如何培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)

胡天芳

〔關(guān)鍵詞〕 科學(xué)素養(yǎng)；問題；猜想；方案；實(shí)驗(yàn)；分析數(shù)

據(jù)；總結(jié)

〔中圖分類號〕 G623.6 〔文獻(xiàn)標(biāo)識碼〕 C

〔文章編號〕 1004—0463（2012）23—0044—02

科學(xué)教育不僅要讓學(xué)生學(xué)會知識，更要讓學(xué)生學(xué)會自主學(xué)習(xí)。這就要求教師精心設(shè)計各種情境和有意義的科學(xué)探究活動，組織學(xué)生積極參與，自主地開展活動，親歷過程，最終達(dá)到既掌握知識與技能，又能培養(yǎng)學(xué)生情感、態(tài)度與價值觀，提高學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的目標(biāo)。本文就如何在具體的教學(xué)環(huán)節(jié)中提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)談幾點(diǎn)看法。

一、 提出科學(xué)問題

探究式學(xué)習(xí)有時也被稱為問題導(dǎo)向式學(xué)習(xí)，問題是科學(xué)探究的起點(diǎn)，它包含了探究內(nèi)容和目標(biāo)，也是學(xué)生探究的興趣所在。教師務(wù)必要在教學(xué)中創(chuàng)設(shè)問題情境，進(jìn)而引導(dǎo)學(xué)生提出值得探究的科學(xué)問題。新課程改革十分重視學(xué)生問題意識的培養(yǎng)，而且強(qiáng)調(diào)課堂教學(xué)中教師要給學(xué)生留下思考的問題，提倡學(xué)生帶著問題走進(jìn)課堂，又帶著新問題走出課堂。科學(xué)問題的提出需要注意以下幾點(diǎn)：

1. 在鼓勵學(xué)生質(zhì)疑提問時，教師要善于抓住學(xué)生心理，調(diào)動學(xué)生的好奇心，引導(dǎo)學(xué)生自己發(fā)現(xiàn)問題，提出問題，解決問題。例如，講《物體在水中的浮沉現(xiàn)象》這一課時，在學(xué)生集體研究了木棒、金屬條、塑料尺在水中的沉浮后，我出示橡皮泥，先讓學(xué)生猜測它會不會沉入水底。有人說可能會，但大部分同學(xué)認(rèn)為不會，可是實(shí)驗(yàn)之后他們發(fā)現(xiàn)結(jié)果并不像他們猜測的那樣，這時就產(chǎn)生了矛盾沖突。這一現(xiàn)象引起了學(xué)生的思考，絕大多數(shù)學(xué)生紛紛舉手發(fā)問：為什么同一物體在水中的沉浮卻不同呢？物體在水中的沉浮到底和什么因素有關(guān)系？而這個問題正是教材中提出的問題，現(xiàn)在已經(jīng)轉(zhuǎn)化為學(xué)生自己要求探究的問題。在這種探究欲作用下，學(xué)生以高漲的熱情投入到探究活動中。

2. 在講授新知識之前，先讓學(xué)生回顧并復(fù)習(xí)相關(guān)的舊知識，從中找準(zhǔn)與新知識有關(guān)的問題，把學(xué)生引進(jìn)舊知識的“最近發(fā)展區(qū)”，啟發(fā)學(xué)生運(yùn)用舊知識來獲取新知識，實(shí)現(xiàn)知識的真正遷移。例如，在上《蠟燭能燃燒多久》一課時，先演示給點(diǎn)燃的蠟燭罩上玻璃杯這一實(shí)驗(yàn)，要求學(xué)生認(rèn)真觀察并提出以下問題：蠟燭點(diǎn)燃后罩上玻璃杯會熄滅的原因。有的學(xué)生說是沒有氧氣了，有的則猜測是氧氣不夠了。教師在黑板上寫出這兩種可能，由此引入新課。這種鋪墊式的提問既有利于復(fù)習(xí)舊知識，又有利于學(xué)生順利地進(jìn)入新知識的學(xué)習(xí)。

3. 對于重點(diǎn)內(nèi)容，教師要設(shè)計恰當(dāng)?shù)膯栴}引導(dǎo)學(xué)生思考。例如，在《熱起來了》一課中，衣服到底能不能產(chǎn)生熱，怎樣來證明自己的觀點(diǎn)呢？這是本課的重點(diǎn)活動。教師通過“衣服本身到底能不能產(chǎn)生熱，你是怎樣想的”這個問題引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行推理。學(xué)生在假設(shè)衣服能產(chǎn)生熱是正確的前提下，推理出與事實(shí)不相符合的結(jié)果，從而證明衣服是不會產(chǎn)生熱的。

二、作出猜想和假設(shè)

