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科学课堂中的应用意识培养

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科学作为一门贴近学生生活实际的基础学科,却经常得不到学生的认可。经调查发现,近一半的学生不喜欢科学课,他们心中的科学课是“乏味、枯燥、晦涩”的。近年来的科学中考中经常以社会生活为背景来创设问题情境,有着浓厚的时代气息,但是我们的学生往往不能理解题意,面对生活应用问题而束手无策、无从入手。科学作为一门综合理科,从知识的广度来看,就囊括了生命科学、物质科学和空间科学,这些知识一旦与生活联系,其广度更大。这对初中学生来说,的确是有难度的,因为他们要在所学的物理、化学、生物、地理等知识中选取对应的知识加以解答。

学生应用意识的薄弱的根本原因在于教学的观念和升学的压力。课改的推进与教材的改变,注重了学科与生活实际的联系,强调了科学知识的应用。但课程和教材的改变不可能像实际的社会生活那样的日新月异,也不可能让所有教师头脑中那些根深蒂固的教学观念发生动摇,而与课程相适应考试评价制度总是显得姗姗来迟,从而导致了科学教学的功利性和封闭性,削弱了科学知识的实践与应用,最终减弱了科学的学科价值。

《科学课程标准》提出了以提高科学素养为总目标的课程目标,希望通过科学课程的学习,学生将保持对自然现象较强的好奇心和求知欲,养成与自然界和谐相处的生活态度;了解或理解基本的科学知识,学会或掌握一定的基本技能,并能用它们解释常见的自然现象,解决一些实际问题;初步养成科学探究的习惯,培养创新意识和实践能力;形成崇尚科学、反对迷信、以科学的知识和态度解决个人问题的意识。因此,科学教学应充分关注并发展科学应用的意识和能力,要从学生已有的生活经验和生活经历出发,帮助他们认识科学与生活的密切联系,从而认识“科学是有用的”,并用所学知识解决生活中遇到的问题。

应用意识既是一种思想认识和思维方式,也是用科学的眼光看待事物的方法。初中学生的对科学知识的应用意识主要体现在以下三个方面:一是能认识到科学知识在现实世界中有着广泛的应用;二是当面对实际问题时能主动尝试运用科学知识和方法寻求解决问题的策略;三是当面对新的科学知识时能主动地寻找其生活背景并探索其应用价值。教学中要让科学源于生活并用于生活,从而激起爱科学、学科学的热潮。

一、挖掘科学的生活素材

教师要认识到应用意识培养的必要性和紧迫性,有目的地在生活和学习中搜集和挖掘与教学内容相关的生活素材,教材、媒体、生活、试题中都广泛存在我们所需要的教学素材。

1.挖掘教材。教材中的章图、插图、讨论、活动、思考、探究、练习等内容很多涉及了生产生活的科学问题,对增强科学的趣味性和实践性,拓展学生的视野,提高科学知识的应用能力都有很好的促进作用。

如浙教版科学九年级上册第三章第6节的练习第4题:1千瓦时的电可供“PZ220-40”的灯泡用多少小时?题目本身旨在运用公式解决问题。倘若在学生计算后补充:正常工作时“220V 8W”的节能灯与“PZ220-40”灯泡的亮度相同,试通过计算说明“购节能灯具,享国家补贴”政策的意义。由此,让学生在解题中也能感受到鲜活的生活气息,让课堂不再枯燥乏味。

作为教师,应该清醒地认识到:虽然教材在一段相对较长的时间内保持不变会显得“落后”,但对于教学而言,其地位是其它教辅资料无法比拟也无法替代的,只要我们用心去挖掘,就会有惊喜的发现。

