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摘要:本文在界定科学文化的内涵和外延的基础上,探讨了科学文化的12个特性,并进而展望了科学文化的未来发展趋势和进路。
关键词:科学文化科学文化的特性科学文化的未来
一、科学文化的内涵和外延
像“科学精神”(spiritofscience,科学之精神;scientificspirit,科学的精神)一样,“科学文化”(cultureofscience,科学之文化;scientificculture,科学的文化)这个术语的两种写法也难以截然分清。“科学之文化”中的“ofscience”有“属于科学的”、“与科学有关的”、“具有科学性质和内容的”含义,似乎指称科学自身内在的、固有的文化属性。“科学的文化”中的“scientific”是一个限制性的和修饰性的定语。作为带有限制性定语的词组,它似乎与“科学之文化”同义;作为带有修饰性定语的词组,它也许还包括具有某些科学成分或特征的少数非科学文化。由于“科学之文化”和“科学的文化”第一义几乎没有什么差异,第二义亦有重叠之出,并且在国内外文献中混用,因此如无特殊说明,我们一般对二者不加区分,统称“科学文化”。
从以上词义分析可知,科学文化不是吸纳了科学的某些要素和气质的其他亚文化,更不是科学诞生和发展的文化氛围诸文化或与境文化,如古希腊的文化遗产、英格兰清教主义文化、欧洲资本主义文化等。我以为,
科学文化是人类文化的一种形态和重要构成要素,是人类的诸多亚文化之一。科学文化是科学人(manofscience)在科学活动中的生活形式和生活态度,或者是他们自觉和不自觉地遵循的生活形式和生活态度。科学文化以科学为载体,蕴涵着科学的禀赋和禀性,体现了科学以及科学共同体的精神气质,是科学的文化标格和标志。与艺术、宗教等亚文化相比,科学文化的历史要短得多,但是它在数百年间的影响却如日中天。科学文化深刻地内蕴于科学,并若隐若现地外显于世人。因此,它的一些组分已经潜移默化地浸淫了人们的思想和心理,塑造了时人的思维方式和心理定势,乃至成为人性的不可或缺的要素。还有一些组分比较隐秘,需要研究者加以发掘和阐释,才能被人们在理智上领悟,在行动中效法,从而进一步彰扬科学的文化意蕴和智慧魅力,促进人与自然的和谐,推动人类社会的进步和人的自我完善。
正如皮克林所说,科学文化不是统一的、整体的东西,事实上是多个不同的、甚至异质要素的集合体。从结构来看,科学文化也像人类的其他文化一样,分为器物、制度、观念三个层次。科学文化的器物部分是支撑科学的物质基础,尤其是其中的实验设备、观察和测量器具直接与科学活动密切相关。科学文化的制度部分包括科学活动的各种建制,主要有研究机构、学术团体、出版部门、法规章程等等。科学文化的观念层次——这是科学文化的内核——还可以细分为科学知识、科学思想、科学方法、科学精神,其中包括认知、语言和心理诸因素。科学共同体创造、丰富、共有和共享科学文化;以科学研究为生活形式的科学家也或多或少打上了科学文化的烙印;而且,每一个社会成员只要接受足够长的科学训练和培养,也能够在科学文化的王国里漫游和观光,濡染一些科学文化。
科学文化内涵丰赡、深邃,外延阔大、模糊,确实是一个难以定义的概念。不过,还是有不少学者力图定义它,至少是界定它的内涵和外延。希尔尽管承认,要对科学和技术文化(scientificandtechnologicalculture)下定义,往往表达重叠和多义、实践交织、中介交叉,但是他还是表明,它指称在各种社会领域传播的有意义的实践和伴随它们的表现的系列,是知识、技艺和态度的组合。从1970年代以来,科学和技术文化的提法逐渐代替科学普及(scientificpopularization),到1990年代已经占支配地位。莫尔指出,科学文化在主要欧洲国家有教养的人中被认为是独立于科学的应用的,因为它奉献给关于自然、人和人类的知识——为知识而知识所需要的知识——以及基于那种知识之上的世界观。这实际上是说,科学文化不是技术文化,是形而上的东西。哈贝马斯揭示了科学文化的深层底蕴:
1调整教与学的方式,提高学生科学素养
科学知识是科学素养的重要内容,也是提高学生科学素养的主要途径。化学课堂教学中如何通过有效的方法提高学生的学科知识素养呢?首先相对于“满堂灌”,我们更需要的是学法指导,关注学生“怎么学”。其次,教材也不再是纯阅读材料,而是通过设置“你知道吗?”“活动与探究”、“信息提示”、“问题解决”、“交流与讨论”等栏目来改变学生单纯接受、死记硬背、机械训练的学习方法,它不仅要学生理解记忆性知识,还要学会发现问题、解决问题的能力。
