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生物学隶属于自然科学。生物学课程是一门科学课程,这是生物学课程的基本性质之一。科学是一个内容丰富的知识体系,其中就包括人类认识自然界的一些特殊途径和方法。正由于有了这些对生命世界准确地提出问题及获取较为可靠答案的方法,如观察、量化、求证和思考等,人类对自身和环境的认知才能日益深入、全面和可靠。这些方法反映出自然科学与其他领域认知模式的不同,也体现了科学最基本的特征和本质。生物学课程作为一门科学课程,不仅要传播科学的事实和概念,更要体现科学是一个探究的过程。生物学教育的宗旨应该是培养全体学生的生物科学素养。这一宗旨的确立,将使我国生物学课程产生一些重大变化。理解这一新的课程理念,也将有助于生物老师们的教学改革和实践。
一、关于科学素养的认知
我国基础教育的任务是培养未来的合格公民。在当今科技产品比比皆是、科学问题在我们的生活中无处不在的时代,未来的公民中有一部分人将会成为科学知识或科技产品的创造者或生产者,而几乎所有的人都将是科技产品的消费者。他们在个人生活和社会生活中,要去面对各种各样与科学相关的问题,并做出决策。这些都要求生活在当今和未来社会中的公民具有一定的科学素养。
(一)科学素养概念的提出
20世纪60年代以前,中学科学教育并不强调“科学素养”。随着60年代的理科课程改革的浪潮,人们才提出了科学素养理念。70年代初期,在一些教育发达国家的中学自然科学课程中就提出了科学素养的理念,并把培养学生的科学素养作为课程的基本任务。80年代以后,这一课程理念已经被科学教育家和大多数理科教师所认同,成为当今理科课程发展的一个共同趋势。对科学素养的解释,因时代而有所不同,并且随着时代的发展而发生认识上的变化。即便是在同一个时代,不同的机构、组织或不同的专家对科学素养的解释也不完全相同。因此,目前尚没有一个严格的、统一的定义。国内现在多数人认可的解释是:科学素养是指了解进行个人决策、参与公民和文化事务、从事经济生产所需要的科学概念和科学过程。科学素养最基本的含义是指学生能够合理地将所学到的科学知识运用到社会及个人生活中。由此可见,科学素养包括了两个不同的方面:一方面是对科学知识、态度情感、价值观及科学技能的掌握情况;另一方面是在已有基础上提高自己科学素养的能力。还有一些人认为,科学素养是指一个人对自然科学领域中核心的基础内容的掌握情况,自然科学的核心基础应该包括:①学生理解基本科学现象、规律,以及科学原理是如何用于技术领域之中的;②学生以在学校的学习为基础,形成终身学习的基本能力和习惯;③学生能够理解或解释发生在身边的科学现象;④学生能够形成正确的态度、情感、价值观和科学的世界观,并以此来指导自己的行为;⑤学生应掌握一系列的相关技能,包括操作技能、科学探究一般技能、比较、判断、分析和推理等思维技能,以及创造性和批判性的思维方式。
不同的学生在学习自然科学时会表现出不同的天赋和特点,有些学生在学习理科时能表现出很强的数理逻辑优势,有些则会在理科的学习中遇到困难。现代科学教育强调面向所有学生,旨在培养所有未来公民科学素养。因此,对不同的学生来说,科学素养应该有不同的要求。但不论要求的差异如何,科学教育都要使这些学生在原有的基础上得到发展,达到一个最基本的要求。一个具有科学素养的中学毕业生不一定要以科学或工程技术为职业,然而每个公民必须具备科学素养,才能使他们在面对日常生活中的科学现象、事件和观点时,能够运用科学的原理和方法去做出判断或决策。
(二)具有科学素养的人
