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1、第 1 页 共 22 页在自然科学教学中培养学生科学素养的研究报告内容摘要：实行科学教育，培养和优化我们及下一代学生们的科学素养，将是教育的，也是国家的头等大事，但有关实行科学教育的行 为 至今仍然存在着很大的盲目性。因此，我们进行这一课题的研究有着 时间上的紧迫性和空 间上的广阔性。我们把科学素养、科学教育及相关概念的理解作为前期研究的主要内容。在对本市初中生的科学素养的基本情况调查和分析的基础上，我们选择“推行探究式 课堂教学、社会实践型研究性学习、实验活动课以及科学教育系列 讲座”教育形式 进行课题的实践研究，并取得显著的成效，体现在对素质、科学素养和科学教育等概念有清晰的理解；从学生和
2、老师身上看到显著的变化。但由于各种因素的制 约， 导致本课题研究履步艰难，影响了 课题成果的完整性和完美性。关键词：科学素养、探究性教学、研究性学习、实验 活动课、科学教育讲座。在本课题开展研究之前，金俊青老师已完成了在省教研室立项课题在物理教学中提高科学素养的研究 ，它为我们的研究提供了许多有益的启示，对本报告的形成也很有参考价值。一课题的提出时代的发展已将现代人置身于科学技术的海洋中，致使他们与自然、与社会、与他人的相互作用都需要通过科学技术（包括知识、方法、精神仪器、设备和手段）来传递，于是人类的存在对科学技术有了越来越强的依赖。新的时代对教育提出了更高的要求，在 1981 年和 198
3、4 年的两次国际教育大会上指出中小学教育要“适应科学技术迅速发展的形势 ”， “科学技术启蒙教育应是基础教育改革中十分重要的内容” 。 20 世纪中叶以来，世界各国已开始了科学和技术教育的研究和教育改革的实践。如美国 2061计划和国家科学教育标准的出台；日本的新科技立国的确立等等。在我国突出反映在十几年来大为倡导的素质教育，实施素质教育是我国教育面对 21 世纪的挑战，为适应社会主义现代化的建设，全面体现现代化的真正内涵而选择的一条有效途径，是教育改革的历史性飞跃，所以如何切实地实施素质教育，是每一位教育工作者面临的紧迫任务，但十分遗憾的是对素质和素质教育含义的理解至今尚未形成共识，所以有关
4、素质教育的行为至今仍然存在着很大的盲目性。由于素质是关于人的质量状态的一个综合性概念，涉及到人的很广范围和很深的层面，我们无力也无法把它们作为本课题的研究对象，因此我们将本课题的研究目标定在“科学素养”这一局部性范围上来。 回浦实验中学 钱和兵第 2 页 共 22 页就当今社会面言，人的科学素养的水平，对于他的素质的形成有决定性的影响，所以培养和优化科学素养的教育，是现代素质教育中最重要的组成部分。但是在我国特定的历史文化条件下发展起来的应试教育，却严重阻碍了素质教育的有效实施，阻碍了学生科学素养的提高。中国科协在 2001 年对我国公众的科学素养进行了调查，具有基本科学素养的比例仅为 1.4
5、%，而美国和欧共体在 1990 年就分别已达到 6.9%和 4%，这不能不引起我们对现行的教育体制进行思考。尤其是在如此激烈的国际竞争中，如果我们还不能迅速提高自己的科学素养和素质水平，那将可能造成民族和国家的危机。因此，实行科学教育，培养和优化我们及下一代学生们的科学素养，将是教育的，也是国家的头等大事，正因为如此，我们进行这一课题的研究有着时间上的紧迫性和空间上的广阔性。本课题的宗旨在于研究自然科学教学中如何培养和优化学生科学素养的途径和方法，促使现行的自然科学教学转向以人的发展为目标的素质教育。二国内外同类课题研究综述据查互联网和有关文献资料可知，国内已有一些相近的实验研究，如：江苏省生
6、物特级教师张建的华苏南农村中学生科学素养的调查分析 （生物学杂志2001年 1 月） ；江都市陈其淦老师的中学物理新教材教学与科学素养的培养 ；上海市对人的科学素养培养也非常重视，上海科协提出了走进科技教育，加大力度提高青少年科学素养 。等等，都从高中分科教学的不同教度提出了加强和重视学生科学素养的培养，而作为学生科学素养培养的关键时期的初中阶段以及最能体现科学教育的自然科学教育过程中进行学生科学素养的培养之研究则很少见。在国外关于科学素养的研究也不少，如德国的卡尔威特在教育论著中写着“即使是普通的孩子，只要教育得法，也会成为不平凡的人。 ”从小就着手对小卡尔威特进行科学素养各方面的教育，成功
