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培养高中理科生科学精神的策略初探
发布时间:2018年09月13日 17:02 作者:廖学春  来源:常德教育科研网 浏览次数:15

培养高中理科生科学精神的策略初探

祝泉林

临澧县第一中学

摘要:随着新课改和素质教育的精神被越来越多的人所重视,如何培养高中理科生的科学精神成为目前都在共同探讨的问题。在学习高中物理、化学和数学的过程中,不仅要让学生具备基础的理论知识和实验能力,更重要的是要提高学生的知识运用能力和自主探索的能力。本文主要就如何培养高中理科生科学精神的策略进行全方位的探究。

关键词:高中理科生;科学精神;科学策略;方法探究

引言:

在高中数学、物理和化学的教学过程中,已经明确提出了要在义务教育的基础上更好地激发出学生对物理、化学和数学的兴趣,之后再更加重视高中理科生科学精神的培养和发展[1]。最终通过以这种科学精神为基础来奠定学生终生学习的能力,为日后的发展奠定了一个很好的基础。本文主要从几个方面 如何培养高中理科生的科学精神。

1. 科学精神的概念

在人类漫长科学实践探索的过程中逐步形成了属于自身的信念、价值标准和行为规范。所谓的科学精神指的就是贯穿于整个科学活动之中的精神状态和思维方式。科学精神本身是蕴含在科学知识中的思想和理念。这种精神一方面是约束科学家行为的重要保证。另外一方面,科学精神里面也渗透着坚持不懈、不怕困难和勇于创新的精神。

2.培养高中理科生科学精神的主要手段

2.1通过引发学生的学习兴趣来为培养科学精神奠定基础

所谓的科学精神跟自主探究意识有着密不可分的关系,而学生对于理科的学习充满兴趣是培养学生科学精神的重要前提。因此,老师在教学的过程中,一定要有意识地培养学生对于化学、物理和数学的学习兴趣。通过创设问题情境和组织实验等多种方法来调动学生的学习积极性。例如:通过在课堂上表演化学中“水生火”的实验可以调动学生对这一现象的好奇心。很多学生都在考虑水为什么能够生火?其实这里面包含着一个过氧化钠和水之间的反应。又例如,老师先将八个象棋的棋子叠在了一起,然后再拿一把直尺,让上面的棋子不动的前提下取出最后一个棋子。而这个有趣的实验其实包含的是物理惯性的知识。虽然这个知识在初中就已经被学生熟悉,但是到了高中,其惯性的知识依然在物理知识学习的过程中被广泛使用[2]。而通过这样一个个有趣的小实验,老师再讲述下面一个环节的知识,学生往往会因此更加有学习的欲望。而且,也只有掌握好相关的理论知识,那么才能够为接下来理科教学的活动奠定良好的基础。

2.2通过实验来培养学生的科学精神

相对于文科中所包含的人文主义精神,理科中所包含的正是一种科学精神。这种科学精神是通过成百上千次实验被证明的。而无论是化学实验还是物理实验,本身都是提高学生化学综合素质和物理综合素质的必然选择。而且这两门学科的实验可以充分调动起学生对于理科的好奇心,帮助学生更好地理解知识和掌握知识。此外,因为所有的知识都是通过实验证明得来的,所以有助于学生养成实事求是的态度。例如,在高中化学中的“焰色反应”实验中,学生可以通过模拟烟火、喷雾法和对实验装置改进的方法来全方位地进行探究活动。学生可以在亲自动手实践和观察的过程中体会实验的乐趣和情景,这本身也是一个充分发挥主观能动性的过程,正好有利于培养学生的科学精神和科学素养。

