科学教育与提高学生综合素养能力的研究.docx

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科学教育与提高学生综合素养能力的研究

科学教育与提高学生综合素养能力的研究

　　一、科学素养的涵义和内容

　　科学素养是建立在人的素质，特别是科学素质的基础上的一种高层次修养，它比科学素质和平常所说的修养意义更广、层次更深，主要包括科学意识、科学的关系观和系统观、科学能力和科学品质等。

　　人的素质是人的心理发展的条件，人的心理来源于社会实践，因而素质是在社会实践中逐渐发育和成熟起来的，某些素质上的缺陷可以通过实践和学习获得不同程度的补偿。

科学素质是人们在学习、生产和生活中，掌握运用科学知识的程度和能力，是在学习和社会实践中获得和培养的。

而科学素养是人们在学习科学知识、生产、生活和科学活动中经常修习的内在涵养；是人们在学习科学知识、运用科学知识和利用自然、改造自然过程中所蕴化的。

　　《科学课程标准》中明确要求：

“根据当代中国社会发展的需要，科学发展的现实和学生身心发展的特点，教育规律与终身发展的需要，科学教育必须以全面提高全体学生科学素养为目的。

”因此，以学生发展和培养理性社会为理念的现代教育，需要把培养年轻一代的科学素养放在首要地位，来适应社会和经济发展的需要。

同时，要着眼于面向全体学生，立足学生发展，体现科学本质，突出科学探究，反映当代科学成果。

科学课程教学在中学教育中处于中心地位，理所当然地应成为提高学生科学素养的主战场。

科学教育在提高学生的科学素养方面具有独特的优势。

　　培养学生的科学素养，主要体现在培养多方面的能力上，比如观察和实验的能力、归纳和演绎的能力、类比和推理的能力、查阅资料和使用工具的能力等，其核心是创新思想和创造能力的培养。

所以，作为一名物理教师，在教学中不仅要教授学生掌握扎实的物理基础知识，更要在传授科学知识的过程中培养学生的科学意识、科学能力和科学品质，提高学生的科学境界。

　　二、科学态度的培养

　　科学态度是人们能够正确对待客观事物的一种持久的内在反应倾向，是经过长期的实践活动养成的。

其核心是实事求是。

围绕这一核心，科学态度主要表现在严肃认真、一丝不苟、毫不含糊地尊重客观事实，及时分析试验过程中出现的种种现象，哪怕是极偶然的一个现象，否则就会与即将获得的新成果擦肩而过。

大凡科学家都具有严谨治学、实事求是的科学态度，为科学献身的精神。

物理学发展至今，大约有400年的历史。

物理学史是人类对自然界中各种物理现象的认识史，它研究物理学发生、发展的规律。

从开创物理学的先驱开始，经历了无数次的失败，去伪存真，日积月累，一代代前赴后继，锲而不舍，总结出了一门科学性很强的物理学。

在物理教学中，可以恰当运用物理史，让学生们体会先辈们为科学所付出的艰辛。

科学家们的人格魅力可激发学生的学习动力，是培养他们学习兴趣、科学态度、献身精神以及创新能力的生动教材。

　　作为一名高级中学物理教师，在教学中，要教育学生注重科学事实，尊重科学原理。

在科学实验和科学探究过程中，应要求学生严肃认真、实事求是地记录实验现象，引导学生从实验现象和客观事物中发现规律，独立思考，不轻信，不盲从，对问题敢于质疑和批评，深入研究，善始善终，鼓励学生大胆地发表自己的看法并提出不同的见解，学习他人长处，积极进取，不断提高。