严格地定义科学素养会有一些困难,因此一些专家和科学教育组织回避去直接定义科学素养,而是用对具备科学素养的人进行描述,间接地解释这一理念。如具备科学素养的人应该:①具有良好的科学态度和科学情感,包括探索自然的好奇心和求知欲、科学的价值观念、对科学学习的正确态度;②掌握了科学的基本概念和原理;③具有基本的科学探究能力,及对事物的观察能力,思考问题的能力,创造性地解决问题的能力,具有批判性思维的能力及在团队中的合作能力等。
生物科学史对培养学生的生物科学素养有着重要意义。下面将笔者在教学中发掘科学史素材以期培养学生科学素养的一些探索就教于同行。
一、挖掘科学史问题因素,培养学生学习兴趣
1. 点拨前沿,思考未来,发展兴趣。如高中选修教材《基因工程简介》这一节,在进行教学设计的过程中,笔者将生物学原理、科学方法与技术的发展历程相结合,在发掘基因工程这一科学技术发展史的教学过程中,不仅加深了学生对原理知识的掌握,认识到科学理论的不断深入和技术的发展会促进生产力的提高,推动社会进步,还通过网络环境下的信息化教学对基因工程的发展、成果与前景等方面获得大量的生物学科信息,开拓了学生的知识面,激发学生学习科学理论的热情,提高了对生物前沿科学的兴趣。
2. 发掘问题,引导思维,调动兴趣。在教学中笔者注重发掘科学史教学内容中科学思维成分,为学生创设思维情景,激发学生思维,调动学生学习兴趣。如人民教育出版社必修3第三章第1节“植物生长素的发现” ,笔者精心设问,引导学生层层分析,体验科学思维的过程,并自己设计实验,感受科学发现的乐趣。最后教师充分肯定学生分析、推理、设计和实验等系列活动,指出他们设计的实验有的是达尔文等几代科学家在探讨生长素问题时所做过的经典实验,有的是学生独创出来的,是对经典实验的补充和完善,从而使学生体会到成功的喜悦,增强创新信心。
二、发掘科学史教育因素,培养科学态度和品质
1. 培养学生实事求是的科学态度。通过介绍科学家的故事感染和教育学生,能使学生从科学方法、科学精神以及科学态度等多方面获得启迪。实事求是对于学生来说是一种非常重要的品质,同时应当把对学生实事求是品质的培养渗透在生物教学中:如要求学生真实地报告和记录在实验中观察到的现象和数据,在实验设计时提醒学生选择的实验材料要容易获得,思路要明确,要有对照实验,实验完成之后要求学生实事求是写出实验报告等。
2. 培养学生的创新意识和团队合作精神。纵观科学理论发展,科学家们不仅具备严谨的科学态度还敢于向传统挑战。孟德尔通过实验研究,提出了“颗粒性遗传”的思想,这是对传统的遗传观念的挑战。萨顿观察减数分裂和研究孟德尔理论大胆提出“基因在染色体上”;德国的魏尔肖总结出“细胞通过分裂产生新细胞”施莱登和施旺所说的“新细胞从老细胞中产生”等等。合作意识也是科学态度的重要组成部分。如DNA分子结构的提出开创了多国科学家联手合作的先河。在教材中有调查媒体对生物科学技术发展的报道的要求,目的就是要培养学生初步学会收集和处理生物科学技术信息的方法和能力,笔者要求通过小组合作的形式完成以期培养学生团结合作的精神。
三、发掘科学史科研因素,掌握探究的技能和一般方法
摘 要:中学科学作为初中教育的重要课程之一,在整个初中阶段都非常重要。在中学科学教育中培养学生的科学素养,能够帮助学生从整体上认识科学与自然,使学生认识科学的本质与价值。本文重点分析了中学科学教学中如何培养学生的科学素养,并且制订相关对策。
关键词:中学科学;科学教学;科学素养
一、中学科学教学中培养学生科学素养的重要分析