又例如,在讲到高中电能物理实验的过程中,老师可以适当引入“不用电的空调”、“不用电的灯泡”、“不用电的洗衣机”和其他多种类型的机械。而在美国,早就出现了一种迷你免电的洗衣机,本身采用的是非常独特的高压涡轮洗涤方式。当肥皂泡在水中溶化之后再用手进行能够摇动,本身内部是一个高压的状态,在运动的过程中就能够产生非常多的泡沫,两分钟之后就能够将衣服洗干净[3]。那么老师不妨让学生在课后也去尝试制作这样一个小型的洗衣机。学生在制作的过程中也能够充分发挥自身的科学精神。

2.3营造良好的科学探究氛围

要想在高中化学教学的过程中更好地培养学生的学习兴趣和终生学习的意识,通过引入情感和营造科学探究的氛围是非常重要的一种手段。教授理科的老师应该在上课的过程中充分对学生进行尊重,同时尽可能地满足学生个性化学习的需求,从根本上能够让学生感受到化学学习和物理学习的乐趣[4]。例如,在做化学实验的过程中,老师要尽可能地让一个组的学生承担取烧杯、加蒸馏水、取金属钠和不同步骤的实验,而再让专门的学生负责最后实验仪器的清洗和整理的工作。这样也就能够使得学生的注意力变得更加集中,而且学生在这种民主学习的氛围内能够更好地发挥自身的主观能动性,最终使得他们的思维也保持活跃。学生也会因为这样而变得更加热爱物理和化学的学习,这正是培养他们科学精神的最佳手段。

3.结束语

综上所述,在高中理科教学的过程中重视科学精神的培养对于学生今后的发展也有着很大的好处。因此,高中的化学老师一方面尤其要对科学教育进行充分地重视,同时将科学教育和高中理科的教学有机地结合在一起,无论在课堂还是在课外都给学生留有足够探索的时间和空间,只有这样才能够有效地培养学生对于理科的学习兴趣,并在此过程中形成自己的逻辑思维模式。此外,通过将实验更好地引入理科学习的过程中,那么也将更加有利于培养学生的动手实践能力和科学精神。

参考文献:

[1]吕宪军,王延玲.美国科学教育中培养学生科学素养的课堂教学策略[J].外国教育研究,2013(3):25-28

[2]蔡其勇,李玉乐.科学本质与学生科学本质观的培养[J].课程.教材.教法,2013(5):38-42

[3]王晶莹.《国际视野下的STS课程研究》—科学教育改革的时代走向[J].比较教育研究,2013(5):28-32

[4]刘克文.从生活世界岛科学世界—新课程理念下理科教学范式的重要转型[J].化学教育,2013(5):38-42

此文系湖南省教育科学研究工作者协会课题《基于课堂教学的高中理科生科学精神的培养对策研究》(课题批准号:XJK17C098)课题研究成果之一。发表在《教育科学》2018年第二期


高中生物实验教学与科学精神的培养

颜星 临澧县第一中学

摘要:在当前的高中生物教学中,越来越多的教师开始选择通过实验教学的方法来培养学生的生物科学精神,这也是最直接最有效的方法。因为实验要求学生具有一个良好的逻辑思维能力,并且在做事过程中要保持着严谨的做事态度。因此,重视高中生物实验教学,对于培养学生科学求真的精神、养成科学的学习方法有着十分重要的意义,同时还能帮助学生建立科学的探究思维,培养学生的创新精神。

关键词:高中生物;实验教学;科学精神;培养方法。

今年在高中生物的教学中,实验教学已经占据了非常重要的一个模块,而且在高考的考察中也占了很大的比重。对此每一位教师都会十分注重实验的环节,而且还会利用实验的环节,对学生的能力和方法技巧加以培养。对于学生科学精神的培养,生物实验,就能起到一个很好的媒介作用,并且也能充当一个非常符合学生实际的载体,让学生能够通过教师对于实验的教学,不断地培养自身的严谨的科学态度及科学精神,并且在此基础之上,学到更多的生物知识。但是在目前的高中生物教学阶段存在着很多的问题,如果能够及时地将这些问题解决,一定可以使高中生物的教学效率得以有效地提升。