对学生进行科学态度的培养，能使学生逐步树立起正确的人生观、价值观和世界观，正确认识和处理学习、生活和工作中遇到的各种问题，有利于提高学生的科学素养。

　　三、科学情感的培养

　　科学情感主要包括对科学知识的热爱和渴求，热爱自然，关心与社会密切相关的课题，具有社会责任感和创新精神。

科学情感不但能激发认知者强烈的学习兴趣，长时间保持、迁移和深化这种兴趣，还能提高认知加工的水平和效率，促进知识内化水平的发展，对认知活动发挥一系列积极的作用。

因此，在新课程理念中，科学情感不但是认知的手段，更是一种目标。

因为科学教材中蕴涵着极其丰富的人类情感，通常以含情的语言文字材料或直观的图片、图表等形象材料，使人直接感受到情感的存在。

在教学中，教师一定要注意帮助学生领悟这种情感的存在，促进他们情感的体验；教师可用自身积极的科学情感，营造积极、和谐的课堂情感氛围。

可以说，实验是科学课程特有的“情感发散源”，虽然它是一个不带有任何情感色彩的客观科学事实，但它有变幻莫测的神奇，有使人着迷的科学魔力。

比如，自然光经过起偏器后，再用检偏片观察，学生会发现两块透明的玻璃重叠后，随着玻璃的旋转，原本可清晰看到的玻璃后的图案竟然开始模糊不清甚至漆黑一片了。

　　四、科学方法的培养

　　科学方法是人们揭示客观世界奥秘，获得新知识，探索真理的工具。

科学方法通常分为经验性科学方法、理论性科学方法和横向科学方法。

经验性科学方法是获得经验材料或科学事实的一般方法，如观察法、实验法、调查法、测量法等。

理论性科学方法是对经验、事实进行思维加工的一般方法，包括分析、综合、归纳、演绎、类比、假设等逻辑推理方法。

横向科学方法指由数学方法、一般系统论、信息论、控制论等横向学科抽取出来的一般方法，如各种数学方法、系统方法、黑箱方法、反馈方法、信息方法等。

在教学中，教师必须重视对学生进行科学方法教育，学生只有熟练掌握和灵活运用各种科学方法，才会有新的发现，有新的成就。

例如，阿基米德之所以能在物理学领域获得重大的科学成就，除了与他那种坚韧不拔的毅力和持之以恒的探索精神不可分割，还与他能够采用独特的科学方法密切相关。

要让学生学会发现问题，思考问题，悟出道理，深刻理解，就得在培养学生全面认识事物和解决问题的科学方法上下功夫。

　　五、科学思维的培养

　　科学思维形式是课堂教学的要素和目的。

常见的思维形式有：

求异思维、辐射思维和辐辏思维、逆向思维、侧向思维和合向思维、联想思维、灵感思维等。

在科学课程教学中，教师根据教材中的某一知识点或某一问题设立训练点，以培养学生的某种科学思维形式。

如在“电磁感应现象”课程的教学中，我让学生们自主选择器材进行实验，探究电磁感应现象的产生条件。

借助实验，培养学生的科学意识，使他们学会从身边的现象和学过的知识着手发现问题，寻找规律。

学生们两人一组进行实验，有的学生选择了条形磁铁，有的学生选择了通电螺线管。

实验中，学生们大胆尝试，积极实践。

如有的学生把条形磁铁放在闭合线圈中，把线圈与灵敏电流计相连，结果没有找到电流，然而无意识间晃动了一下磁铁，忽然看到灵敏电流计的指针晃动了一下；有的学生把条形磁铁放在线圈外侧，将条形磁铁与线圈接触，寻找感应电流；有的学生把线圈与条形磁铁摩擦，寻找电流；也有的学生把灵敏电流计和条形磁铁串接起来……结果，大多数学生找到了电流，只有少数学生没有找到。

但不管实验成功与否，学生们仍对此兴趣十足。

这一实验过程为学生们提供了一次主动学习的经历，他们也成为学习的主人。

学生通过在这节课上进行自主探究、动手实践，体验和感悟了科学研究的方法，并培养了科学意识和勇于创新的精神。

　　自然科学以实验为基础，以科学概念和科学原理为主体，概念的形成和原理的掌握都是学生在观察实验的基础上通过思维加工而实现的，所以思维能力在学生学习科学时显得尤为重要。