猜想與假設(shè)為收集信息、分析和運(yùn)用信息提供了一個大致的框架，對解決問題的方案作出了一定的預(yù)見性思考，為制訂探究計劃和設(shè)計實(shí)驗(yàn)方案奠定了必要的基礎(chǔ)。因而猜想與假設(shè)無論是否正確，都具有推動認(rèn)識發(fā)展的作用。盡管所提出的猜想不一定是科學(xué)的結(jié)論，但對問題成因的猜想仍需要有一定的依據(jù)，這依據(jù)就是事實(shí)或者已有的經(jīng)驗(yàn)和知識。因此，為了防止學(xué)生隨意、盲目地猜想，鍛煉學(xué)生分析問題的能力，教師要引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)已有的科學(xué)知識和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)、問題作出猜想和假設(shè)，對科學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行預(yù)測。例如，在學(xué)習(xí)《給冷水加熱》一課時，教師可先出示半杯熱水和半杯冷水，再提問把這半杯熱水加入冷水中結(jié)果會怎樣。讓學(xué)生猜想和假設(shè)生活中常見的實(shí)際問題，能引導(dǎo)學(xué)生深入思考，加深記憶和理解，逐漸培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

三、制訂方案

讓學(xué)生先根據(jù)自己的猜測，調(diào)動已有的知識與經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計出具體的研究方案，教師再加以指導(dǎo)，以保證方案的合理性和可操作性?？茖W(xué)探究與偶然發(fā)現(xiàn)不一樣，它是一種有意識、有目的、有計劃的活動，要使課堂活動成為真正的科學(xué)探究，制訂計劃很重要，也就是督促學(xué)生“想好了再做”。

四、開展實(shí)驗(yàn)探究活動

科學(xué)課的大部分知識都要求學(xué)生動手實(shí)驗(yàn)去發(fā)現(xiàn)、理解和運(yùn)用。實(shí)驗(yàn)是完成科學(xué)教學(xué)任務(wù)非常有效的途徑，也是學(xué)生進(jìn)行探究學(xué)習(xí)的重要方式。實(shí)驗(yàn)可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，有效地幫助學(xué)生發(fā)展智力，提高學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)。那么，怎樣才能提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)呢？

規(guī)范化操作有利于知識的掌握和能力的培養(yǎng)。實(shí)驗(yàn)時，通過規(guī)范的操作和準(zhǔn)確的觀察，能使學(xué)生獲得最典型、最真實(shí)的感性認(rèn)識，再通過思維活動順利地形成概念，總結(jié)規(guī)律，使學(xué)生的觀察能力、思維能力、實(shí)驗(yàn)操作能力和創(chuàng)造能力得到有效的鍛煉，從而提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

規(guī)范化操作有助于學(xué)生情感、態(tài)度與價值觀的培養(yǎng)。規(guī)范的實(shí)驗(yàn)操作不僅能使學(xué)生學(xué)會正確使用實(shí)驗(yàn)儀器的方法，為今后的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)，更重要的是能使學(xué)生像科學(xué)家那樣在科學(xué)實(shí)驗(yàn)過程中體驗(yàn)到學(xué)習(xí)科學(xué)知識的情趣和成功的樂趣，形成尊重事實(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)的科學(xué)態(tài)度和作風(fēng)。

規(guī)范化操作有助于提高教學(xué)效率。在實(shí)驗(yàn)過程中，操作的規(guī)范化程度往往決定著實(shí)驗(yàn)成功的概率，關(guān)系著能否在有限的時間內(nèi)準(zhǔn)確無誤地完成課堂教學(xué)任務(wù)。如，在《摩擦起電》實(shí)驗(yàn)中，首先要檢查一下玻璃棒、絲綢、橡膠棒以及毛皮是否干燥。若不干燥就要在燈泡或其他熱源附近烤一烤。否則，潮濕的玻璃棒與絲綢、橡膠棒與毛皮摩擦?xí)r不會起電或起電很微弱不能吸引紙屑。這樣不僅耽誤時間，而且會引起學(xué)生對科學(xué)知識的懷疑和對科學(xué)知識的理解錯誤，以至影響了教學(xué)效率。

規(guī)范化操作能保證實(shí)驗(yàn)安全。小學(xué)科學(xué)課實(shí)驗(yàn)雖然比較簡單，但有些實(shí)驗(yàn)若不規(guī)范操作也會出現(xiàn)危險。如用酒精燈給水加熱的實(shí)驗(yàn)、用高錳酸鉀制取氧氣的實(shí)驗(yàn)等。如果從實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)備到實(shí)驗(yàn)之后儀器的拆除、存放整個過程中完全按規(guī)范的操作規(guī)程進(jìn)行，就能保證安全。