2.提炼试题。各地每年的中考试题都贡献了很多很好的生活素材,它们充分演绎了科学源于生活而又用于生活的实践途径,同时体现了对科学知识考查的创新性,对学生的应用能力培养具有较强的迁移作用。如2010年山东省德州地区中考中有这样一道围绕“旅行牙膏”的科学选择题:王静全家“五一”去旅游,在宾馆见到一支旅行用的牙膏(如图),根据你的观察和生活经验,你认为下列说法错误的是( )

A.挤压牙膏时可反映出力能使物体发生形变

B.牙膏盖上的条纹是为了增大摩擦

C.新买的整支牙膏受到的重力是0.03N

D.牙膏盖子中间的尖锐物是为了增大压强

司空见惯的一支旅行牙膏竟然蕴含了力的作用、重力、影响摩擦、压强大小的因素等科学知识,可见这些不起眼的事物同样可以给我们强烈的精神刺激,令学生感慨乃至兴奋竟有如此的发现。通过这样的“素”材更能促使学生关注生活中的细节,并联系所学科学知识养成积极思考的习惯。

3.走进生活。教师要善于把日常生活中遇到的问题摆在学生面前,多为学生提供丰富的背景材料,让他们仔细观察、收集信息,进而导致认知冲突,真正吸引并调动学生积极主动地参与到对生活问题的研究、对科学知识的学习中来,从而有效消除科学课堂乏味、难懂的困境。

在学生对“电生磁”和电动机有了一定的了解前提下来学习“磁生电”,如果问:电可以生磁,磁能不能生电呢?这一问题实际上将学生置于被动学习的境地,笔者则借助电动玩具车走出了困境。

演示:打开玩具车的电源开关,玩具车运动起来,小灯泡发光。

提问:为什么车会动,灯会亮?(有电动机,有电(有干电池并通路))

演示:卸下电池,将玩具车在桌面上用力推了一下,灯泡居然也发光了。

提问:为什么灯会亮?

学生的兴趣立即被激发,思维瞬间被激活,整节课沿着对问题的深入分析而逐步发现、推进和达成。

4.关注社会。照本宣科与信息时代格格不入,教师要善于借助当代便捷的通讯技术、丰富的媒体资源和技术服务于教学,要善于收集网络、电视、报纸等信息,及时记录、积累、归类,整理成自己特有的教学素材库,这样在进行相关知识的教学时就不再束手无策,搜索教学中的生活素材便成了探囊取物。

北京奥运会,广州亚运会,日本地震核辐射,三聚氰胺、“瘦肉精”等,都是鲜活的生活材料。要让素材适时适地才能将其功能发挥到极致,坚决杜绝素材展示课。如呈现“三鹿婴幼儿奶粉”事件后,介绍“三聚氰胺”及其化学式并进行相关计算,还可进一步思考:“三聚氰胺”如何提高蛋白质含量?生活中的哪些地方有“三聚氰胺”踪迹,对人体影响大吗?还可以更进一步进行情感、态度、价值观的教育:对于“三鹿婴幼儿奶粉”事件,你有什么想法?

二、实践生活的科学课堂

课堂是教学的主阵地,更是培养学生科学应用意识的主渠道,因此利用一切可能的机会向学生展示并思考科学与生活、生产、环境、资源等方面的联系,引导学生用科学的眼光观察生活,让学生感受到科学就在身边、处处有科学,促使学生自觉地将科学与生活联系起来,萌发应用意识。

1.由生活思考科学。良好的开端是成功的一半,新课引入是课堂教学中的起点,是新课教学中的一个重要环节。呆板、缺乏新意、针对性不强的引入方式,不能调动学生的积极性,反而使学生觉得枯燥乏味。取材于生活中的素材能引起学生的有意注意,激发兴趣和动机,自动引发学生的应用意识。由于学生对磁现象有所了解,但尚未形成系统的认识,倘若直接抛出“指南针为什么会指方向”这一课题根本不会吸引学生,于是笔者尝试“一张图片、三个问题”引入课题:

呈现:“收废品的三轮车”图片(一辆普通三轮车下挂了一根横杆)

问①:学习科学,观察很重要,思考更重要。一辆普通的三轮车,它有什么特别之处呢?