如在“同一反应中用不同的物质来表示反应速率时数值与化学计量数的关系”的内容学习上,教材没有直接给出或举例给出结论,而是在“交流与讨论”栏目提供了“N2O5在四氯化碳溶液中发生分解反应的实验数据”,让学生自己通过计算得到数据,填入表格,并通过问题启发学生分析发现有关规律。这一知识点不是很难,学生通过直接听讲也能理解,但这样除了记忆性知识之外别无所获。在实践中,教师可充分利用课本栏目资源转换教与学方式,培养学生勇于实践、敢于提出挑战的探究精神,学生不仅能学会学科知识,更直接体验了科学探究的过程,将“是什么”和“怎么得到”融为一体,使学生对知识的理解和把握更加有效,培养了学生探究和自主学习的能力,提高学生的科学素养。在这知识快速发展的时代,只有“学会学习”的学生才能迎接各类挑战。转换学生的学习方式,通过探究,带着问题去学习,凸显学习过程,形成学生内在的学习动机、批判的思维品质和思考问题的习惯;通过自主学习,凸显学习的主动性和独立性,弘扬人的自主精神;“学会学习”的主要目的首先在于让学生在学习方式转变的前提下,更好更扎实地掌握科学知识。有了扎实的科学知识,才能更有效的提高学生科学素养。
2通过化学实验,提高学生科学素养
高中化学实验教学是教学的重要内容,教师通过实验教学渗透对学生的科学素养教育,以此实现科学素养提高的目标。在具体教学时,教师首先要引导学生对教材中安排的实验进行分析,通过小组合作讨论等不同形式,针对实验设计中的不足进行优化,借此培养学生的思维能力与创新意识。其次,在化学实验教学中,教师还可以借助仪器设备的制作来培养学生的动手能力和创新精神。日常实验教学中,适当引入实验器材的自制活动,以及对现有器材进行组装、改进和调整,让学生在操作过程中进一步掌握实验器材的设计原理与实验的反应原理。
如“氨气的性质”在高中化学中是一个重要的知识点,教材用三个演示实验分别介绍了氨气极易溶于水、水溶液成碱性和能与酸反应的三个性质,但实验中存在着以下的缺陷:前期制备氨气的过程复杂,而且排空气法收集氨时容易扩散到空气中,造成空气污染,预先准备好的氨气往往会出现泄漏、潮湿等现象,导致实验效果不理想,实验2和实验3中的浓氨水露置在空气中,也造成空气污染,不符合绿色化学的理念,影响健康。因此通过改进实验方案和实验装置,把三个实验结合在一起做可以避免上面的缺陷。实验装置设计如图1。具体操作如下:进行气密性检查后在烧瓶1的底部加入一些固体氢氧化钠,在针头处换上装有浓氨水的针筒,在烧杯1处放PH试纸(红色石蕊试纸)后,慢慢的把浓氨水注入烧瓶1中,通过向下排空气法收集氨气,若PH试纸变(红色石蕊试纸)蓝色了(实验2),说明氨气已经收集满了。然后在烧杯2中滴入酚酞,关闭止水夹2和止水夹3,把针筒内的水打入烧瓶2内,同时打开止水夹1,烧杯2中的水迅速上升,在烧瓶2中的尖嘴导管上出现红色的喷泉现象(实验1)。最后等喷泉结束后,在烧瓶1上口的针头处换上装有浓盐酸的针筒,把浓盐酸打入烧瓶1内,出现大量白烟(实验3)。这个实验首先实现了氨气的制备、收集和物理性质、化学性质实验的一体化处理,使实验成功率,可信度更高,让学生更真实地去体验理解氨气的性质;同时操作轻松快捷,现象明显,课堂耗时短,非常适合做演示实验;而且两个烧瓶一红一白,有很强的视觉效果,很好地提高了学生的实验兴趣。最重要的避免了氨气进入空气中,环保无污染,体现了绿色化学思想。
高中化学课程标准指出:“通过以化学实验为主的多种探究活动,培养学生的创新精神和实践能力。”在本案例中,首先通过操作复杂实验,来引导学生思考如何简化,通过合作讨论,互通信息,解决学生在实验理解上的“信息沟”差距,达到共同思考共同提高的目的;其次根据学生讨论结果和教师引导的方向进行实验改装,让学生更直观地把思考和动手结合起来,有效强化学生的探究意识,促进思考方式改变,进而促进学习方式的自觉转变,更重要的是通过改装,让学生明白技能创新和实践方法的真正意义所在;同时培养学生的实验兴趣和个性特长,良好的实验兴趣是形成良好的科学品质的前提。有了良好的科学品质,科学素养的提高是指日可待的事情了。
3利用化学史,培养学生科学上的人文素养
摘要:本文在界定科学文化的内涵和外延的基础上,探讨了科学文化的12个特性,并进而展望了科学文化的未来发展趋势和进路。
关键词:科学文化科学文化的特性科学文化的未来
一、科学文化的内涵和外延