五、整理分析數(shù)據(jù)，得出結(jié)論

學(xué)生在觀察實(shí)驗(yàn)等探究活動的基礎(chǔ)上，還要通過查閱文獻(xiàn)、資料獲得更多有價值的數(shù)據(jù)，再對數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選、歸類、統(tǒng)計和列表分析等綜合處理，并運(yùn)用已有知識和經(jīng)驗(yàn)作出科學(xué)的解釋。教師應(yīng)充分尊重學(xué)生的實(shí)驗(yàn)成果，真正把學(xué)生的第一手材料作為分析研究的基礎(chǔ)，讓學(xué)生自己分析數(shù)據(jù)，學(xué)習(xí)科學(xué)的分析統(tǒng)計方法，培養(yǎng)嚴(yán)密的邏輯思維能力，在不斷的質(zhì)疑過程中得出正確結(jié)論。這個環(huán)節(jié)是學(xué)生經(jīng)歷科學(xué)探究過程、不斷提高科學(xué)素養(yǎng)、體驗(yàn)成功的主要過程。在整個過程中，讓學(xué)生自己體驗(yàn)科學(xué)探究的苦與樂，養(yǎng)成尊重事實(shí)、實(shí)事求是、不盲目迷信的科學(xué)態(tài)度，培養(yǎng)學(xué)生敢想、敢說、敢做的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力。

六、總結(jié)和交流

在交流過程中，既要善于表達(dá)，也要善于聆聽，并在此過程中豐富自己的探究經(jīng)驗(yàn)。表達(dá)與交流、思考與總結(jié)是學(xué)生思維能力的充分體現(xiàn)，要在個體表達(dá)充分、集體交流取得共識的前提下，通過生生互動、師生互動，最終得出科學(xué)結(jié)論。如遇有疑難點(diǎn)可以反復(fù)探究、反復(fù)驗(yàn)證。

對于學(xué)生而言，交流的過程主要是在課堂上向同學(xué)陳述自己或小組的探究結(jié)果。探究式學(xué)習(xí)離不開公開交流，在進(jìn)行課堂交流時，學(xué)生既要簡明闡述自己的觀點(diǎn)也要認(rèn)真聽取別人對自己的研究證據(jù)和解釋的意見。這就需要教師指導(dǎo)學(xué)生在進(jìn)行科學(xué)探究活動的過程中做好記錄，選擇那些能說明問題和結(jié)果的描述方式如圖表或示意圖等，向同學(xué)表達(dá)自己的認(rèn)識，以培養(yǎng)他們的語言表達(dá)能力。同時，還需要教師引導(dǎo)學(xué)生批判地接受其他小組的研究成果，以發(fā)展他們的批判性思維能力。通過課堂交流，使別的學(xué)生有機(jī)會就同學(xué)的解釋提出質(zhì)疑，引發(fā)新的問題，從而幫助學(xué)生將實(shí)驗(yàn)證據(jù)、科學(xué)知識和他們提出的解釋這三者之間更緊密地聯(lián)系起來。

當(dāng)然，探究式學(xué)習(xí)的交流不能僅僅局限于學(xué)生相互交流，教師還應(yīng)啟發(fā)學(xué)生將課外收集的信息及時與別人分享，以養(yǎng)成學(xué)生開展合作學(xué)習(xí)的良好習(xí)慣?？梢?，從提出科學(xué)探究問題到建立證據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)、收集證據(jù)、提出解釋、評價解釋，再到就解釋進(jìn)行相互交流等一系列科學(xué)探究的實(shí)踐活動，是構(gòu)成科學(xué)教育探究式學(xué)習(xí)的重要教學(xué)過程。

在教學(xué)過程中要把培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神作為科學(xué)教育的重點(diǎn)。通過培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神塑造他們的人格，提高道德文化修養(yǎng)，同時教會他們學(xué)習(xí)之法、思維之法、創(chuàng)造之法。通過思考探究、實(shí)驗(yàn)觀察、觀看影視錄像等多種形式引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行一些小發(fā)明、小創(chuàng)造，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造力，培養(yǎng)其探究精神；教學(xué)生掌握一些基本的科研方法，如課題研究、專題討論、現(xiàn)狀調(diào)查、文獻(xiàn)查閱等，使學(xué)生從小養(yǎng)成科學(xué)研究的習(xí)慣。另外，科學(xué)課還應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生自己去探索自然界的規(guī)律，讓學(xué)生在課堂上經(jīng)歷發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、解決問題、初步獲得結(jié)論、經(jīng)歷實(shí)踐運(yùn)用、檢驗(yàn)，再認(rèn)真總結(jié)的過程，學(xué)生在這一過程中不僅獲得了科學(xué)知識，最重要的是經(jīng)歷了科學(xué)探究過程，掌握了科學(xué)探究的方法，體驗(yàn)了科學(xué)探究的艱辛，從而真正提高自身的科學(xué)素養(yǎng)。?? 編輯：張 昀