提高中学生的科学素养是中学科学课程的主要教学目标之一,中学科学教学目标还包括科学能力与研究、科学知识与技能、科学态度与价值以及科学技术与社会的关系等,这些教学目标与科学素养的核心要求几乎完全一致,以此来推动新课改的执行和深入。所以,中学科学教师应该特别重视这门课程,并且将教学目标应用到教学过程中,快速提升中学生的科学素养。中学科学通过对学生素养的培养和提高,为中学生将来的成长与发展奠定坚实的基础,这是其课堂目标。提高学生的科学素养主要是培养其综合能力,包括查阅资料、工具使用、观察实验、归纳演绎和类比推理等能力,其核心是对学生创造能力与创新能力的培养。因此,中学科学教师在教学实践中,不仅需要向学生传授基本的科学知识,使学生掌握基本的科学技能,重点是加强对学生科学素养的培养和提升,包括科学意识、科学能力、科学品质和科学素质等。另外,中学生的科学素养培养需要漫长而艰巨的过程,中学科学教师只有在整个教学过程中重视对学生科学素养的培养,才有可能达到预期的教学效果。
二、中学科学教学中培养学生科学素养的有效途径
1.加强实验教学,培养学生科学意识
中学科学教学的基础是实验教学,特别是部分探究性实验,不仅能够增加科学课堂的趣味性,还能够在实验过程中激发学生的学习兴趣。例如:在物质的溶解性教学中,教师可以引导学生对不同物质的溶解性进行观察研究,钾钠铵盐这些物质溶解较快,而硫酸盐中只有硫酸钡、硫酸铅、硫酸钙不溶于水。参与实验操作,不仅可以让学生对科学知识进行探究和分析,还能够引发学生的学习兴趣,增加中学科学课堂的趣味性,对学生观察能力和实践能力的提升也有所帮助。中学科学教师在实验教学中发现,有的学生敢于尝试操作,而有的学生由于时间有限,找不到确切的答案。不过,不管实验结果怎么样,通过实验操作,学生对中学科学课程能够产生一定的兴趣,能够认识到理论与现实的距离,能够自主学习探究,培养科学意识和敢于创新的精神。
2.重视探究过程,培养学生科学能力
【摘要】科学素养又称科学素质,是指人在认识客观事物、参与社会的公共事务、个人决策的过程中所具备的科学知识、科学方法和科学观念。本文以“学生是学习的主人”为核心,重视基础知识与基本技能的教学,培养学生自主学习能力;重视科学研究的过程与方法,培养学生探究问题的能力;重视情感态度,培养学生的科学态度和科学精神;重视科学、技术与社会的关系,培养学生正确的科学价值观。
【关键词】自主学习 探究问题 科学态度 科学精神 学科学的价值观
科学素质的培养在新一轮课程改革中凸现出来,成为了课改的一大亮点。在科学课程改革实践中,要抓住这个机遇,在传授基础知识与训练基本技能的同时,更重要的是有意识地对学生进行科学素养的训练和培养。培养科学探究(过程、方法与能力),培养科学知识与技能,培养科学态度、情感与价值观,培养科学、技术与社会的关系,从不同侧面构成了学生的科学素养。
一、重视基础知识与基本技能的教学。培养学生自主学习能力
教师要把过去传授式教育变为指导式教育,针对不同的教学内容,帮助学生明确学习目的、任务、过程、方法、步骤等,学生能自己学会的可以通过自学或互助学习,难度较大的知识可以先让学生尝试着思考、讨论,然后教师再从中做适当的引导、启发。让学生自主地获得知识,主动地认识、学习和接受教育,达到理解教材,并将书本知识转变为能力并运用到实践活动中,达到以教为主变为以学为主。逐步提高学生自主学习能力。如在《二氧化碳的性质》教学中,教师可以设计一些相关的问题,让学生带着问题看书,通过自主学习解决比较简单的问题,然后让学生在实验室,自行设计、探索二氧化碳的物理性质和化学性质的实验。让学生分组边实验边讨论问题。如二氧化碳气体如何检验?刚抹过石灰浆的墙壁,升上碳火盆,墙壁反而更潮湿?是什么使紫色石蕊试液显红色?在讨论中要求学生设计实验探索。对问题讨论的结果由每个实验小组向老师汇报,老师要――加以评价。教师要对学生学习成果加以鼓励,让学生享受到自主学习成功的快乐。