一、当前高中生物实验教学的主要现象。

在当前的教学过程中,教师引导的学生进行的生物实验操作,主要是验证性实验,也就是给学生规定好实验的步骤,并且已经给出的学生实验结论,学生要做的只是按照操作步骤,进行得出最后的结论。这样的教学只要求学生懂得做实验的目的,能够理解实验的具体现象,并且了解这个实验具体说明了哪些问题,对于实际的操作过程中实验的设计、仪器和药品的选用、实验步骤的确定、以及实验能进行更加科学合理的改进,对于这些问题都没有给学生提出具体的要求。这也导致学生在进行实验的过程中,没有加入自己的思考,也没有对实验的内容进行探究和研究,只是努力地按照时间来,争取达到实验步骤和结果都教材上给出的规定相一致。但是,这种过于注重教材和书本知识的现象也是生物的科学性被埋没了。可以说,生物实验完全沦为了知识的简单验证和再现的过程,造成这种情况的主要原因还是由于学生缺乏一种良好的科学精神,并且没有一种科学的探究方法,教师也不能针对学生的实验过程,给出及时的恰当的评价,这都会使学生的学习效率有很大的影响。

二、如何通过高中生物实验教学来培养学生的科学精神。

1、重视教材中的经典实验,培养学生的科学精神。

在高中生物的教材中,有很多的经典实验需要教师帮助学生不断地完善和研究实验的过程与方法。在此过程中,学生们不仅应该要严格的遵守教材上给出的实验步骤,同时也要能够遵守实验室的规则,这样才可以保证有一个良好的实验环境和实验基础,这样以来得出的实验结果也会更加的准确,学生在观察实验现象时也会更加清晰,但是对于那些比较微小的实验,学生利用肉眼和显微镜都不能观察到的实验现象,教师也可以采用多媒体教学播放的方法来引导学生完成实验。同样也可以起到加深学生记忆,强化实验结果的作用。例如,在DNA是主要的遗传物质中的肺炎双球菌转化实验中,教师可以充分发挥他们的主导作用,巧妙地结合着日常生活中的实例,将知识的传授过程变成一个让学生了解科学探究过程的一种方法,并且让学生逐渐的探索。科学家在探究的过程中使用的,是什么样的探究方式,又有着怎样的科学精神,引导的学生沿着科学家的思维轨迹,对实验的每一个步骤甚至产生的每一种实验结果来进行分析,对于学生科学精神的培养有很大的帮助。

2、带领学生走出课堂、走出实验室,走入自然来分析生物实验。

在高中生物的实验过程中,有很多实验在课堂上和实验室都无法完成,同时通过教师创造的课堂情境,学生也可能会无法达到最理想的课堂效果。因此教师可以带领学生走入到自然中,让学生在大自然的优美环境之下,完成实验的过程以及教材中某些重点实验的验证过程。在生物学领域,自然中的很多生物现象都包括在其中,并且如果学生能够勇敢地走到自然环境中,对大自然进行探索,这对学生高中生物的学习也有很大的帮助。例如,教师可以引导着学生完成孟德尔的遗传实验,在实验过程中,孟德尔采用的实验材料是豌豆,教师可以在大自然中带领着学生找到这样的豌豆,去观察实际的实验现象,然后再进行探究和讨论,并且结合这个课本上给出的公式遗传定律来进行学习。这样原生态的环境更容易让学生对知识产生一种科学的态度,并且保持着一种严谨的规则来进行学习,这非常符合生物教学的原理。

3、重视实验的过程,对学生的操作过程加以考察。


在日常的高中生物学习中,这种科学的精神,还体现于学生们实验过程的操作的严谨程度。有很多学生和教师都只注重实验的结果,只注重是否能够通过一系列的操作得出相应的实验现象。但是如果没有一个完善的过程,这对于实验来讲也是不利的。学生们应该严格按照操作步骤来进行,并且教师也应该加强对学生实验操作的考察。在实验开始之前,教师可以规范自身的实验操作步骤来给学生进行演示,让学生能够有一个好的榜样来进行下一步的实验操作,这对于培养学生的严谨的科学的态度也有很大的作用。