像“科学精神”(spiritofscience,科学之精神;scientificspirit,科学的精神)一样,“科学文化”(cultureofscience,科学之文化;scientificculture,科学的文化)这个术语的两种写法也难以截然分清。“科学之文化”中的“ofscience”有“属于科学的”、“与科学有关的”、“具有科学性质和内容的”含义,似乎指称科学自身内在的、固有的文化属性。“科学的文化”中的“scientific”是一个限制性的和修饰性的定语。作为带有限制性定语的词组,它似乎与“科学之文化”同义;作为带有修饰性定语的词组,它也许还包括具有某些科学成分或特征的少数非科学文化。由于“科学之文化”和“科学的文化”第一义几乎没有什么差异,第二义亦有重叠之出,并且在国内外文献中混用,因此如无特殊说明,我们一般对二者不加区分,统称“科学文化”。
从以上词义分析可知,科学文化不是吸纳了科学的某些要素和气质的其他亚文化,更不是科学诞生和发展的文化氛围诸文化或与境文化,如古希腊的文化遗产、英格兰清教主义文化、欧洲资本主义文化等。我以为,
科学文化是人类文化的一种形态和重要构成要素,是人类的诸多亚文化之一。科学文化是科学人(manofscience)在科学活动中的生活形式和生活态度,或者是他们自觉和不自觉地遵循的生活形式和生活态度。科学文化以科学为载体,蕴涵着科学的禀赋和禀性,体现了科学以及科学共同体的精神气质,是科学的文化标格和标志。与艺术、宗教等亚文化相比,科学文化的历史要短得多,但是它在数百年间的影响却如日中天。科学文化深刻地内蕴于科学,并若隐若现地外显于世人。因此,它的一些组分已经潜移默化地浸淫了人们的思想和心理,塑造了时人的思维方式和心理定势,乃至成为人性的不可或缺的要素。还有一些组分比较隐秘,需要研究者加以发掘和阐释,才能被人们在理智上领悟,在行动中效法,从而进一步彰扬科学的文化意蕴和智慧魅力,促进人与自然的和谐,推动人类社会的进步和人的自我完善。
正如皮克林所说,科学文化不是统一的、整体的东西,事实上是多个不同的、甚至异质要素的集合体。从结构来看,科学文化也像人类的其他文化一样,分为器物、制度、观念三个层次。科学文化的器物部分是支撑科学的物质基础,尤其是其中的实验设备、观察和测量器具直接与科学活动密切相关。科学文化的制度部分包括科学活动的各种建制,主要有研究机构、学术团体、出版部门、法规章程等等。科学文化的观念层次——这是科学文化的内核——还可以细分为科学知识、科学思想、科学方法、科学精神,其中包括认知、语言和心理诸因素。科学共同体创造、丰富、共有和共享科学文化;以科学研究为生活形式的科学家也或多或少打上了科学文化的烙印;而且,每一个社会成员只要接受足够长的科学训练和培养,也能够在科学文化的王国里漫游和观光,濡染一些科学文化。
科学文化内涵丰赡、深邃,外延阔大、模糊,确实是一个难以定义的概念。不过,还是有不少学者力图定义它,至少是界定它的内涵和外延。希尔尽管承认,要对科学和技术文化(scientificandtechnologicalculture)下定义,往往表达重叠和多义、实践交织、中介交叉,但是他还是表明,它指称在各种社会领域传播的有意义的实践和伴随它们的表现的系列,是知识、技艺和态度的组合。从1970年代以来,科学和技术文化的提法逐渐代替科学普及(scientificpopularization),到1990年代已经占支配地位。莫尔指出,科学文化在主要欧洲国家有教养的人中被认为是独立于科学的应用的,因为它奉献给关于自然、人和人类的知识——为知识而知识所需要的知识——以及基于那种知识之上的世界观。这实际上是说,科学文化不是技术文化,是形而上的东西。哈贝马斯揭示了科学文化的深层底蕴:
【摘要】作文教学目标的科学化、作文教学过程的科学化、作文教学评价的科学化是实现作文教学的科学化,提高作文教学效率的有效途径。
【关键词】作文 教学 科学化
严格地说,现在的许多学生,大多都不爱写作文,也不会写作文。究其原因,主要是现在的作文教学存在着极大的盲目性、主观性和随意性,教材中的作文教学,内容少,过于概况笼统,缺少可操作性,实际教学中“一千个老师心中有一千个‘哈姆雷特’”。在信息飞速发展的今天,语文教育工作者必须尽快实现作文教学的科学化,提高作文教学效率。
一、作文教学目标的科学化
1.开设更多的语言交流课程或者课外活动,诸如对话、演讲、辩论、表演。让全体学生都是参与者,在这个过程中,学生得到锻炼和提高。
2.编写专门的写作教材,给学生更多的作文范例,尤其是适应时代要求,反映时代特色的例文。
3.先育人,后作文。一个人先有好的立场观点、思想态度、修养境界,然后言意互转,落实到文字上。
4.把作文课上成全过程的实践课。实践是最好的老师,需要是学习的最大动力。作文综合性强,是深层次思维的结果,当前学校教育的封闭性、被动性、强制性,都要求我们认真探索学生的认知规律,真正以学生为中心,引领他们主动愉快地跨入作文课堂。