二、重视科学研究的过程与方法。培养学生探究问题的能力
科学方法是指人们在从事科学研究的活动中所采用的途径、手段、方式,被称作知识的“知识”。
1 使学生在研究工作过程中产生兴趣
摘 要:我国公众科学素养与日益增长的经济需求极不相符,提高公众科学素养关键在于义务教育阶段的理科教育。本文从四个方面分析提高学生学生科学素养的有效途径:1.拓宽“学校、家庭、社会”三位一体的科学教育渠道2.建构基于STSE理念 的“科学素养”课程体系3.改变学科教学内容与教学方法4.开设HPS显性课程,提高教师科学素养。
关键词:中学生;科学素养
中图分类号:G632 文献标识码:A 文章编号:1002-7661(2012)14-056-03
国际权威的竞争力评价研究机构一瑞士国际管理发展学院(IMD)发表的《2000年世界竞争力年鉴》(WCY)中,将科学技术和国民素质列为国际竞争力要素之一。未来各级政府的任何与科学技术有关的政策没有相当比例公众的参与讨论,决策的科学化和民主化是无法实现的。2010年,第八次公民科学素养调查显示我国公民具备基本科学素养的比例为3.27%,美国在2000年已达17%。这与我们日益增长的经济需求极不相符,提高公众科学素养任重而道远。在多个国家调查结果的统计分析表明,决定公众科学素养的关键是中学的理科教学,尤其义务教育阶段是公众获得较好科学素养的时期。
在TIMSS调查问卷量表的基础上,我们运用探索性因素分析技术,编制出一套信度、效度较高的中学生科学素养调查问卷,然后对中学生科学素养水平的国际比较、影响因素的分析进行了探讨。研究结果表明:
(1)广州高中学生科学素养存在父母教育背景、学校类型的显著差异,学生的性别和家庭收入对科学素养影响不明显;(2)随着学校办学层次提高,中学生的科学素养呈现升高发展趋势,不同性别的中学生也呈现出与此类似的发展趋势;(3)中学生获取科学知识的途径主要来自课外,大众媒体是主要的传播途径;(4)广州市高中生科学素养总体高于国际平均水平,尤其理解复杂的信息,利用工具、常规步骤和科学过程,探索自然等方面表现突出,但在学科科学素养发展不平衡;
针对义务教育阶段结束后高一学生科学素养的现状,如何探索提高我国未来公民的科学素质,为不确定的将来做准备呢?美国对于TIMSS测量结果的回应可以给我们很多的启示,美国研究人员在对TIMSS信息作多侧面观察分析的同时,还分别从课堂、学校、政府、社会等四个层面,对美国中小学数学与科学教学及管理方面的缺陷作了鉴别与分析。面对在国际测评结果水平不高的现实,美国设立了“国家科学教育标准”。除了规定“科学内容”以外,还规定了科学教学标准、科学教师专业发展标准、科学教育评价标准、科学课程标准和科学教育体制标准等,为提高公民素养提供统一的培养标准。
一、拓宽“学校、家庭、社会”三位一体的科学教育渠道
摘要:随着素质教育的全面展开,积极实施素质教学策略,已然成为各阶段、各学科教学的改革方向。小学科学教学中培养学生科学素养即是素质教育改革要求之一,于其教学实际中自然也应该积极运用科学教学策略,从而有效培养学生科学素养
关键词:小学科学;科学素养;创新
引言
现目前,我国素质教育正处于蓬勃发展的重要时期,素质教育观念已然深入人心。小学科学教育也应积极契合时展趋势,积极展开素质教育改革,并有效落实科学素养培养工作。为实现上述目标,首先就应该牢牢把握素质教育核心价值,树立科学教育核心思想,从而探寻小学科学教学与素质教育的契合点,并以此为基点全面展开科素养培养措施。其次是努力推行创新教育,以创新促发展,以发展反哺创新教育事业,从而形成良好的小学科学教学生态,为学生科学素养的形成提供条件;最后则是应该加强实践教学,促使学生动手、动脑不断提升实践探究能力,为学生科学素养的形成增添动力。下文,我们将结合小学科学教学实际情况进行论述培养学生科学素养的有关策略。