因此，教学时必须重视对学生科学思维的培养，尤其应注意提高学生思维的深刻性、灵活性、独创性、批判性和敏捷性。

　　六、科学探究能力和自主学习的培养

　　著名教育家苏霍姆林斯基认为，在人的心灵深处，都有一种根深蒂固的需要，这就是希望自己是一个发现者、研究者、探究者，而在青少年的精神世界中，这种需要特别强烈。

新课标要求教师引导学生主动参与、乐于探究、勤于动手，逐步培养学生收集和处理科学信息的能力、获得新知识的能力、分析问题和解决问题的能力以及交流与合作的能力等。

可见，新课标突出强调对学生创新精神和实践能力的培养。

创新的基础是探究，没有探究，就不可能有创新。

被誊为“杂交水稻之父”的袁隆平多年如一日地探究着仅有几万分之一的雄性不良水稻，最后终于创造出杂交水稻，解决了人类的温饱问题。

伟大的发明家爱迪生为了人类的光明，同样经历了无数次的探究、失败、再探究，终于发明了电灯。

科学探究是新课标的灵魂，被列为科学课程内容标准的第一个主题，科学探究能力和对科学探究的理解是在学生探究性学习过程中形成的。

因此在教学中，教师必须向学生提供更多的实践机会，让他们亲自体验科学探究过程的曲折和乐趣，学习科学方法，发展科学探究所需的能力并增进对科学探究的理解。

在引导和组织学生进行探究性学习时，教师应注意充分利用各种教学资源，以保证活动的落实，培养学生的自主性和独立性。

物理学的研究是一个包括诸多环节和阶段的复杂认知过程。

它大致可包括这样几个基本程序：

①发现问题，确定研究目标，收集事实资料；②提出假说；③通过观察和实验，来检验、修改和发展假说；④解释实验结果，进行分析推理和论证，得出经验或理论。

在物理教学中，教师应重视物理学研究过程的培养，让学生们体会科学探究的一般规律，即教会学生科学的思想，让学生在科学思想的熏陶下不断提高自己的科学探究能力。

　　七、实践能力的培养

　　毛泽东同志曾经说过：

“实践出真知。

”自然界丰富多彩，奥妙无穷，如果我们的学生在课堂上仅仅面对教师苍白的讲解和书本的文字，那么对科学就不可能产生浓厚的兴趣，就不可能迸发出创造的火花。

因此，科学课程教学必须注重它的实践性，增加学生的实践机会，让学生走进大自然这一魅力无穷的殿堂。

培养学生的实践能力，要注重两个方面的问题。

一是要充分利用现有资源和开发新的资源开展实践活动。

自然科学是以实验为基础的学科，学校应高度重视实验室的建设，与新教材配套的实验器材应配备齐全，积极营造良好的实验和实践环境，并开放实验室。

要充分利用现有的实验设备，让每一个学生认真做好每一个实验，同时鼓励学生充分利用身边的廉价器具和材料，设计富有创造性的实验和实践活动。

例如，在关于传感器应用实例的教学中，我问学生，除了液体温度计外，我们是否能设计一个利用传感器测定温度变化的小仪器？

带着这样的疑问，学生们开始进行系统性探究，他们通过查阅资料，独立或小组合作设计了许多富有创意的实验方案，然后集中在课堂上，由设计的学生演示、交流、介绍自己设计的实验原理、方法、步骤，其余学生评定优劣，共同探讨实验成败的原因，并最终制作出了利用热敏电阻和电桥来测定日气温变化的温度计。

二是要给学生提供尽量多的实践机会，把更多的时间和空间留给学生，让学生去实践、去探究、去发现、去思考。

如让学生调查家庭用电的安全性问题，提出解决家庭用电安全问题的建议；调查日常电器的辐射危害，分析降低电器辐射的可能性；等等。

让学生用所学知识去解决，并要求他们通过实地考察、取样分析、实验检测研究、参观访问、社会调查、翻阅相关的教材、参考书、互联网等活动，写成科学小论文或调查报告，说明产生这种现象的原因、检测方法、造成危害，提出改进治理的措施等内容，最后把各自研究的成果进行交流。

实践活动能培养学生主动探究的能力，发现问题、解决问题的能力以及交往合作能力，使学生更深切感受到科学在社会生活、工农业生产、经济建设中的广泛作用，激发了学生学习的积极性、主动性和创造性，更培养了学生实事求是、严谨求实的科学精神、一丝不苟的科学态度和团结协作的科学作风，从而使学生初步掌握科学研究的方法，形成终身学习的意识和能力。