语文教学的过程应该把语言与思维统一起来考虑和设计。从人的思维活动去分析听、说、读、写能力的表现,可以找到语言信息的输入、输出、检索和组合关系。听和读是信息的输入,说和写是信息的输出,而在信息的输入或输出中都需要准确迅速地检索和组合。语言信息的检索和组合在人脑中就是一种思维活动,可见听、说、读、写能力的核心是思维,没有信息的输入当然无从思维,更谈不上信息的输出了。
于是,我寻求着运用现代语言的基础结构,亦即最基本的思维模式,寻求着在学生头脑中形成这些思维模式的规律,寻求着跟这些思维模式相适应和相联系的思想、知识、情感和语言材料的组合,寻求着符合当前教学条件和学生生活实际的训练方法,等等。为此我从语文教学的特点和学生的年龄、心理特点出发,对运用语言的能力结构作了解剖,逐步提炼出了“一课有一得,得得相联系”的相对严谨的教学序列。
为使这个教学序列的每个训练项目体现训练的单一性和内涵的纵横复杂性,我创造了一个具有科学统摄力的名词——训练点。每个训练点就是一个“语言——思维模型”(因为是教学设计的结构,非自然习得的思维模式,故称“模型”),通过教学训练,学生头脑中形成了这样的模型就是有所“得”了。训练点之间呈现着“语言——思维模型”之间的联系、渗透、深化、发展的关系,其物质表现就是学生运用语言能力的提高。若干个训练点组成一个能力训练阶段,“语言——思维模型”就连成单元性网络;若干个训练阶段组成一类能力的训练,单元网络就扩展成为局部网络。整个教学序列共有108个训练点(包括综合复习训练点),依次分成五类能力训练:记叙能力文言文阅读能力说明能力论述能力文学作品赏析能力。完成了五类能力的训练,局部网络就连通而全部网络化了。于是,学生运用语言的能力就由形象到抽象,由简单而复杂地循序渐进了。这个网络,又可以称之为“分类集中分阶段进行语言训练”教学体系。这显然是一个人造的语文教学控制系统,每类能力是其中的子系统,每个训练点则是构成系统的元素了(参见下图)。
附图{图}
由上图可知,记叙能力的训练点设置最多,这是因为记叙是基础,认识规律中形象思维先于抽象思维,而初中学生总的来说还处于形象思维阶段,抽象思维逐渐地有所发展。说明能力和论述能力的训练点设置较少,这是因为说明是从记叙到论述的过渡,重在说明事物的偏于记叙,重在说明事理的又偏于论述了。因此在说明能力训练前,设置了认识说明与记叙的联系和区别的训练点。在论述能力的训练前,则设置了论述与说明、记叙的联系和区别的训练点。论述能力的训练在初中阶段是必要的,是需要加强的,但还不可能是重点。虽然训练体系在记叙文之后即进行文言文阅读能力的训练,提供了一些可供论述用的思想资料和语言资料,但学生对事物的理性认识和分析评价还是肤浅的和简单的,训练点的设置就适可而止了。文学作品赏析能力的训练是系统中的高层次训练,作品本身是具有鲜明的形象思维特点的,而对作品分析无疑又具有严密的抽象思维特点了。因此,当文言文阅读能力训练中出现古代记叙文的时候,显然是对记叙能力训练的循环加深。这种循环加深一直延伸至说明能力和论述能力训练中的插学记叙训练;当文学作品能力训练的时候,记叙、说明、论述则在更大的范围和更深的层次上循环加深了。最后的综合复习训练当然是总循环,起重点巩固的作用了。
每个训练点的教学过程,是教师运用教材指导学生建立“语言——思维模型”的过程。因而训练点的要求,就是教学的完成目标,就是一个“语言——思维模型”的组合框架。教材的作用,不仅在于充实这个框架,而且应该跟与之有关的思想、知识、感情、语言发生尽可能多的联系,使这个“语言——思维模型”不是呈静态的积累,而是呈动态的积累,具有辐射性的势能。于是,新模型的建立将不断地触发学生头脑中原有的储存,会产生以新模型为中心的聚向综合思维活动。这样,其外在表现必然是读写的直接结合了。这是能力转化的关键时刻!教学不应该抑制这种思维活动,恰恰应该及时地使这种活动更加活跃、清晰、外化,读的收获与启发便促成了写的酝酿与结果,完成训练全程,达到教学目标。
比如,第31个训练点的要求是:“用二三事写人,以一件事情为主表现人物的特点,要线索清晰,确定感情的基调,从烘托中突出特征性的印象,注意运用细节描写。写一个人物的印象。”选用的课文是朱自清先生的著名散文《背影》。而记叙能力训练中的写人阶段训练是从第24个训练点开始的。至此,前面仅关于写人就建立了7个“语言——思维模型”,读过14篇课文,更不用说建立的其他23个“语言——思维模型”、读过的68篇课文和学生的课外阅读、生活积累了。可见储存之多,触发之广!
