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1、谈在探究学习中培养学生的科学素养摘要：在科学的探究学习中，既要使学生形成扎实而系统的科学知识，又要让学生养成实事求是注意细节的科学态度，树立不畏艰险勇敢登攀的科学精神，学会应用一定的科学方法，这是实施三维一体目标教学的正确途径。关键词：探究学习、科学知识、科学态度、科学精神、科学方法我们的教育应该全面培养学生的文化科学素养。文化科学素养，顾名思义，包括文化素养和科学素养。何谓科学素养呢？依据国际科学教育界对科学素养的界定和我国的实际情况，教育部颁布的科学标准中提出科学素养应包括：科学探究（过程、方法与能力） ，科学知识与技能，科学态度、情感与价值观，对科学、技术与社会的理解。可见我们平常所说的
2、科学知识、科学方法和科学精神等是构成科学素养的最基本要素。在科学素养的构成中，知识不是唯一的，过程和方法、科学态度、情感与价值观应与知识三分天下，或者说它们是构成科学素养的三个维度。从科学课程的三维一体的教学目标出发，我们就应该引导学生在探究学习中努力实施。一、 在探究学习中形成扎实而系统的科学知识按照系统论的观点来看，每一事物都处于不同层次的系统之中。科学知识亦然。天文学、物理学、化学、生物学等无不组成各自的系统。在探究学习中教师就应做到心中有数。如果学生学的知识支离破碎、不成系统，或者说，在初中阶段学生的有关科学的基础知识学得不扎实，那就会对以后的学习深造带来不利的影响。在探究的学习过程中
3、，我们就应该十分注意借此过程逐步形成扎实而系统的科学知识。扎实而系统的科学知识之形成不是一朝一夕的事，教师的作用就在于引导之。一个知识点，又一个知识点，把每一个知识点落实于一定的活动流程中，使学生能够明白无误地知晓、掌握。这就好象一颗颗美丽的珍珠等待着我们用一根线将它们串起来。教学案例 1在学习了用二氧化碳熄灭放在烧杯中的高低不同的两支蜡烛（二氧化碳借用漏斗在烧杯一侧倒） ，蜡烛火焰自下而上熄灭，学生容易得出二氧化碳密度比空气大；二氧化碳不燃烧也不支持燃烧。我紧接着提出对“长短不同的燃着的两支蜡烛罩上茶杯后哪一支先熄灭”这一问题，学生异口同声地说：“短的一支先熄灭。 ”我说为什么？学生马上说出
4、了刚学的二氧化碳的性质。安静了一会儿，冒出一个调皮的声音：“老师，我认为上面一支蜡烛先熄灭，当发生火灾，室内浓烟密布时，应俯伏在地上爬行，这是否与该实验有关？”语气不是很坚定。受到该同学的提示，有一学生肯定地说：“老师，就是上面的蜡烛先熄灭。 ”班内其他学生急着让他说出理由，他不紧不慢地说：“因为生成的二氧化碳随着热空气上升，先存在在杯子的上方，所以上面的蜡烛先熄灭。 ”但其他学生还是将信将疑，怎么办？我把准备好的蜡烛和杯子分给学生，学生的积极性很高，小组同学开始动手实验，不一会儿，只听到学生说：“哇，上面那支蜡烛熄灭真快，真想不到。 ”通过探究，不仅使学生的科学知识学得扎实，学生们都已知道二
5、氧化碳密度比空气大；二氧化碳不燃烧也不支持燃烧。一个调皮学生的回答，使学生回忆起了已学过的有关密度的知识，以及对物质之间的密度大小进行了比较。使学生深刻认识到所学的知识必需互相联系，形成系统，才能正确地解决问题。二、在探究学习中养成实事求是注意细节的科学态度实事求是是马克思主义的灵魂所在。邓小平同志一九八六年三月二十八日会见新西兰总理朗伊时曾说过这么一句话“拿事实来说话。 ”实事求是在科学研究中也是不可动摇的科学态度。社会是复杂的，大自然也是复杂的。面对着复杂的世界，我们既要会用望远镜，也要会用显微镜，看任何事物都不能凭自己的主观臆断，用“有色眼镜”来观察事物。养成重视细节的科学态度是非常重要
