专题1--科学课要体现科学的本质

专题1科学课要体现科学的本质【主题内涵】科学课程标准提出，科学教育要注重培养学生良好的科学素养，使学生逐步领会科学的本质。但是课程标准并没有对科学的本质进行进一步的阐释，以前的自然教学也没有提出让学生领会科学的本质。那么科学的本质究竟是什么？为什么科学教育十分重视学生理解科学本质？这里涉及到人们对科学的认识，对科学课程的认识问题。自19世纪初期科学开始在学校课程中取得一席之地以来，人们一直希望学生不仅要学会科学的知识与技能，掌握科学的方法，而且要通过科学的学习，内化科学精神，形成科学价值观，懂得和欣赏科学的本质，是科学教育对个人的文化品质和生活质量产生有益的影响。到现在，科学作为一种文化现象，已经得到很多学者的认可。邦格认为，科学文化是当今最先进的文化现象。因此让学生在科学学习中领悟科学的本质，就是接受科学文化的熏陶，接受当今最先进的、没有国界的文化，意义十分深远！科学课脱胎于自然课，而又有所发展，是站在自然（常识）的肩膀上发展起来的。《科学》是一门新的课程，因而就提出了新的要求，其中对科学本身的认识是科学教育的重要内容，也是《科学》不同于《自然》的新的特点，即这一学科的教学过程中要体现科学的本质，要体现科学是一种文化现象的特点，课程标准用“科学素养”这个词来表述。对科学的本质界定，有不少不同的理解，不过一致认同的有这样三点：一、科学是一种实证的系统。既然科学是实证的，它就可以通过证实的、证伪的方法来得出结果，而且可以重复多次，是可检验的。第二、科学的结论是符合逻辑的，我们可以通过推理的方法得出结论。第三，科学的结论是有局限性的，随着时间的发展，其结论也是可发展的。科学作为一种文化现象，其特质着重反映在科学家的身上，比如说求实的精神;理性的精神，对客观世界的尊重;以及在此基础上形成的民主意识；探索的精神等等。我们小学科学课在以下三个方面体现了这些特点：一个是培养孩子的实证意识；这种实证意识可以用多种方式培养；第二个是他们的思考符合逻辑；第三是培养学生的质疑精神。实证意识：即科学是讲求证据的，科学的结论可以经得起证实，也经得起证伪。实证意识既是思想文化的一种形式，也是科学方法论的重要内容。逻辑思维：即科学都是符合逻辑的，科学的结论及经得起实证的检验，也经得起逻辑的检验。质疑精神：即科学是没有尽头的，在不断的质疑过程中向前发展。在探索的过程中，有的老师对科学课程的理解比较到位，教学中能够自觉地体现科学的课要求；有的老师还停留在原来的认识高度上，往往在教学中忽略了科学课的特点，停留在自然课的基础上。【案例描述与评析】这是一位老师在教学过程中所采取的策略，具体到一节课、一个环节怎样处理，怎样体现可学科的意味，怎样由意识的渗透对科学本质的理解，课堂教学中有许多生动的例子，也有许多有效的策略。《各种各样的叶》中关于是不是同一种叶的讨论：老师拿出两片叶子，并要求学生找出这两片叶子的相同之处。有的学生小组找到七个相同点，有的小组找到九个相同点，因而得出结论：它们是相同的叶子。接着老师又拿出两片树叶，让学生比较它们是不是同一种叶子并要求说出理由。结果一个小组找出了8个不同点，说明这两张叶子不是同一种树的叶子。)随后，老师又拿出两片叶子，看似差不多，却又不一样，问：“大家说是不是同一种树叶”？学生有的说是有的说不是，都有自己的说法，也都有支持自己的证据，谁也说服不了谁。怎么办？最后老师拿出了整个树枝，可以看出上面的树叶是有变化的，学生明白了，原来是同一种树叶！找相同点和不同点，其实就是找证据，证据意识是实证意识的重要方面，这是在操作的过程中渗透了证据意识。让学生在找相同点和不同点的过程中，对证据增加认识。(这时拿出的整条树枝是什么？是最有力的证据！最重要的证据！也就是告诉学生，证据有重要和次要之分，有最强烈的证据，也有一般的证据。这无疑进一步加强了学生的证据意识。把证据意识作为训练学生实证意识的重要方面来展开，这是这节课所表现出来的操作策略。在我们的社会里，许多情况下，根本不讲证据，只讲权威。