1转变观念,明确方向
小学科学课程是一门以培养学生科学素养为宗旨的科学启蒙课程,其也是一门操作性、实践性、创造性很强的学科。鉴此,在教学实际中,教师则应该积极改变教学手法,从而有效激发学生学生主观能动性,并切实有效培养学生科学素养。据实际而言,教学观念是决定教学行为的关键因素,科学的教育观念则无疑是提升教学质量的前提条件。鉴此小学思品课若欲有效培养学生科学素养,那么首先就应该转变传统固化的教育思想。譬如首先是积极矫正师本位教育思想,帮助思品教师跳出“唱独角戏”的教学窠臼,并有效引导学生积极参与教学;其次是改正程式化的教学思想,即改变固化的教学流程及模式,应结合教学内容、学生认识特点、科学技术等元素,有效创设充满活力的课堂;最后,树立“弟子不必不如师,师不必贤与弟子”科学思想,充分肯定学生的创造能力、创新能力,从而为学生科学素养的培养奠定基础。
2活用教材,培养学生学习兴趣
科学的教育应该实现寓教于乐的基本要求,要有效激发学生学习兴趣,调动起主观能动性。那么小心科学教学中,为有效培养学生科学素养,则也应该在保证学生主观能动性较高的前提下,促使学生探究创造。要想实现上述目标,就应该实现“三让要求”,即让学生动起来、让学生思维活起来、让教学效率高起来。让学生动起来核心要求是,有效引导学生在教学实际中动口、动手;让学生思维活起来的教学要求是,教师在教学中要适当留白,从而给予学生思考的机会;让教学效率高起来的具体要求是,教师要积极整合教学资源、合理运用教学时间及策略,从而提升教学效率。然而教学实际中实现三让教学要求的关键又在于激发学生学习兴趣。那么在教学实际中,教师则应该活用教材,即选取学生感兴趣的元素,从而激发学习兴趣。譬如在“食物链”知识教学实际中,学生通过阅读思考便不难理清不同食物链的捕食关系(如花被蝴蝶吃,蝴蝶被青蛙吃,青蛙被蛇吃,蛇被鹰吃)。然而为培养学生科学素养,教师则还需采取科学措施激发学生学习兴趣,引导其踊跃的求索。那么在教学中,教师则可以适当的引入拓展性问题,如鹰多了之后,其他生活的数量会发生什么变化?同理人类作为食物链顶端的生物,如果人类肆意捕杀野生动物,这将会对自然带来什么样的影响。通过这样的问题,便能够引导学生多元化思考,并助益学生发散性思维的形成,从而有效增强学生创造性思维能力,培养学生的科学素养。
[摘要]随着新《义务教育法》的颁布实施和新一轮课程改革的逐步深入,我们国家对中小学生的人文素养和科学精神的培养也越来越重视。学校的科学教育存在误区,认为只是科学课的事。在学科教学中进行科学素养的培养,有着广阔的天地。只有加强学校科学文化的营造、整合课程目标、实现一个素材多种功效、鼓励学生实践探索,才能形成有效提高小学生的科学素养的合力。
[关键词]科学 素养 学科 实践 探索
随着新《义务教育法》的颁布实施和新一轮课程改革的逐步深入,我们国家对中小学生的人文素养和科学精神的培养也越来越重视。
科学教育,反映了时代前进的需要、人类的新觉醒。韦钰院士说:“在科学能力的建设中,最基础、最具战略性的任务是全民科学素养的提高,特别是5~18岁青少年的科学教育。”小学教育必须进行科学教育的启蒙,学生必须具备基本的科学素养。学生科学素养的培养不仅仅在科学课中,也不能只依靠科技活动,也要在学科教学中进行培养,形成提高学生科学素养的合力。
