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摘 要:在科学课程中进行科学本质的教育是现代科学教育的核心目标之一。我们可以通过设置综合性科学课程、在科学教学中渗透科学史、采用探究式教学模式和利用科学故事等策略实施科学的本质教育,以便更好地完成科学本质教育的任务。
关键词:科学本质 科学本质教育 策略
科学的本质是近年来世界范围内科学教育改革所关注的热点问题之一。1996年美国国家科学院颁布的“美国国家课程标准”明确指出,理解科学的本质是科学素养的重要组成部分。我国新颁布的《科学(7～9年级)课程标准》中也提到,“通过科学教育使学生逐步领会科学的本质”。因此,科学教师有必要在科学教育中促进学生对科学本质的了解,以达到科学教育的目标。
一、科学的本质
从词源学上看,“科学”(science)一词来源于拉丁文中的scientia,意思是知识、求知。
Lederman(2002)提出,科学知识不是绝对的真理,没有唯一而万能的科学研究方法。
我国学者郭湛在《中国大百科全书·哲学》中认为:“科学是以范畴、定理、定律形式反映现实世界中多种现象的本质和运动规律的知识体系。”
从上面的表述看到,由于认识的角度不同,人们对“科学的本质”的认识也是不同的。笔者认为:科学的本质应是系统的知识体系与科学探究活动的统一,它包含科学知识与能力、科学过程与方法、科学态度与精神等基本要素,既具有客观性、精确性,又具有合理性、真理性。
二、科学教育中加强科学本质教育的策略
科学本质教育一直是我国科学教育的一个薄弱环节,为强化科学本质的教育,提升学生的科学素养,我们应积极采取相应的策略来实施科学本质的教育。
(一)采取设置综合性科学课程的策略
国内外科学教育的实践表明,在中学阶段设置融合科学本质内容的综合性科学课程是加强科学本质教育的基本途径。目前,浙江省率先尝试开设了综合性科学课程,为达成《科学(7~9年级)课程标准》所规定的科学探究,科学知识和技能,科学态度、情感价值观,对科学、技术与社会之间关系的理解的四个目标,在教材设计上,力求实现从知识本位走向知识、过程和文化的统一;从学科本位走向科学本质和教育本质的统一,打破了学科的界限。这样既加强了学生的基础性学力,又提高了学生的发展性学力和创造性学力,使学生真正领悟科学的本质。
(二)采取探究式教学策略
探究教学模式是指学生在教师的指导下,采用科学研究的方式进行的一种教学活动。它实际上是科学研究过程的简略的“重演”,让学生运用类似科学家工作的方式来获取知识。实践表明,采用探究教学模式,让学生像科学家那样,经过发现问题、提出问题、探索问题和解决问题的过程,学生就会像科学家那样,从经历科学研究中的痛苦、茫然、焦虑与挫折到体验惊奇、激动、顿悟、充实与兴奋,从而认识和领悟科学的探究本质。
(三)教学中采取融入科学史的策略
科学是一个永无止境的探究活动,而科学史则能更加真实地反映出科学家的学术生涯和科学的演变过程。因此,用历史的观点进行科学教学,把科学成果的发现过程展现为历史的过程,让学生在特定的历史背景下能更准确地领悟科学的本质。如《原子的结构模型》教学:汤姆生提出的葡萄干面包模型—卢瑟福提出的原子核式结构模型—波尔提出的分层模型—现代科学家提出的电子云模型,这个过程能让学生了解科学知识的建立是一个长期的、经过许多人艰苦探索、不断修正和完善的过程。
(四)利用科学故事的教学策略
某些科学知识对学生来讲比较枯燥,理解起来也有些困难,若以科学故事的形式进行教学,则不仅能够提高学生的学习兴趣,还可以帮助学生了解科学研究的具体方法。
这里借助Catherine Milne对科学故事进行了分类,大致分四类:
1.科学英雄的故事:主要讲述某位科学家为科学发展作出了巨大贡献,如爱因斯坦与相对论的故事。
2.科学发现的故事:主要讲述某些意外事故的发生揭开了某些科学知识的神秘面纱,如魏格纳在病床上意外地受到了大西洋两岸海陆轮廓吻合性的启发,于1912年提出了“大陆漂移学说”。
3.科学公示的故事:某些科学现象及其作用为人们所熟知,但一直没有得到概括、提炼,直到某科学家提炼出了相关的科学概念,如食物链、重力、湿度等概念。
4.受政治影响的科学:主要讲述不同国度、种族、文化、宗教等背景的人为科学事业做出的贡献,如伽利略、牛顿等。
另外,还可以利用科学史中的科学失误进行教育。因为不是所有的科学活动都能造福人类,某些不慎重的科学研究和成果会给社会带来一些灾难性的后果。如DDT的使用、物种入侵现象等。可以利用这些科学史上的反例,加深他们对科学本质,尤其是科学事业的理解,培养学生严谨缜密的科学思维、批判性思维及强烈的社会责任意识。
三、几个值得注意的问题
研究表明,教师对科学本质的认识程度,比其拥有科学知识的多少更能直接影响教学水平和教学效果。因此,教师在进行科学本质教育时,应以具体教学行为为载体,并尽可能使用“观察”“推论”“猜测”“可能”“支持”等话语。
综上所述,科学就其本质来讲,实际上是人类对所观察或认识到的自然现象进行合理解释或说明的过程,它是一个不断发展和自我矫正的探究过程。所以,正确理解科学本质对确立科学教育的指导思想、目标、教学策略等都具有重要的意义。
参考文献:
[1]美国国家研究理事会编著,戢守志等译.美国国家科学教育标准.北京:科学技术文献出版社,1999年中文版.1～28.