参考文献:

【1】刘中国 走向开放的中学生物学实验教学》学术期刊《生物学教学2007(3)

【2】郑东平发挥生物学实验教学的人文教育价值》学术期刊《生物学教学2007(4)

此文系湖南省教育科学研究工作者协会课题《基于课堂教学的高中理科生科学精神的培养对策研究》(课题批准号:XJK17C098)课题研究成果之一。发表在《科教导刊》2018年第19期


高中化学教学中如何培养学生的科学探究能力

临澧县第一中学 廖庭华

《高中化学新课程标准》明确要求“提高学生的科学探究能力”,使学生通过科学探究的体验,在知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观这几个维度的课程目标都得到发展。因此,在教学中如何结合各模块的学习,指导学生进行科学探究活动,并通过活动提高学生的探究兴趣和探究能力,这是化学新课程实施过程中的重要课题。

  一、明确目的,抓住要素,形成对科学探究的兴趣

  高中化学新课标指出:科学探究不仅是一种学习内容,而且是一种重要学习方式,也是培养学生探究意识和提高探究能力的重要途径。学生在教师的指导下,在一个创设的学习环境中,从日常生活、自然现象和社会现象中,针对某一个需要解决的实际问题展开,让学生亲历探究的全过程,以解决问题和表达、交流结果。这一过程中可以把科学知识与观察、推理和思维结合起来,从而可以能动地获得对科学的理解。通过科学探究活动,对科学探究的手段,使用证据的规则,形成问题的方式,提出解释的方法等一系列问题有了亲身的体验,而不仅仅是听到或记住有关的知识或结论。可以逐步形成好观察、好提问、好探究的心理倾向,进而形成善于质疑,勤于思考,乐于表达思想、交流成果,并且乐于尝试创造创新活动,在自主探究中获取新知并形成良好的心理品质,最终形成科学探究的兴趣和较强的实践、探索、创新的欲望和能力。

  二、创设情境,诱发科学探究

  我在引导学生进行科学探究的活动时,大胆的放开手脚,让学生确实能够自主,这是培养学生科学素养的关键和基础。至于活动的内容,则既可以是教材上所安排的,也可以根据教学环境的需要,因地因时地随机插入。但需注重活动的定位,不是“验证理论”,而是“探究未知”。自己在活动中的作用只能是尽己所能地为学生创设科学探究的原始思维情境,并去诱发和引导他们进行“质疑”,然后再由学生自己去想办法——构思实验方案,并且由他们自己通过试验、探究和分析,找到答案,达到释疑的目的。唯有这样,才能使其在活动的实践中体验到探究的乐趣和成功的愉悦,进而激发他们刻苦奋进、勇于探究的欲望。具体地说,就是在指导学生进行科学探究时:(1)要使学生知道,学习的过程并非纯粹是对前人的模拟、复制和崇拜,要敢于在自己的思考中,提出见解、质疑前人、探求真知,从而积蓄其敢于发现真理和超越前人的果敢与勇毅。(2)教育学生重视意外情况的发生。因为,意外情况往往能够透视出人们尚未发现的自然信息,预示着获得创新成果的机遇来临。(3)鼓励学生敢于大胆假设。这是新的课程标准所提出的科学探究的主要环节,也就是说在提出问题之后,要敢于提出自己的猜想(4)引导学生悉心求证。就是要通过试验来验证或者是推翻假说,从而建立能够令人信服的理论,这是科学探究活动的核心。