一、学科教学中,培养学生科学素养存在的问题
1 教师不明白什么是科学素养,也就不知道从何培养
关于科学素养,目前,逐渐被国际社会所认同的是国际公众科学素养促进中心主任、美国芝加哥科学院副院长米勒教授的建议,他认为,公众的科学素养,至少应该包含3个方面的内容:对科学术语及基本概念的基本了解、对科学研究过程的基本了解、对科学对社会影响的基本了解。以前,我们对科学素养的内涵没有搞清楚,以为只有科学知识,而科学知识和学科知识处在同一个平面中,似乎很难找到。或在每个课时中能找到,在进行“学科教学中渗透科学素养”的研究课中,教师也就自然选择那种本身就包含科学内容的学科教材了,在学科教学中自然地有了科学的东西。我们一直在思考。在多数的课堂中,还有科学素养的培养吗?当教师明白了什么是科学素养后,他能反思到自己在很多课堂教学中,都不自觉地进行了科学素养的培养,很大一部分是已经“走到科学素养的门口”却没能走进去一赏“满园春色”。要使科学素养教育成为教师的自觉行为,教师不仅要深感对学生进行科学素养教育的社会责任,更要清醒地认识什么是科学素养。
2 严重的学科本位,阻碍了科学素养的培养
一、科学的学习方法是培养学生科学素养的手段
在化学教学中,教师可以采用条理性的教学来训练学生的学习方法:阅读教材与相关资料;分析研究并设计实验;操作实验,得出相关的现象和数据;整理分析得出结论.通过系统的学习,让学生了解科学研究方法,培养学生的科学素养.例如,在讲解离子反应时,演示实验:比较电解质溶液的导电能力.这个实验对电解质、非电解质、强电解质和弱电解质的理解起到非常重要的作用.首先可以让学生通过阅读课本,对这些概念有一个初步了解,然后通过讨论来设计实验进行验证,经过讨论可以选择浓度为0.1mol/L的NaOH、HCl、NaCl、CH3COOH、NH3•H2O溶液,让学生画出装置图,给学生留一些空间思索实验的完整性和严密性,然后进行实验,并观察灯泡亮度来确定不同溶液的导电能力,经过讨论得出结论,从而很好地区分强弱电解质的不同,其实是电离程度的不同.通过实验,让学生学习了探究未知知识的一般方法,逐渐地寻找一种适合自己的学习方法,为培养科学素养打下基础.
二、灵活的科学能力是培养学生科学素养的核心
科学能力是培养学生科学素养的核心,这种能力包括自我组织能力、思维能力、实验操作能力、观察能力和创性能力,学生能够找到新旧知识的结合点,对于学科的新知识具有一定的探究能力.教师可以通过化学实验,充分地将课本理论与各种能力结合起来,让学生在具体的实验设计和操作中,体会开拓创新带来的乐趣,并不断意识到自身的不足,主动积极地锻炼科学能力,提高自己的综合水平.例如,在制备Fe(OH)2的实验中,先让学生观察课本演示实验,明确注意事项,然后自己动手实验.通过实验知道,Fe(OH)2白色沉淀不稳定,易被空气中氧气氧化成红褐色Fe(OH)3,在制取Fe(OH)2时要排除氧气的干扰.学生通过思考,在溶液上面加少量植物油隔绝空气,或者利用电化学原理制备Fe(OH)2.这样,能够培养学生的创新能力.
三、良好的学科品质是培养学生科学素养的升华
良好的科学品质是学生科学素养的升华.只有具备了良好的科学品质,才能在探索未知世界的道路上坚持不懈、勇于创新,为科学的发展作出贡献.这就要求教师在教学中,结合课本中的一些伟人事迹和有趣实验,来培养学生的科学兴趣;通过对基础知识探究和研究,来培养学生的科学意识;通过性质验证的实验设计,来培养学生严谨的科学态度.教师要用辩证的唯物主义世界观来引导学生,让学生充分认识到科学领域是严肃的、客观的,从而磨练学生的意志,培养学生坚忍不拔的性格.