这是从小教育的结果。现在如果就开始不断进行实证意识的训练，那么学生的科学素养将会不断得到增强，对人的发展和社会的发展产生极大的影响。能体现逻辑思维的科学课，最明显的是教科版《马铃薯在水中是沉还是浮》这一课。在作者所听过的十多节课中，都反映出同样的问题。桌子上放着两盆液体，老师出示两个马铃薯，分别放到盆子里。马铃薯在一盆液体里沉，另一盆液体里浮。交换马铃薯，再分别放入盆中，在刚才沉的盆子里，马铃薯还是沉，浮的还是浮。把两个马铃薯放入其中一个盆中，都浮起来了，放入另外一个盆中，马铃薯都沉下去了。这时候学生说：“噫，这个水是怎么回事？”有的就说：“老师，浮的一盆水是盐水！”听一个学生这样说，好多学生都会跟着认为是盐水。这时大多数老师都会说：“好！真聪明！告诉大家，老师在课前确实放了盐。”接下来老师又问：“这是盐水吗？怎么来验证呢？”学生会说：“烧一烧就烧出盐来了。”接着学生动手实验，按照教材的方法烧盐水，结果真的烧出了白色的粉末，学生都认为这就是盐！证明了使马铃薯浮起来的液体就是盐水。老师又问：还有什么方法证明这盆水是盐水？学生思考之后说：做一杯盐水试试看。于是，分小组做盐水使马铃薯浮起来的实验，最后试验成功了，学生十分开心。像这样的过程充满探索性，孩子们很有兴趣，学习积极性很大，一堂课上下来也很顺。我们很多老师差不多就是这样操作，效果很好！得到大家认可。那么，有没有更好的教法呢？在另外的课堂上，有一位老师也上了这一课。当学生说盆里的水是盐水时，老师问：“你能确定老师的一杯水肯定是盐水吗？”这个提问引起了学生的思考，有一些学生就说不敢确定。老师说，如果不能确定这杯水是不是盐水，那么我们怎么办？有的学生说：我们来把水烧干，有的学生说做一杯盐水试试看。同样是烧液体，同样也是做盐水使马铃薯浮起来的实验，这次的实验是探索性的实验，前面是验证性的实验。对学生来说是验证和探索的区别，也是不同思维的结果。把调羹里的盐水烧干后，出现了白色的粉末，好像是盐，可学生不敢确定是不是盐。做了盐水使马铃薯浮起来的实验之后，学生说那肯定是盐水！老师说：你们怎么肯定呀？老师提供糖、味精，把它们溶解在水中，放入马铃薯。学生做了，溶解了糖的水也能使马铃薯浮起来，溶了味精的溶液也能使它浮起来。这时候老师问：刚才老师的这杯水到底是什么水？学生说：可能是糖水，可能是盐水，可能是味精水，还有些小组说可能是三种水混合在一起！还有的学生说，现在反而不知道了！在这个过程中，科学的本质、这个推理的过程、这个证实的过程、这个质疑的过程都隐含着这个“是不是盐水？”的活动当中。“不能确定”才是真正的科学结论！谁能确定呀？学生说的可能是盐水可能是糖水这个结论，是一个真正属于他们研究之后的结论，真正符合逻辑推理之后得到的结论。这样的课就体现了我们科学课对科学本质的追求，也体现了科学课和自然课的区别。还有一位老师是这样处理的，课快结束了，老师问：既然你们认为这杯水不能确定是盐水，那么让马铃薯沉的那杯水又是什么水呢？学生一愣，过了一会儿说：也确定不了，因为使马铃薯沉下去的这杯水有可能是清水，也有可能是淡盐水，也有可能是其它淡淡的水，浓度不够浮不起来。下课了，几个学生追着老师问：老师，这究竟是什么水呀？老师的提问相当有深意，对科学的认识过程和科学的本质把握的非常到位。促使学生进一步思考，发展了学生的逻辑思维能力和思考方式，这是好课给我们的启示。学生有强烈的求知欲，他们会打破沙锅问到底，想了解最初的一盆水究竟是什么水，那么老师能不能把盐水的秘密告诉学生呢？不告诉，对孩子的印象十分深刻。搞了半天，找了那么多证据居然还是确定不了！告诉他们，满足了学生的好奇心和求知欲，下一次孩子还会更加积极的投入到你的课当中来。如果要告诉学生其中的秘密，那么首先得让他们承认自己在做了这么多实验后还确定不了，才能告诉他们。所以说，自然课（常识课）怎样向科学课发展？里边有好多文章可以作，这个文章做在哪里？就做在我们的课堂里！实际的操作层面上！它不仅仅是换了标准！