科学探究在培养学生科学素养中的作用|科学探究的一般步骤

来源:数码 发布时间:2019-06-12 04:38:45 点击:

  中图分类号:G632 文献标识码:A 文章编号:1671-0568(2013)03-0140-02   我国要建设创新型国家,就要在全社会广为传播科学知识、科学方法、科学思想、科学精神,全面提高国民的科学素养。青少年是祖国的未来和建设创新型国家的后备军,更要全面培养其科学素质和能力。而科学探究能力是科学素养的核心能力。
  一、科学探究及其意义
  科学探究就是人们在研究各类科学特别是自然科学问题时所采取的方法,它应该包括以下几个步骤:①提出问题,明确我们要研究的课题;②猜想假设,根据已有的理论或经验对问题的模型提出初步的设想;③接受检验,想办法用实验来验证我们的假设和猜想;④不断完善,根据实验表现出来的结果修改我们的设想,使之能最后能解释我们所面临的问题,甚至提出新的正确的理论。
  科学探究有三重意义:
  第一,它是一种学习方法,强调学生自己不断发现问题、解决问题,在这个过程中获取知识、体会学习方法、受到情感态度价值观的熏陶。
  第二,科学探究本身也是学习的内容。平常所说的知识包括了陈述性知识和程序性知识,怎样进行科学探究是一种程序性知识,以前我们对这类知识的学习重视不够。在科学课程的学习中,学生要通过探究过程的反复体验,学会怎样进行科学探究。
  第三,科学探究还是一种精神。要用这种精神探索和研究自然规律,也要用这种精神学习整个课程中的所有内容。
  二、科学素养及其影响因素
  国际上普遍将科学素养概括为三个组成部分,即对于科学知识达到基本的了解程度;对科学的研究过程和方法达到基本的了解程度;对于科学技术对社会和个人所产生的影响达到基本的了解程度。
  教育是影响我国公民科学素养的主要因素,经济是公民提高自身科学素养的驱动因素,政治因素对我国公民科学素养的提高起指导性作用,文化也深刻影响我国公民的科学素养,有促进作用也有制约作用。
  教育是影响我国公民科学素养的主要因素。建立和完善适应我国经济、社会发展的全民终生教育体系,特别是大力发展社会教育,使学校教育、家庭教育和社会教育互相衔接,是持续提高我国公民科学素养的主要途径。
  经济是提高公民自身科学素养的驱动因素。一方面,经济投入增加会为公民科学素养建设提供物质保障,另一方面,我国国民经济建设需要大批具备科学素养的劳动力,个人需要不断提高科学素养以适应经济发展的需求。
  相关政策法规的制订、政府对公民科学素养建设的重视程度、各级领导干部的科学素养水平对我国公民整体科学素养影响很大,是提高我国公民科学素养的指导性因素。
  文化对我国公民科学素养的提高有深刻的影响,既有一定的促进作用,也有一定的制约作用。正确地认识我国的传统文化、扬长避短,吸收西方文化的精华,建设中国社会的主体文化,可以为我国公民科学素养建设提供良好的社会氛围。
  三、科学探究在培养学生科学素养中的作用
  1.实施科学探究有利于激发学生学习学习科学知识的兴趣。科学探究的过程是一个提出问题并解决问题的过程。由于实验中学生对未知事物充满强烈好奇心和求知欲,所以,在物理教学中,不管探究的问题是由学生提出的还是教师提出的,学生都想急切知道问题背后的答案。利用学生的这一心理特点,在实施科学探究中,开始可以设置各种问题情境,引导学生发现新的物理情境与已有知识的冲突所在,从而提出问题,这样能大大地激发学生的学习兴趣。如在“液体压强”一课的教学中,可向学生提出问题:你见过活的带鱼吗?为什么我们见到的带鱼都是死的?
  科学探究是学生参与式的学习活动,在物理教学中,探究的问题大多必须通过实验来完成。由于中学生大都具有强烈的操作兴趣,希望亲自动手多做实验,所以在探究活动中,教师要充分保护和利用学生的积极性,给学生的探究活动提供丰富的物质材料,让学生更多地参加实验活动,从而激发学生的学习兴趣。