总之,化学是一门以实验为基础的自然科学,理综化学实验试题依托教材,契合课标,取材真实,角度广泛,体现科学探究过程,呈现形式简洁,对考点考查体现外平内实,稳中有新.部分试题通过图形、图表呈现,着重考查了考生吸收、整合化学信息的能力及分析问题和解决化学问题的能力.在高中化学教学过程中,教师只要注重过程与方法,注重教学设计,不断探索创新,充分结合学生和学科特点,探讨适合学生的课堂教学理论,就能适应高考,就能全面地提高学生的科学素养。
作者:张金星单位:甘肃临洮县第三中学
摘要本文根据具体的情况,简单的介绍了在化学实验中,如何来培养学生的科学素养,希望能为我国的教育改革出一份力。
关键词化学实验科学素养培养
21世纪,是一个高科技空前密集的时代。科学技术是第一生产力,人才是第一资源。科技与人才正在成为经济社会发展的决定性因素,成为人类进步的巨大动力。这些使我们越来越深切地感受到了知识经济和科学技术革命正在影响并推动着时展的进程。科技革命要求现代人具有一定的科技素养,能够掌握当代科技的最新成果,知晓当代科技的基本原理,懂得现代化生产、生活的各种模式、方法,合理地享用现代文明的优秀成果。不具备一定的科学素养就算不上是一个健全、合格的现代人,更不可能实现自身的可持续发展。低科学素养的公众群体不仅无法承担本国日益发展的经济建设,而且将会在将来的国际竟争中处于劣势[1]。因此,培养学生的科学素养是一个关系到国计民生的大问题。我们可以从下面几个方面着手。
1加强化学实验教学
化学是一门以实验为基础的学科,做好化学实验有利于帮助学生掌握科学知识,有利于培养学生创新思维能力,有利于培育学生科学素养。具体可以按以下几个方面来进行。
1.1转变实验教学观念,培养学生掌握科学的研究方法
知识靠自己的思维得来时才是自己的知识。因此,化学教学应该是化学活动的教学而不应是化学活动结果的教学,重要的不是结论而是认知过程。以实验为基础是化学教学最基本的特征之一[2]。从实验现象到某一化学概念、规律的形成需要一个过程,在这个过程中,教师不仅要重视教给学生如何通过实验现象或结果的分析形成概念或规律,而且还要教给学生如何进一步深入理解概念或规律形成的思路和方法。传统的实验教学目的是“重结论”,而不是将实验作为“再发现”的过程[3],视为知识的形成过程。由此,学生只是机械地接受知识,不利于学生掌握科学的研究方法。因此,应转变观念,建立以实验教学为基础的化学教学观,充分挖掘化学实验的教学潜能,为实施素质教育创造条件,营造一个良好的化学实验教学环境。
1.2改革演示实验
一、公民科学素养的含义
乔治??梅森大学物理系的JamesTrefil教授给出的定义为:“如果一个人有足够的科学背景,以应付其日常生活中所涉事物的科学成份,则他或她就具备科学素养。”[6]由于我国城乡差别极大,人们的受教育程度、生产和生活方式差别很大,人们的“日常生活”很不相同,其中关注的自然科学问题也有相当的差别。科学素养是文化素养的一个部分,而后者可以形象地比作一个庞大的知识母体(alargematrixofknowledge)。此知识母体具有马太效应,基础越好就越容易增添新内容,基础越不好就越不容易补充新内容。这里“知识”一词要做广义的理解,包括事实、术语、方法、技能、观念、哲学、历史等等,并且它们彼此紧密交叉、处于动态发展过程之中。于是,“科学素养由一系列事实、概念、历史、哲学和观念组成,它们彼此通过逻辑纽带联系在一起。有科学素养的人关于宇宙运行的方式知道一些基本的事实,也在一定程度上了解科学家是如何得到那些知识的。有科学素养的人能够处理进入他或她视野中的科学和技术事务,就如同他或她应付经济、法律或政府事务一样熟练。注意,在此科学素养定义中,我没有包括做科学(doscience)的能力。当我去听一场音乐会,我不希望在前厅中被拦住并被要求展示对小提琴具有精湛技巧,方能进入音乐大厅。同样我认为不应当要求人们会做科学,方能算作具备科学素养。”[6]