可见，实践活动是培养学生创新能力和实践能力的一个重要途径。

　　八、合作精神的培养

　　作为当今国际教育改革的主流模式之一，合作学习越来越受到人们的重视。

人际交流的能力本身是一种生存、学习和生活的技能，学会交流、学会合作正是新世纪教育的显著特征。

人之所以高明，不在于他能够储存多少信息，而是其高级心理机能的不断完善。

维果茨基认为，人类所有的高级心理机能，首先是作为个体间的交往功能，然后才是作为个体的内化功能。

所以，人的高级心理机能的发展与完善，取决于其交往的丰富程度，而课堂和学校正是学生人际交往的主要场所。

合作学习相对于个体学习而言是一种教学组织形式，是学生在小组团体内为了完成共同的任务，有明确责任分工的互助式学习。

这种合作主要指师生间合作、学生间合作、学生与小组间合作、学生与家长间合作、学生与现代媒体间的合作等。

科学学习中很多时候需要这样的合作，如实验中的合作、探究中的合作、调查中的合作等。

在合作学习过程中，不同层次的学生学会了表达自己的见解，学会了理解他人的见解，学会了相互接纳、争辩、互助，不断地对自己和别人的看法进行反思和评判。

通过合作，不同层次的学生都可以看到问题的不同侧面和解决途径，从而对知识产生新的洞察，对教材产生深层认识，获得最佳的学习方法。

在合作学习中，教师要把自己放在与学生平等的合作者地位上，善于为学生提供合作的条件，创造合作的情境，让学生在合作中体验成功的喜悦，感受信息共享的快乐，从而提高学生的创新能力和人际交往能力，培养良好的科学素养。

　　九、科技教育与人文教育的融合

　　实施素质教育不仅是以科学知识、科学思想和科学精神为核心内容的科学教育，更是以人文知识、科学伦理、理性精神和生态道德为主要内容的人文教育。

科学与人文原来是共生的、互通互补的，科学求“真”，人文求“善”。

1993年，联合国在我国召开面向21世纪的教育国际会议时曾提出，世界第一位的挑战是道德问题。

科学精神是立世之基，科学知识是生产之源，科学思维是正确思维的基础，科学方法是办事成功的前提，而人文则关系着个人思维智慧、人品高低、言行和事业成败。

在人文教育中德育和美育又首当其冲。

科学史可以渗透德育教育。

教学中，师生一起为富兰克林不惧危险研究电荷的执着而惊叹，为庞加莱与相对论的发现失之交臂而概叹，这既让学生认识到科研的曲折与艰苦，又激发他们强烈的求知欲和创新意识。

自然界永远都是和谐统一的，科技史上的科学家都是怀着自然界是和谐统一的信念去探索自然奥秘。

科学呈现的和谐、简洁和秩序感，必然会唤起人的审美感受，如自然界千奇百怪的钟乳石，节日夜空五彩缤纷的礼花，人身上漂亮的服饰都是科学创造的美。

又比如实验中的操作秩序美，装置的形式美，过程的现象变化美，药品的质感和色泽美，元素周期律四季轮回的变化美，化学反应中的守恒美，科技产品在各领域充分展现出的功能美。

可见，科学课程教材中蕴含着丰富的美育素材。

如果说德育发展人的本质，深化人的能力；美育则使人感到愉悦，激发人的兴趣，达到以美益智、以美育人的目的，同时也体现出人与自然、社会和谐统一的美。

通过科学教育，学生不仅学到科学知识，也有助于他们学会思考、学会关心、学会审美、学会创造，从而大大提高其科学素养。

　　综上所述，要建设一个具有高度物质文明和精神文明的社会主义社会，我们必须培养出全面发展和高素质的创造型人才。

它是创新教育的需要，是“三个面向”的需要，更是时代发展的需要。

科学教学必须重视对学生科学素养的培养，尤其是创新精神培养，教师可谓任重而道远。

创新精神的培养应该反映在科学课程教学的整个过程中，应当渗透到科学教育的精髓里。

因此，培养学生的科学素养和创新精神以及终身学习的能力应当成为科学教育的主旋律。

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　　（作者单位：

江苏省兴化中学）

　　编辑：

尹杰