6、的。惠普创始人戴维帕卡德说：“小事成就大事，细节决定完美” ，说明细小的事物在发展过程中的作用。中国有这样的古语“合抱之木，生于毫末；九层之台，始于累土；千里之行，始于足下” 。科学家有与众不同的眼光就在于注意事物的每一个细节，苹果从树上掉落在地上，牛顿因此而发现万有引力定律；茶壶的水开了，蒸汽顶起了壶盖，因此发明了蒸汽机，从而引发了一场工业革命；中国已故的气象学家竺可桢，他每天都把气象观测数据记在日记中从不间断，直到临终前，他的最后一篇日记特别注明两个字“局报” 。所以在探究学习过程中，教师应该特别强调端正学习科学的态度，实事求是、注意细节的科学态度将会给他们的一生带来丰硕的成果。教学案例
7、2在一次研究串联电路特点的教学时，我先给学生讲了个故事。1777 年，法国化学家拉瓦锡在前人工作的基础上，通过实验提出了空气是由氮气和氧气组成的结论，揭开了空气神秘的面纱。但百余年后，英国物理学家雷利在研究中发现，从空气中分离出的氮气，总比从含氮化合物中制得的氮气每升要少 0.006 7 g，尽管这一差值非常微小，但他没有放过，他怀疑从空气中获得的氮气里一定还含有尚未被发现的新气体。后与英国化学家拉姆塞合作，经过十几年的努力，终于在 1894 年发现了空气中还存在着一种“懒惰”的气体氩气。我请学生想一想：雷利为什么怀疑从空气中获得的氮气里还含有尚未被发现的气体？你认为氩气的密度与氮气相比，哪个
8、更大？听了这个故事后，你还有哪些感受？学生们正确回答了问题，还说到，我们做任何事情都要实事求是，注意细节，对科学研究更要严谨，一丝不苟，这样才能象雷利那样做一个对社会有贡献的人。接着我和学生共同通过实验来探究串联电路的特点，每小组都在正常的进行着实验，但在做到串联电路电压特点时，有的小组得出了 UU1+U2的结论，但有些组觉得有差异，他们的结论是 U U1+U2，再做一次吧，还是同样的结果。有学生问我：“老师，我们的结论为什么 U 不是正好等于 U1+U2，是不是电路哪里还有电阻？”有学生猜测说：“是不是导线两端存在电阻，是不是电源本身存在电阻”我表扬了学生，并告诉他们初中阶段我们教科书上的有
9、些结论是粗略的，你可以保留你的想法，并用实验去证实。学生们为自己的发现感到兴奋。三、在探究学习中树立不畏艰险勇敢登攀的科学精神马克思曾经说过这样的话：在科学的道路上没有平坦的道路可走，只有在崎岖的山路上勇敢攀登的人，才能达到光辉的顶点。马克思在这段话中特别强调了那种不畏艰险、勇敢登攀的科学精神。同时也告示大家：科学可以发现世界的优美，科学本身具有伟大的美，居里夫人曾说：“我一直沉醉于世界的优美之中，我所热爱的科学也不断增加它崭新的远景” 。正因为居里夫人目标始终如一，50 年攻关，锲而不舍，执着地探索，终于发现了镭。在这 50 年的攻关中正如爱因斯坦在悼念玛丽居里的文字所说：“不仅是靠着大胆的
10、直觉，而且也靠着在难以想像的极端困难情况下工作的热忱和顽强，这样的困难，在实验科学的历史上是罕见的。 ”由于中国改革开放以来，人民生活水平的普遍提高，独生子女数量的增多，当前一部分青少年缺少一种艰苦奋斗、顽强拼搏的精神。习惯于饭来张口，坐享其成的生活方式，今天党和各级政府都纷纷提出建设创新型城市的号召显得十分必要。如何培养那种不畏艰险勇敢登攀的精神呢？这就要求我们教育工作者认真思索，特别是科学教师尤其要特别关注。教学案例 3在初一刚学习科学探究时，我给学生讲述了詹纳的一个大胆的实验。18 世纪末，在英国格洛斯特郡的农村有一个 8 岁的男孩，名叫詹纳。母亲请人为小詹纳吹了“花”，可预防天花。“吹
11、花”以后不几天，他就开始发烧了，全身不舒服，就像生了一场大病似的。经过折腾，小詹纳心里产生了一个强烈的想法：吹一次“花”这么痛苦，能不能有更好的办法，既不让人出天花，又不吃这么大的苦头呢？我请学生谈谈想法，学生认为詹纳年龄这么小，能为别人考虑，真不简单。詹纳 13 岁时，便到一位外科医生洛德那儿去学医。18 岁那年，一天有一位年轻的妇女陪着一位正在出天花的病人来看病，詹纳便提醒这位妇女说：“你要当心，自己也会传染上天花！”可是，这位妇女却漫不经心地说：“请放心，我不会传染上天花的。”詹纳奇怪地追问：“为什么？”年轻妇女充满自信地回答说：“因为我已出过牛痘。”原来，年轻妇女是养牛场挤奶的女工。奶