[2]Lederman N G, et. Al. View of nature of science questionnaire. Journal of research in science teaching. 2002.39(6): 49～521.
作者单位:浙江省临海五中
关键词:科学本质 科学本质教育 策略
科学的本质是近年来世界范围内科学教育改革所关注的热点问题之一。1996年美国国家科学院颁布的“美国国家课程标准”明确指出,理解科学的本质是科学素养的重要组成部分。我国新颁布的《科学(7～9年级)课程标准》中也提到,“通过科学教育使学生逐步领会科学的本质”。因此,科学教师有必要在科学教育中促进学生对科学本质的了解,以达到科学教育的目标。
一、科学的本质
从词源学上看,“科学”(science)一词来源于拉丁文中的scientia,意思是知识、求知。
Lederman(2002)提出,科学知识不是绝对的真理,没有唯一而万能的科学研究方法。
我国学者郭湛在《中国大百科全书·哲学》中认为:“科学是以范畴、定理、定律形式反映现实世界中多种现象的本质和运动规律的知识体系。”
从上面的表述看到,由于认识的角度不同,人们对“科学的本质”的认识也是不同的。笔者认为:科学的本质应是系统的知识体系与科学探究活动的统一,它包含科学知识与能力、科学过程与方法、科学态度与精神等基本要素,既具有客观性、精确性,又具有合理性、真理性。
二、科学教育中加强科学本质教育的策略
科学本质教育一直是我国科学教育的一个薄弱环节,为强化科学本质的教育,提升学生的科学素养,我们应积极采取相应的策略来实施科学本质的教育。
(一)采取设置综合性科学课程的策略
国内外科学教育的实践表明,在中学阶段设置融合科学本质内容的综合性科学课程是加强科学本质教育的基本途径。目前,浙江省率先尝试开设了综合性科学课程,为达成《科学(7~9年级)课程标准》所规定的科学探究,科学知识和技能,科学态度、情感价值观,对科学、技术与社会之间关系的理解的四个目标,在教材设计上,力求实现从知识本位走向知识、过程和文化的统一;从学科本位走向科学本质和教育本质的统一,打破了学科的界限。这样既加强了学生的基础性学力,又提高了学生的发展性学力和创造性学力,使学生真正领悟科学的本质。
(二)采取探究式教学策略
探究教学模式是指学生在教师的指导下,采用科学研究的方式进行的一种教学活动。它实际上是科学研究过程的简略的“重演”,让学生运用类似科学家工作的方式来获取知识。实践表明,采用探究教学模式,让学生像科学家那样,经过发现问题、提出问题、探索问题和解决问题的过程,学生就会像科学家那样,从经历科学研究中的痛苦、茫然、焦虑与挫折到体验惊奇、激动、顿悟、充实与兴奋,从而认识和领悟科学的探究本质。
(三)教学中采取融入科学史的策略
科学是一个永无止境的探究活动,而科学史则能更加真实地反映出科学家的学术生涯和科学的演变过程。因此,用历史的观点进行科学教学,把科学成果的发现过程展现为历史的过程,让学生在特定的历史背景下能更准确地领悟科学的本质。如《原子的结构模型》教学:汤姆生提出的葡萄干面包模型—卢瑟福提出的原子核式结构模型—波尔提出的分层模型—现代科学家提出的电子云模型,这个过程能让学生了解科学知识的建立是一个长期的、经过许多人艰苦探索、不断修正和完善的过程。
(四)利用科学故事的教学策略
某些科学知识对学生来讲比较枯燥,理解起来也有些困难,若以科学故事的形式进行教学,则不仅能够提高学生的学习兴趣,还可以帮助学生了解科学研究的具体方法。
这里借助Catherine Milne对科学故事进行了分类,大致分四类:
1.科学英雄的故事:主要讲述某位科学家为科学发展作出了巨大贡献,如爱因斯坦与相对论的故事。
2.科学发现的故事:主要讲述某些意外事故的发生揭开了某些科学知识的神秘面纱,如魏格纳在病床上意外地受到了大西洋两岸海陆轮廓吻合性的启发,于1912年提出了“大陆漂移学说”。
3.科学公示的故事:某些科学现象及其作用为人们所熟知,但一直没有得到概括、提炼,直到某科学家提炼出了相关的科学概念,如食物链、重力、湿度等概念。
4.受政治影响的科学:主要讲述不同国度、种族、文化、宗教等背景的人为科学事业做出的贡献,如伽利略、牛顿等。
另外,还可以利用科学史中的科学失误进行教育。因为不是所有的科学活动都能造福人类,某些不慎重的科学研究和成果会给社会带来一些灾难性的后果。如DDT的使用、物种入侵现象等。可以利用这些科学史上的反例,加深他们对科学本质,尤其是科学事业的理解,培养学生严谨缜密的科学思维、批判性思维及强烈的社会责任意识。
三、几个值得注意的问题
研究表明,教师对科学本质的认识程度,比其拥有科学知识的多少更能直接影响教学水平和教学效果。因此,教师在进行科学本质教育时,应以具体教学行为为载体,并尽可能使用“观察”“推论”“猜测”“可能”“支持”等话语。
综上所述,科学就其本质来讲,实际上是人类对所观察或认识到的自然现象进行合理解释或说明的过程,它是一个不断发展和自我矫正的探究过程。所以,正确理解科学本质对确立科学教育的指导思想、目标、教学策略等都具有重要的意义。
参考文献:
[1]美国国家研究理事会编著,戢守志等译.美国国家科学教育标准.北京:科学技术文献出版社,1999年中文版.1～28.
[2]Lederman N G, et. Al. View of nature of science questionnaire. Journal of research in science teaching. 2002.39(6): 49～521.
作者单位:浙江省临海五中