这就使训练点成为一个多线交织的横截面,因而训练点上的“得”,对整个108个训练点组成的教学体系来说,是单一的;对每个训练点本身来说,却是综合的。而根据这个教学体系的设计编选的教材,则必须使课文为训练点的要求服务。就是说,课文成为完成训练点要求的例子。但是,无论哪篇文章都不是为语文教学写作的。在语文教学无序可循的情况下,语文课只能就文论文,选课文强调名家名篇,有了一个训练的序,就必须考虑文章是否适合作系统训练的材料了。即使是名家名篇,如果跟训练点要求无关,也只能割爱。入选的课文还必须考虑给学生以怎样的思想品德的熏陶和各种知识的武装。有鉴于此,我编选训练记叙能力的教材内容,是学生所能理解或接触到的人、物、事,训练论述能力的教材内容是培养学生需要接受和形成的观点,这样就把内容的多样性,也有计划地寓于训练的单一性之中。入选课文的语言当然要典范,并注重语言的实用,以当代语言为主,兼顾有生命力的文言词语。此外,入选的课文还考虑到满足与促进学生思维的多方面发展,要富于启发性和趣味性,以便于学生举一反三、激发模仿和创造的欲望,有进行比较、选择、思考的余地。
何谓素质?素质是以人的先天禀赋为基础,在环境和教育的影响下,形成并发展起来的内在的、相对稳定的生理、心理及文化的整体质量水平。它包括思想素质、科学文化素质、身体素质和劳动技能素质。化学科学素质是科学文化素质构成因素之一。学生的化学科学素质包括学生的化学科学的知识水平、能力、思想水平和品质。在初中化学义务教育中,教师应注意从这四个方面着手,培养和全面提高学生的化学科学素质。
一、化学科学知识水平
九年义务教育初中化学教学大纲,对初中化学教学的四大知识板块分别提出了不同层次的教学要求,以确保学生在毕业时达到素质教育所要求的知识水平。
1.对化学基本概念和原理、元素化合物这两大知识内容,按照学生的认知水平以及在初中化学中的重要性,教学要求分为常识性介绍了解、理解、掌握四个不同层次;
2.对化学基本计算教学要求的层次是掌握。要求学生熟练掌握有关化学式、化学方程
3.对化学实验的教学要求分为练习初步学会两个层次。在教学中,教师应按要求认真做好每个演示实验。对于学生实验,要积极创造条件,力争使每个学生都有动手做的机会。新教材在编排上遵循大纲规定“初级中学的化学教学是化学教育的启蒙阶段”的原则,适当降低厂理论要求和精减了一些次要概念,为了配合素质教育,培养学生面向未来的适应力,增加了一些金属、有机物(包括高分子化合物)以及保护生态环境,“温室效应”。硬水,氢能源、水和人类的关系、金属和人体的关系、化肥、农药等内容,体现了化学与生活,化学习社会,化学与生产。科技的紧密联系,为学生达到规定的化学科学知识水平创造厂条件。应该明确,在构成化学科学素质的诸多要素中,化学科学知识水平始终处于基础和核心的地位。
二、化学科学能力
化学科学能力是指学生在学习化学知识。应用化学知识解决实际问题的过程中,表现出的心理与个性特征。它包括对物质形态与变化的观察和感知;化学知识的记忆和想象;对微观世界和化学现象的理解。概括的能力,对于处在化学教育启蒙阶段的初中学生,应从观察能力、实验能力、思维能力、自学能力等方面,培养和提高他们的化学科学能力。
一门科学的内涵和定义至少有四个属性:
整体和局部性科学是一个复杂的知识体系,好比一块蛋糕。为了便于研究,要把它切成大、中、小块。首先切成自然科学、技术科学和社会科学三大块。在自然科学中,又有许多切法。一种传统的切法是分为物理学、化学、生物学、天文学、地理学等一级学科。近年来又有切成物质科学、生命科学、地球科学、信息科学、材料科学、能源科学、生态环境科学、纳米科学、认知科学、系统科学等的分类方法。化学是从科学整体中分割开来的一个局部,它和整体必然有千丝万缕的联系。这是它的第一个属性。