不是把我们的原来的指导纲要换成了标准了，也不仅仅是换了课本！今天我用常识书教学，明天用科学书教学，就一定是科学课了吗？不一定！恐怕只换一下课本是不够的。关键是老师在认识上向前迈进一步！关键是老师对科学、对教育、对学生有一个新的认识！这样我们才能真正跨出这一步。质疑精神的培养，渗透在教育的任何时候。其实，只要教师留心，课堂的细小地方，都可以保护学生的天生的求知欲和质疑精神，如果我们的老师没有这样的意识，就很难培养起学生的指已经深了。上《奇妙的指纹》一课的时候。学生在研究了指纹以后，最多的汇报往往是：“老师！我们的研究结果认为每个人的指纹都不一样!”大多数的老师都这样说：“研究得很好！”没错！指纹确实不一样——指纹可以作为识别系统，指纹可以破案，利用指纹可以做好多好多事，因为每个人的指纹都不一样。这是已有的结论，这是科学家们研究的结果，可小孩子们直接把它拿过来并作为今天研究的结果，这样的表述是否合适呢？有个老师就问：“真的吗？是你们刚才的观察到的吗？”这个问题问得好，提醒学生关注真实的观察研究，不能把已有的知识经验混同于真实的观察研究，这是尊重事实的表现，实事求是的精神。有一次听课时，有个学生这样汇报：“我们研究的结果是每个人的指纹都不一样。”老师问学生：“你们有不同意见吗？”有一个学生问：“双胞胎的指纹有没有相同的呢？”（他们班刚好有一对双胞胎）这时汇报的小组就回答不出来了！但他们的对话提醒了其他的学生：“你的指纹可能跟你的爸爸妈妈一样、可能跟你的亲戚朋友一样。你有没有比过呀？”那个汇报的小组就说不出来了！只好说：我们回去研究之后再去下结论。这一段老师处理得很好，他故意给学生思考、质疑的机会，然后紧紧抓住学生证伪的方法，引导学生深入思考，发展了学生认识事物的方法。这体现了科学课的特征。【问题探讨】：1、阅读下面这段课堂实录，讨论老师在教学中怎样体现科学的思想，从而让学生去领悟科学的本质的？师：平时我们常用一些办法来加快溶解。刚才同学们主要说了那几种方法？生：搅拌、用热水、捣碎。（教师板书：搅拌、用热水、捣碎）师：我们平时常用这三种方法来加快溶解，请你回忆一下，你平常是不是就用其中的一种方法？生：我平时用其中的两种或三种一起用。师：是不是三种方法都对加快溶解起作用？生：是！生：不是！生：…不一定…生：…混在一起用看不太出来。师：这么说几种方法一起用起作用并不代表每一种都起作用，你能不能证明三种方法都起作用？生：能！师：如果现在我们需要溶解的东西是肥皂，你能设计实验来证明搅拌能加快溶解吗？生：能。在一个杯子里倒进水，然后用筷子搅拌，看肥皂溶解快不快。生：我有意见。在两个杯子里…师：（打断学生发言）为什么用两个杯子？生：要比快不快用两个才能比出来。师：是啊，我们赛跑的时候必须两个人或更多的人比才知道谁快。这里是谁和谁比？生：搅拌和不搅拌比。师：对这两个杯子的大小有要求吗？生：要一样大！师：为什么？生：两个杯子不一样大，不公平。师：老师跟你赛跑你愿意吗？生：不愿意。老师是大人，我们是小孩，不公平。师：杯子大小一样是公平的一个条件，你觉得还有那些条件会使这个进行对比的实验更公平呢？小组讨论一下。（学生讨论后汇报）生：杯子大小一样，水要一样多，放进去的肥皂大小也要一样，一杯进行搅拌，一杯不搅拌。升：我有补充，水的温度要一样。师：如果其中一杯用冷水另外一杯也要用----生：冷水。生：还有两块肥皂要同时放入。师：为什么？生：早放进去的可能要先溶解，这样不公平。师：我们赛跑的时候你愿意让人家先跑吗？生：不愿意，要一起跑。师：同学们讲的这些都是这个实验中两个杯子需要相同的地方，有没有要求不一样的地方？生：有，要比的内容必须不一样，就是一杯要搅拌，另一杯不搅拌。师：请你在实验记录单上写出实验的要求和做法。（学生分小组记录汇报）生：我们小组所记录的实验的要求和做法是：取两个大小相同的杯子，倒入同样多的水，同时放入肥皂，再用筷子搅拌其中的一杯。生：还有一些条件他们没有写：水的温度要一样，肥皂的大小也要一样。师