  三、利用化学实验进行科学探究

实验探究是指通过实验来进行的一种探究活动,它是科学探究在化学实验教学中的具体应用,是化学教学中最常见、最主要的探究活动。实验探究能给学生提供主动探求知识的宽松环境,让他们在成功设计、操作实验的愉悦情绪下,充分发挥自己的潜力,活跃自己的思维,形成并提高自己的创造思维能力。

   实验探究一般按如下流程进行:提出问题――猜想与假设――制定计划――进行实验――记录现象――解释与结论――反思与评价――表达与交流。

   案例一:含有酚酞的氢氧化钠的溶液中,滴加新制氯水,边滴边振荡,直到红色褪去。对于红色消失的原因,甲同学认为是氯气与水反应生成的HClHClO中和了NaOH;乙同学认为是氯气与水反应生成的HClO具有强氧化性使红色酚酞变成了无色的物质。

   分析:如果红色消失的原因是因为酸碱中和,则红色可能重现,如果红色消失的原因是因为被氧化,则红色不可能重现。

   实验设计:向上述刚好褪色的溶液中再滴入一些NaOH溶液,若红色重现,则是因为HClHClO的酸性所致;若红色不再重现,则是因为HClO的强氧化性所致。

   教师在化学实验教学中,要鼓励学生积极参与化学实验方案的设计活动,大胆地提出自己的设想,并主动与老师和组内的同学讨论和交流,在讨论和交流的基础上形成组内共识,并与其他小组沟通。同样一个化学实验,可以设计出多种方案。在讨论和交流的过程中,教师要鼓励学生运用多种证据对自己的实验方案进行论证,引导学生倾听别人的设计方案和别人对自己的实验设计方案的评价意见,通过反思和自评,发现自己与他人的长处以及存在的问题,提出进一步完善和改进的具体方案。

  四、通过研究性学习进行科学探究

由于客观条件的限制,有些学校很难经常组织学生进行探究实验,再加上有些内容也确实不适于进行实验探究(如一些可能导致环境污染的实验),在这种情况下,通过研究性学习的方式来进行探究,不失一种有效的途径。因为研究性学习具有开放性、探究性和实践性的特点,可以利用课余时间通过调查、走访、查阅资料等非实验手段进行,时间、空间得到延伸,学习的宽度与深度也得到了拓展。

   案例二:某化工厂排放出的废气对周边地区生活、生态环境的影响。

   设计:①举办科普讲座。让学生了解我国乃至世界上有关环境污染的状况;参观化工厂,对其产品及工业流程有一个直观的了解。②指导选题。根据所了解到的情况,分小组自己确立一课题,如附近作物的生长情况,周边水质情况等,以便进行下一步探究。③制定研究计划,实施研究。各小组分别对其它小组设计的研究方案进行论证,提出一些建议,同时也完善自己的计划。随后各小组就充分利用自己的人际网,利用双休日等各种课余时间实施研究。④处理结果,撰写报告。学生本着实事求是的原则,在教师的引导下整理资料,加工处理信息,以恰当的方式表达研究结果。⑤组织研究成果的交流研讨。通过交流研讨分享成果,了解某化工厂的周边环境,并提出改善该地区环境的合理化建议。

   通过研究性学习,学生获取了亲身参与研究探索的体验,学会了分享与合作;培养了发现问题、解决问题的能力,也培养了科学态度、科学道德和对社会的责任心、使命感。

   总之,科学探究是学生积极主动地获取化学知识,认识和解决化学问题的重要实践活动。学生通过亲身经历和体验科学探究活动,可以增加自己学习化学的兴趣,增进自己对科学的情感,理解科学的本质,初步形成科学探究能力。而培养学生的科学探究能力,是高中化学教师的重要使命,期待与更多的同仁在此此方面进行探讨。

此文系湖南省教育科学研究工作者协会课题《基于课堂教学的高中理科生科学精神的培养对策研究》(课题批准号:XJK17C098)课题研究成果之一。发表在《教学与研究》2018年第五期