12、牛的身上有时会生一种痘疮。挤奶女工的手、胳膊或身上其他部位的皮肤如有破裂的地方，碰到牛的痘疮，也会出一些小痘疮。只要出过这种痘疮，以后就不会再得天花病了。学生认为，要留心生活，并对生活中的现象要多问一个为什么？詹纳决定用牛痘溃疡的脓液代替，为一个小男孩接种。6 周以后，他用天花再给这小男孩接种，小男孩没有患病。学生说到，他们要学习詹纳那种把人们的疾苦当作自己的责任，为了科学不畏艰难，甚至把自己的生命置之度外、勇敢登攀的精神。 还说在以后的学习，特别是探究学习过程中一定要学会勇敢登攀。四、在探究学习中学会应用一定的科学方法中共中央国务院关于深化教育改革，全面推进素质教育的决定中明确提出了：“要让
13、学生感受、理解知识产生和发展的过程，培养学生的科学精神和创新思维习惯”新一轮课程改革中，也明确的将“过程与方法”列为三个课程具体目标之一，要求教师引导学生亲身经历科学探究过程，学习科学研究方法，领悟科学的思维与精神。科学学习的常用方法有：控制变量法、演绎推理法、实验归纳法、假说方法、比值定义法、等效方法、乘积定义法等。这些也就是科学方法教育的主要内容。这些科学方法是科学探究的工具，是连接知识与能力的桥梁，我们科学教师就应该引导学生学会使用这些工具，正如古人说得好“授人以鱼，不如授之以渔” 。教学案例 4上课前我和学生一起分享了获得诺贝尔奖的一个故事。打开啤酒瓶盖时会出现冒泡现象。美国物理学家格
14、拉塞受啤酒泡的启迪而成为诺贝尔奖的获得者。当我们打开啤酒瓶盖时，会有大量的气泡产生，当气泡逐渐减少时，摇晃酒瓶或把啤酒倒进杯子里，又会出一些气泡。格拉塞想，还有什么办法能让啤酒里“藏”着的气泡跑出来呢？他试着把一粒米扔进啤酒里，只见小米粒往下沉的时候，周围又冒出一串串的小气泡，这些小气泡能够很清晰地展现米粒下沉的轨迹。这一发现让格拉塞兴奋异常。他想，如果对那些难以捕捉的微小粒子，也用气泡来指示它们的踪迹，工作起来不就容易多了吗！根据这一想法，他很快研制出了一间气泡实验室，在微小的粒子射入气泡室后，便可通过气泡来观察粒子的运动轨迹。后来，格拉塞在气泡室里又发现了许多新粒子，他也因此获得了诺贝尔物
15、理学奖。学生认为平时生活中要善于发现、思考、动手、归纳，科学探究更应如此。课堂教学继续着，我和学生一起通过实验探究大气压的存在。我将纸片覆盖在空的玻璃杯口，当杯子倒转过来，并抽出左手时，学生看到纸片掉下来了。再将纸片覆盖在盛满水的玻璃杯口，当杯子倒转过来，抽出左手后，我让学生猜一猜杯中的水是否会流出？ 学生们非常兴奋，有说“会”或“不会” ，而且跃跃欲试。我就请学生亲手试一试“覆杯实验” 。学生们带着疑问开始动手，有些小组的纸片没掉下来，学生很惊讶；有个别组的纸片掉下来了，他们并不气馁，再来一次，两次，当杯中放满水后，纸片就不再掉下来了。实验中，学生提出了很多问题：老师，我们的纸片没掉下来，这
16、是为什么？老师，我们在杯子里没放满水时，纸片会掉下来，当杯中放满水后，纸片就不再掉下来了，这是为什么？学生对问题有着不同的答案：老师，我认为是里面的水把纸片粘住了。老师，我认为是大气压强把纸片给压住了。为了消除学生认为是水把纸片粘住的这一经验误区，我设计了用特殊杯子做的“覆杯实验” 。先在一次性杯底戳一个小洞，然后用橡皮泥封住，按照前面步骤，当实验完成后，我用针使杯底的孔露出来，纸片马上掉下来了。在一片学生的“哇”声中，我想他们的思维应该受到冲击，学生存在的经验误区得到解决，都认为是大气压把纸片压住了。实验归纳法是科学学习的常用方法，尤其在探究学习中，有些问题的解决只有通过实验，学生才能真正理解。综上所述，我们的科学课程应该关注科学，技术与社会的问题；强调科学探究，让学生亲历科学，在体验中学习科学；强调要理解科学的本质，培养科学的精神，形成科学的态度和价值取向。只有这样，我们才能培养造就创造性人才，才能全面地提高中华民族的文化科学素养。参考文献：1、 李晓文.加强对学生科学态度的培养.中学化学教学参考，2005， （12）2、 邓小平.邓小平文选（第三卷）：