  2.实施科学探究有利于培养学生科学的思维习惯,帮助学生掌握科学研究的方法。一般说来,人类解决问题的思维过程可分为四个阶段:第一阶段,发现并提出问题;第二阶段,分析问题的特点和条件;第三阶段,提出假设,思考解答方法;第四阶段,检验假设。
  科学探究从提出问题开始,然后经历猜想与假设、设计并进行实验,到分析论证最后得出结论等这样一些环节。科学探究的过程符合人类解决问题的思维过程,所以科学探究不仅是教学的一种重要方式,也是人们进行科学研究的一种重要方法。在教学中实施科学探究,使学生通过经历与科学工作者进行科学探究时的相似过程,不仅有利于培养学生良好的思维习惯,而且有助于学生掌握科学研究的方法。
  3.实施科学探究有利于培养学生的创新精神。知识经济时代,创新正成为民族进步的灵魂和国家兴旺发达的不竭动力。物理课程标着眼于社会的发展,将“创新意识”的培养作为物理课程总目标的重要方面。科学探究作为物理教学的一种重要方式,它对培养学生的创新精神具有举足轻重的作用。
  创新通常始于问题,只有提出需要解决的问题,才能思考,创新才有主动性。科学探究也是从提出问题开始,所以,在教学中创始开放的教学情境,鼓励学生独立思考,敢于质疑,善于提出问题,这样能进一步激发学生的创新热情,培养学生的创新精神。
  直觉思维是创新思维活跃的一种表现,它在发明创造的过程中占有重要的地位。在科学探究中,对提出的问题进行猜想与假设,更多依赖于学生的直觉思维,所以在教学中鼓励学生对提出的问题进行大胆的猜想与假设,无疑有利于培养学生的创新思维能力。在教学中即使对于学生所提的明显不合理的猜想,也不要简单地否定,在肯定学生积极性的同时要指出其正确合理的成分,以保护学生的创新激情。
  在科学探究中,对所提问题的猜想与假设是否正确需要靠实验来进行检验。物理教学中,有的问题需要通过教师引导学生自己设计实验来进行探究,让学生自己设计并动手进行实验,无疑能培养学生的创新意识。如设计一个“把鸡蛋从五楼摔下来而不破碎”的实验,学生可能会提出五花八门的实验方案,这恰好体现了学生的创新意识。
  4.实施科学探究有利于培养学生的科学态度和科学作风。科学探究的过程是一个严格的科学过程,要想获得一个正确的探究结果,必须尊重客观事实,避免主观臆断,对培养学生实事求是的科学态度十分有益。如在探究中出现测量和计算的数据不能符合预期结果时,应引导学生对造成错误的原因进行分析,然后重新进行测量和计算,而不应该修改数据,造成假的结果去满足实验目的的要求,这样的做法本身就培养了实事求是的科学态度。
  科学探究的过程充满了艰辛与挑战,对于探究所提出的问题,最后要得出一个正确的结论,这中间可能会遇到各种困难和挑战,这就要求学生要有不怕困难、团结协作的科学作风。所以科学探究作为一种教学方式,通过探究的成功与失败可以锤炼学生的意志,形成百折不挠的科学精神,通过合作与交流发展学生的团队精神与合作意识。
  在科学技术正日益深刻影响我们生活的今天,一个人的科学素养的高低,绝不是无关紧要的,已经开始影响到一个现代社会中的人的生活质量,同时也在不断影响和改变国民的价值观和对许多问题的看法。
  中国科学技术协会2010年11月25日对外发布第8次中国公民科学素养调查结果称,“十一五”期间中国公民的科学素养水平虽然明显提升,2010年中国大陆(不含港、澳、台地区)具备基本科学素养的公民比例达到3.27%,但目前中国公民科学素养水平只相当于日本、加拿大、欧盟等主要发达国家和地区20世纪80年代末、90年代初的水平。
  由此可见培养全民特别是学生的科学素养,我们任重而道远,因此作为教师我们一定要深刻的认识到科学探究在培养学生科学素养中的重要作用。积极在科学探究中创设开放的问题情景,引导学生主动探求知识的奥秘,培养学生的科学素养,为以后造就优秀科技人才夯实基础。

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