学科之间的关联和交叉如果把科学整体看成一条大河,那么按照各门科学研究的对象由简单到复杂,可以分为上游、中游和下游。数学、物理学是上游科学,化学是中游科学,生命科学、社会科学等是下游科学。上游科学研究的对象比较简单,但研究的深度很大。下游科学的研究对象比较复杂,除了用本门科学的方法以外,如果借用上游科学的理论和方法,往往可以收到事半功倍之效。所以“移上游科学之花,可以接下游科学之木”。具有上游科学的深厚基础的科学家,如果把上游科学的花,移植到下游科学,往往能取得突破性的成就。例如1994年诺贝尔经济奖授予纳什,他在1950年得数学博士学位,1951-1958年任美国麻省理工学院数学讲师、副教授,后转而研究经济学,把数学中概率论之花,移到经济学中来,提出预测经济发展趋势的博弈论,因而获得诺贝尔经济奖。
发展性化学的内涵随时代前进而改变。在19世纪,恩格斯认为化学是原子的科学(参见《自然辩证法》),因为化学是研究化学变化,即改变原子的组合和排布,而原子本身不变的科学。到了20世纪,人们认为化学是研究分子的科学,因为在这100年中,在《美国化学文摘》上登录的天然和人工合成的分子和化合物的数目已从1900年的55万种,增加到1999年12月31日的2340万种。没有别的科学能像化学那样制造出如此众多的新分子、新物质。现在世纪之交,我们大家深深感受到化学的研究对象和研究内容大大扩充了,研究方法大大深化和延伸了,所以21世纪的化学是研究泛分子的科学。
定义的多维性一门科学的定义,按照从简单到详细的程度可以分为:(1)一维定义或X-定义,X是指研究对象。(2)二维定义或XY-定义。Y是指研究的内容。(3)三维定义或XYZ-定义。Z是指研究方法。(4)四维定义或WXYZ定义,W是指研究的目的。(5)多维定义或全息定义。一门科学的全息定义还要说明它的发展趋势、与其他科学的交叉、世纪难题和突破口等等。这样才能对这门科学有全面的了解。下面以化学为例加以说明。
化学的一维定义
21世纪的化学是研究泛分子的科学。泛分子的名词是仿照泛太平洋会议等提出的。泛分子是泛指21世纪化学的研究对象。它可以分为以下十个层次:(1)原子层次,(2)分子片层次,(3)结构单元层次,(4)分子层次,(5)超分子层次,(6)高分子层次,(7)生物分子和活分子层次,(8)纳米分子和纳米聚集体层次,(9)原子和分子的宏观聚集体层次,(10)复杂分子体系及其组装体的层次。
化学的二维定义化学是研究X对象的Y内容的科学。具体地说,就是:化学是研究原子、分子片、结构单元、分子、高分子、原子分子团簇、原子分子的激发态、过渡态、吸附态、超分子、生物大分子、分子和原子的各种不同维数、不同尺度和不同复杂程度的聚集态和组装态,直到分子材料、分子器件和分子机器的合成和反应,制备、剪裁和组装,分离和分析,结构和构象,粒度和形貌,物理和化学性能,生理和生物活性及其输运和调控的作用机制,以及上述各方面的规律,相互关系和应用的自然科学。
何谓素质?素质是以人的先天禀赋为基础,在环境和教育的影响下,形成并发展起来的内在的、相对稳定的生理、心理及文化的整体质量水平。它包括思想素质、科学文化素质、身体素质和劳动技能素质。化学科学素质是科学文化素质构成因素之一。学生的化学科学素质包括学生的化学科学的知识水平、能力、思想水平和品质。在初中化学义务教育中,教师应注意从这四个方面着手,培养和全面提高学生的化学科学素质。
一、化学科学知识水平
九年义务教育初中化学教学大纲,对初中化学教学的四大知识板块分别提出了不同层次的教学要求,以确保学生在毕业时达到素质教育所要求的知识水平。
1.对化学基本概念和原理、元素化合物这两大知识内容,按照学生的认知水平以及在初中化学中的重要性,教学要求分为常识性介绍、了解、理解、掌握四个不同层次;2.对化学基本计算教学要求的层次是掌握。要求学生熟练掌握有关化学式、化学方程式、溶液等方面的基本计算;3.对化学实验的教学要求分为练习、初步学会两个层次。在教学中,教师应按要求认真做好每个演示实验,对于学生实验,要积极创造条件,力争使每个学生都有动手做的机会。