问②:这一横杆用什么材料做成?(可能是磁铁)有何作用?(学生议论纷纷)

问③:据说有了这装置让老伯的收获颇丰,经常能捡到小铁片、易拉罐、矿泉水瓶,有时还有一角、五角、一元的硬币,甚至还有“金戒指”啊!(学生当时充满疑惑)你们认为可信吗?如何去验证?(将准备好的实验器材分发到各小组,学生的学习兴致非常高)

2.用生活类比科学。学生对概念的理解,应该是通过自身主动构建的,当学习内容和学生熟悉的生活背景越贴近,学生自觉接纳知识的程度就越高。当了解电流的概念和单位之后,笔者用生活中打点滴(静脉注射)的事例进行类比,用来解决电流的测量方法的及电流表的连接方式(串联),同时也使学生体会到科学方法的转换。教学中有效地提取生活背景与学习材料之间的内在联系,帮助学生主动寻求新知识的生活原型,容易激发学生的求知欲,让他们置身于日常生活中的学习,提高科学知识应用的意识和能力。

3.用科学认识生活。简单的记忆不是科学学习的目的。学习“磁极间相互作用规律”后,学生对规律的记忆已经不成问题,如何让所学的知识能在真实环境中体现出来呢?于是笔者介绍了上海磁悬浮列车的有关背景并问:如果你是磁悬浮列车的设计师,你有什么办法让列车“浮”起来?请用简图来介绍。这样一来,学生的积极性非常高,大部分学生马上答出“利用同名磁极相互排斥”,过一会儿也有个别学生提出了“异名磁极也可以”的想法,学生的注意力又马上集中起来并在纸上不断地画着……教学中设置开放性的生活问题,让学生经历自主“用科学”的过程,有利于发挥学生的主体性,并促进对知识的真正理解,从而提高科学素养。

三、激励科学的生活实践

实践对于知识的理解、掌握和应用起着极其重要的作用,学生体验过的知识能更深刻地理解,更熟练地运用。对于十五六岁的中学生来说,他们的好奇心强,容易接受新事物。而现实生活和媒体的海量信息充斥着学生的生活世界,如何在这纷杂的信息面前做到甄别真伪、看清本质,这需要面对新的情境时,能主动地寻找其实际背景,积极应用已学过的科学知识处理并得出结论。

教学中可以结合所学的科学知识经常将书面作业改为课外的实践性作业。如学习“杠杆”后布置作业:观察一种脚踩式垃圾桶,并简要画出其结构并分析杠杆的各要素及类型;学习“酸碱指示剂”后布置:自制酸碱指示剂,进行实验并写出简要的实验报告。通过有计划、有目的地引导,学生学习科学的兴趣浓、积极性高,科学应用意识也在不断增强。如一位学生对商场门口圣诞树上的小彩灯产生了兴趣,他仔细观察后发现彩灯的各个小灯的连接方式是串联,但是有几个小灯不亮而其它的小灯却依旧发光,这让他非常疑惑。于是他带着问题和同学、老师讨论,查了很多资料,不仅知道这种彩灯的接法,还了解到根据不同需要而采用的更多接法,还有LED灯带、广告牌上会“流动”的彩灯等。

学以致用,让学生感受到科学知识的价值所在。在科学知识的运用过程中,能使学生更熟练、更透彻地掌握知识,同时提高实践能力,学生在感受成功的同时又使得应用科学知识成为一种自觉行动。

学生的科学应用的意识和能力的发展是一个由易到难、循序渐进的过程,这需要教师有计划、有目的地将科学应用贯穿于教学的始终,尽可能多地给学生观察、表达、交流的机会,有效地激发学生应用科学知识的积极性,使学生的科学应用意识在不知不觉中得到培养,最终实现科学素养提升的课程目标。