科学素养与科普、科学传播(SC)及科学教育关系甚密,近些年国内许多部门都不断地谈起这个概念。我国从20世纪90年代从美国引入并开展公众科学素养调查,到目前为止已于1992,1994,1996,2001,2003共5次开展公众(18~69岁)科学素养的全国性调查。5次调查均由中国科普研究所等单位组织实施,功劳巨大。
1992年米勒在《公众理解科学》杂志第1卷第1期上著文《通向对“公众理解科学技术”的一种科学理解》,较全面地总结了此前10多年的研究进展[7,8],当时他为国际科学素养促进中心的主任,此中心隶属于芝加哥科学院。米勒指出,对公众理解科学的经验研究始于1957年由美国科学作家协会(NASW)和洛克菲勒基金会资助的一次全美成人调查。此调查的目的是想了解科学写作的读者规模及需求,样本为1900个美国成人,问卷中只有一小部分内容涉及科学技术问题。1972年,美国科学委员会(NationalScienceBoard)决定出版双年度《科学指标》(ScienceIndicators,后来名称略有改变,加上了“工程”,成了科学与工程指标),以反映美国的科技状况,其中有一章是关于公众对科技的态度的,并在全国实施了问卷调查。1972,1974,1976年的《科学指标》所开展的研究属于第一阶段。米勒讲,这一阶段被认为没有很好地利用社会科学方面的资源。美国国家科学基金会(NSF)开始征集新方案,米勒与普莱维特(KennethPrewitt)拟定的一项建议被选中,于是开启了《科学指标》系列出版物的第二阶段的研究工作。1979年的《科学指标》具体反映了新阶段的调查设计。正是在1979年的研究中米勒第一次实施了他所拟定的科学素养问卷调查,他把科学素养定义为一种三维建构物,具体包括:(1)科学术语和科学概念的基本词汇;(2)对科学过程的理解;(3)知道科学和技术对个体和对社会的影响。[6]实际上这一指标骨架依据的是米勒于1983年发表在《代达罗斯》(Daedalus)杂志上的文章《科学素养:概念评论与经验评论》。
1985,1988,1990,2000年上述三维测度方案又有所修订。1988年英国的调查研究采用了米勒的体系,1989年加拿大的研究、1989年欧盟的研究及1990年新西兰的研究,均采用米勒的三维体系。
20世纪90年代后,米勒的体系进一步流传,同时多国的比较研究方兴未艾,针对特殊群体的科学素养调查研究也纷纷开展起来,如针对在校某一年龄段学生的调查研究。
到了2000年,联合国经济合作与发展组织(OECD)启动了著名的PISA项目(三个一轮:2000年,2003年,2006年。现在2003年的报告已经出版),32个国家(其中28个是OECD成员国)共有25万学生参与了科学素养调查(另有13个国家准备加入,我们不知道为什么如此重视科教的中国反而不加入),有趣的是年龄一律限定在15岁。为什么选在15岁呢?因为对于多数OECD成员国,15岁的学生马上就要结束义务教育了,选择这个时期进行测试能够对义务教育的效果进行有效评估。PISA测试范围较广,包括3大类:阅读素养、数学素养和自然科学素养。其中只有后者与米勒的测试有直接关系。
PISA科学素养测试仍然采用了与米勒类似的三维结构体系,但阐述得更为清楚。PISA报告指出:科学素养是指,在科学技术极大地影响着人们的生活的条件下,科学地思考问题的能力。这种素养包括理解科学概念并运用科学观念的能力[7]。