新教材在编排上遵循大纲规定“初级中学的化学教学是化学教育的启蒙阶段”的原则,适当降低了理论要求和精减了一些次要概念。为了配合素质教育,培养学生面向未来的适应力,增加了一些金属、有机物(包括高分子化合物)以及保护生态环境、“温室效应”、硬水、氢能源、水和人类的关系、金属和人体的关系、化肥、农药等内容,体现了化学与生活,化学与社会,化学与生产、科技的紧密联系,为学生达到规定的化学科学知识水平创造了条件。应该明确,在构成化学科学素质的诸多要素中,化学科学知识水平始终处于基础和核心的地位。
二、化学科学能力
化学科学能力是指学生在学习化学知识、应用化学知识解决实际问题的过程中,表现出的心理与个性特征。它包括对物质形态与变化的观察和感知;化学知识的记忆和想象;对微观世界和化学现象的理解、概括、抽象、推理和论证;应用化学科学知识解释客观世界和解决实际问题的能力。对于处在化学教育启蒙阶段的初中学生,应从观察能力、实验能力、思维能力、自学能力等方面,培养和提高他们的化学科学能力。
1.观察能力。观察能力是知觉的特殊形式,是一种有目的、有计划、主动的、持久的知觉过程,是和思维紧密结合的主动知觉活动。观察能力是智力三要素(观察、思维、创造)之一,是智力发展的基矗化学是一门以实验为基础的学科。观察和实验是化学最基本的研究方法。通过能动的、客观的、定性、定量的综合观察,从实验的宏观现象入手,揭示和认识微观变化的本质。观察能力不是单一的知觉感知,而是诸多因素综合性的智力过程。新教材增加了多幅彩图、插图、章头图和多项演示实验,并在学生实验前增设了思考题,启发学生养成自觉观察的良好习惯。教师除应做好每一个演示实验外,还应在课堂教学、课外活动中,激发学生的观察兴趣,教会他们如何观察。通过学生动手动脑,由表及里,去粗取精,去伪存真的观察和思考,不断提高他们的观察能力,避免只看“热闹”,不看“门道”的不良习惯。
一、教学贴近学生生活,让生活真正融入科学课堂
1.采用贴近生活的材料进行科学实验
教师在进行科学实验的时候,尽可能使用学生生活中经常接触的材料,比如直尺、易拉罐、可乐瓶、橡皮泥等,这样可以使实验贴近生活,学生更容易接受。比如在做“热胀冷缩”的科学实验时,教师可以用牛奶的玻璃瓶和透明塑料吸管代替实验室的玻璃烧瓶和玻璃管;在学习“声音的产生”一课时,用学生学习用的塑料直尺代替实验室的音叉,在实验的过程中,学生会自己开动脑筋想办法使直尺发出声音来。用贴近生活的材料进行科学实验,不仅能达到相同的实验效果,而且使学生不局限于实验室的科学器材,在课余时间也能利用生活化的材料进行科学探索。
2.营造贴近生活的氛围进行科学讨论
传统的课堂教学环境过于注重学习的功能,从而忽视了温馨快乐、友好融洽的学习氛围对小学生的影响。模拟生活化的课堂教学环境能使学生在轻松愉快的场景中自由地交流学习观点,使学生能更好地表达自己的感情。对学习“生理与健康”一课时,虽然该课的学习内容与学生的日常生活关系密切,但是小学生并不在意和参与家庭事务,因此很少有学生了解食物的营养知识。根据对学生以往的大概了解,教师可以在课前布置任务,让学生根据自己一周所吃的食物,设计一份最佳食谱。等正式上课后,将学生分组为一个个小家庭对自己准备的食谱展开讨论,然后其他成员可以大胆表达出对食谱的不同意见。学生在下面能自由交流、畅所欲言,表达自己的观点。通过大家共同讨论研究出成果后,孩子们对食物与人体关系一定会有更深入的了解,还能鼓励学生在生活中主动去了解这些生活常识。
二、小学科学生活化教学的策略
1.选择生活化的内容导入新课,使学生在不自觉中学习科学
