些结构假设:原子的中间有个“核”,就像葡萄中有葡萄籽,苹果中有苹果籽一样;原子中有很大的空间。当我把卢瑟福的实验假设结果展示给学生时,学生很是兴奋、开心、激动――他们也当了一回科学家。自信也写在了他们的脸上。接着,我又趁热打铁,介绍了原子的发现史,介绍了卢瑟福这位“原子之父”,使他们感受到了伟人的人格魅力,同时也提升了自身的素养品行。
科学的进步表现为不断否定、不断批判和不断取代的永无止息的过程。科学是人类永无止境的探究过程,简而言之,科学探究就是“一个对问题作出假设,然后用实验堆假设进行证明的过程”。科学探究体现了科学的价值和特点。化学课程中的科学探究是学生积极主动地获取化学知识,认识和解决化学问题的重要实践活动,学生通过亲身经历和体验科学探究活动,不仅可以获得化学知识与技能,更重要的是能够激发学习化学的兴趣,学习科学探究的方法,理解科学的本质,培养科学精神、科学态度和价值观,从而全面提高科学素养。
当今社会人们普遍关注的环境、能源、材料、生命等重大问题均与化学密不可分。因此,化学正在成为21世纪的中心学科。教师在化学教学中加强联系生产生活实际的内容,把生命科学中的化学问题、绿色化学、药物合成、新型功能材料、化工生产和环境保护、资源开发与利用等前言学科和人类面临的危机等对学生作适当的介绍,有助于培养学生的社会责任感,科学的社会观、价值观、道德观,更有助于学生理解终身学习的迫切感。
例如:环境问题在教材中曾多次出现,但介绍肤浅,不能引起学生足够的重视,而该问题又是人类面临的一个重要话题,为此,在实际教学中教师可作适当的拓展,如全球变暖、酸雨蔓延、资源枯竭、海洋污染、台风增多等,让学生明确意识到人类保护生存家园的重要性和迫切性。在条件许可的情况下,教师还可以带学生进行实地考察,让学生在自身实践中去感知、体验环境污染的严重性和治理环境的迫切性,并启发学生勇于提出治理建议,设计方案,从而树立“可持续发展”的思想。这样既能注重科学知识的更新和解决实际问题能力的训练,又能扩展知识教育的广度,增强学生关注社会重大问题、关注科技发展的使命感。
总之,在化学教学中提高学生的科学素养的教学理念是:1.处理把握好学科基础与学科前沿的关系。把握好学生的知识水平,确定好教学中的知识的深度和广度,不勉强地、纯粹地拔高知识,引导学生理解打好扎实基础的重要性。2.将课堂与显示世界紧密相连。教师应把培养学生对化学的兴趣和热爱放在更加突出的地位。教学活动不能局限在单纯的课本和封闭的课堂,要注重化学知识与生活的联系,重视化学方法与材料技术的结合,让学生真正感受到学习的价值和乐趣,把教学与学生的需要和兴趣相联系,激发学生“内发动机”更好地工作。3.将学生置于一个更广阔的背景中。科学不只是一些知识、方法、技巧性的东西,而是一种文化。教学同样不仅仅是完成传递知识,发展技能的任务,而是一种修炼。课堂即人生。在科学已经渗透到人生各个层面的今天,我们不应该让学生觉得一切都是理所当然的,要引导学生在享受物质生活欣欣向荣的同时,对身边的科学表现出惊奇。