良好的开端是成功的一半,所以课堂刚开始的导入部分对整堂课的教学很重要。教师在导入的过程中既要激发学生学习的兴趣,还要注意与新课内容相联系,让学生在不知不觉中进入新课内容的学习,学生也会意识到生活中充满了科学知识。比如在学习“哪杯水更热”这一课时,教师可以这样安排:课一开始就准备两杯水,要求一样多但温差比较小,探讨有什么不同?再用手触碰杯子外壁,感觉有什么差别?仔细体会能否发现两杯水的不同之处?通过以上问题,使学生经过自身眼睛看、手摸、体会、比较和总结,最终得出结论。会有部分学生觉得第一杯水温度略高,也会有部分学生觉得第二杯水的温度略高,从而引发争论,这时候要寻找解决问题的方法。教师在这个适当的时候可以提出问题,问学生有什么方法判断哪杯水的温度稍微高一些。此时,学生一下子从迷惑状态转移到寻找问题的方法中来。有的同学说用手仔细摸,有的同学说喝一口感觉一下再做比较,还有的同学说直接拿温度计测量等等,这时候同学会仔细比较各种方法,发现对方方法的不足,例如用手摸不精确,喝一口也难以分辨,只有用温度计测量才是最客观正确的。最后学生意见统一,决定使用温度计的测量结果来判定哪杯水温度相对较高。通过这一学习过程,学生认识到借助科学仪器地测量能够得到科学准确的答案。在这个过程中,之所以将两杯水的温差设置得比较小,是为了创造学生为不同意见争执的情境,使学生在问题的答案中产生分歧,从而寻找解决问题的方法,这样一来,可以激发学生探索问题的兴趣,引导学生自己研究问题,提高学生解决问题的能力。
何谓素质?素质是以人的先天禀赋为基础,在环境和教育的影响下,形成并发展起来的内在的、相对稳定的生理、心理及文化的整体质量水平。它包括思想素质、科学文化素质、身体素质和劳动技能素质。化学科学素质是科学文化素质构成因素之一。学生的化学科学素质包括学生的化学科学的知识水平、能力、思想水平和品质。在初中化学义务教育中,教师应注意从这四个方面着手,培养和全面提高学生的化学科学素质。
一、化学科学知识水平
九年义务教育初中化学教学大纲,对初中化学教学的四大知识板块分别提出了不同层次的教学要求,以确保学生在毕业时达到素质教育所要求的知识水平。
1.对化学基本概念和原理、元素化合物这两大知识内容,按照学生的认知水平以及在初中化学中的重要性,教学要求分为常识性介绍、了解、理解、掌握四个不同层次;2.对化学基本计算教学要求的层次是掌握。要求学生熟练掌握有关化学式、化学方程式、溶液等方面的基本计算;3.对化学实验的教学要求分为练习、初步学会两个层次。在教学中,教师应按要求认真做好每个演示实验,对于学生实验,要积极创造条件,力争使每个学生都有动手做的机会。
新教材在编排上遵循大纲规定“初级中学的化学教学是化学教育的启蒙阶段”的原则,适当降低了理论要求和精减了一些次要概念。为了配合素质教育,培养学生面向未来的适应力,增加了一些金属、有机物(包括高分子化合物)以及保护生态环境、“温室效应”、硬水、氢能源、水和人类的关系、金属和人体的关系、化肥、农药等内容,体现了化学与生活,化学与社会,化学与生产、科技的紧密联系,为学生达到规定的化学科学知识水平创造了条件。应该明确,在构成化学科学素质的诸多要素中,化学科学知识水平始终处于基础和核心的地位。
二、化学科学能力
化学科学能力是指学生在学习化学知识、应用化学知识解决实际问题的过程中,表现出的心理与个性特征。它包括对物质形态与变化的观察和感知;化学知识的记忆和想象;对微观世界和化学现象的理解、概括、抽象、推理和论证;应用化学科学知识解释客观世界和解决实际问题的能力。对于处在化学教育启蒙阶段的初中学生,应从观察能力、实验能力、思维能力、自学能力等方面,培养和提高他们的化学科学能力。
1.观察能力。观察能力是知觉的特殊形式,是一种有目的、有计划、主动的、持久的知觉过程,是和思维紧密结合的主动知觉活动。观察能力是智力三要素(观察、思维、创造)之一,是智力发展的基矗化学是一门以实验为基础的学科。观察和实验是化学最基本的研究方法。通过能动的、客观的、定性、定量的综合观察,从实验的宏观现象入手,揭示和认识微观变化的本质。观察能力不是单一的知觉感知,而是诸多因素综合性的智力过程。新教材增加了多幅彩图、插图、章头图和多项演示实验,并在学生实验前增设了思考题,启发学生养成自觉观察的良好习惯。教师除应做好每一个演示实验外,还应在课堂教学、课外活动中,激发学生的观察兴趣,教会他们如何观察。通过学生动手动脑,由表及里,去粗取精,去伪存真的观察和思考,不断提高他们的观察能力,避免只看“热闹”,不看“门道”的不良习惯。