7、地造就了世界名人小卡尔威特；美国的美国国家科学教育标准中对培养学生的科学素养提出了较全面具体的措施和方法，在日本、韩国、新加坡等国家也都非常重视人的素质教育和培养。但这些国家的成功经验能否适用于有二千年文化传统的中国教育呢？有待于我们进一步研究。由于素质教育、创新教育等已有相近的研究，因此本课题可从中得到一些借鉴和启发。另外，杜威的明日之学校、马克思的关于人的全面发展学说，可持续发展理论、顾志跃的科学教育概论、江泽民的科学兴国等都是本课题研究的理论基础，国内外的一些成功经验也为我们指示了研究方向。三课题研究的实施过程前期准备工作在本课题立项研究之前，我们课题组成员就已经对当前的应试教育存在着的
8、弊端、如何进行课堂教学改革及推进素质教育等进行了讨论，并撰写了部分心得论文，如何冬莲老师的以学论教谈一节好课的标准 、 阿基米德原理教学设计 ，胡晓燕老师的物理教育要启发学生积极思维 、 中学理科的自然观教育等等，为本课题的研究第 3 页 共 22 页已做了大量的前期准备工作。课题研究流程图下面的图示概括地表示了我们研究工作的思路和方法以及研究所涉及的几个主要方面。我们认为一项研究，首先要明确研究对象和方向，这样可避免盲目性，所以我们把科学素养、科学教育及相关概念的理解作为前期研究工作的主要内容，为实践研究奠定了理论基础。通过对本市初中生的科学素养的基本情况调查和分析后，在保证既有利于学生的学
9、习成绩的提高，又有利于学生科学素养的培养和优化的前提下，我们选择“推行探究式课堂教学，进行课堂教学改革；以自然科学知识为载体的社会实践型研究性学习和实验活动课以及科学家的成长为主题的科学教育系列讲座”等四种教育形式进行课题的实践研究。通过实验班学生反馈情况来检验我们实践研究的成效并不断修正研究方案。（一）课题理论层面的研究1科学素养概念的发展培养科学素养从口号向目标的演进科学素养一词一开始是被用作理想化的口号，没有特定的意义。多数人认为，首次使用“科学素养”一词来探讨科学教育问题的是美国斯坦福大学的学者赫德，他于1958 年发表了一篇科学素养对美国学校的意义的论文中把科学素养解释为科学及其在社
10、会中的应用，并探讨了科学与社会的关系，自此以后，人们开始关注科学素养的问题，并把培养科学素养作为科学教育的口号经常提及；1971 年美国的NSTA（国家科学教师协会）在其题为（70 年代的学校科学教育）的情况报告中明确提出“科学教育的最主要的是培养具有科学素养的公民” ；1983 年 4 月美国国家优质教育委员会发表了一份具有世界影响的报告国家处在危险中：教育改革势在必行中指出“科学教育的目的是培养一代具有科学素养的美国人” ； 1989 年和 1993 年，课题研究理论研究实践探索 思路与方法科学素养科学教育 反馈探究式课堂教学社会实践型研究性学习实验活动课科学教育系列讲座学生科学素养的提高
11、干扰作用素质教育交集应试教育第 4 页 共 22 页AAAS（美国科学促进协会）分别发表了两个重要报告：为所有美国人的科学：2061计划 、 科学素养的基准中确立了“为全体学生的科学课程”的思想，全面系统地提出了科学素养的具体内容。科学素养的内涵由“科学”向“科学人文”的演进20 世纪 50 年代，把学生作为脱离日常生活的新一代科学家来培养，实施精英教育，此阶段的科学素养的内涵被理解为着重于科学知识的掌握，进入 60 年代以后， “科学与社会” “科学与技术” 、 “科学与人文”已扩充为科学素养的内涵，进入 80 年代，美国国家科学教师协会（NSTA）发表的“科学技术社会新尝试”中进一步认为科
12、学素养对于一个人是否可以在社区里发挥功能是很重要的。从西方发达国家对科学素养理解的两方面历史演变过程中不难看出，科学素养越来越成为科学教育培养的主要目标，随着社会发展和地区差异的存在，科学素养的内涵也不是一成不变的。2对科学素养内涵的一般理解国际上普遍认为科学素养的主要内涵包括三方面：对于科学知识（科学术语和科学基本观点）：对于科学的技术、过程和方法：对于社会和个人所产生的影响到基本的了解程度。我国专家对科学素养的内涵也进行探讨，可把科学素养分为四个方面。一是科学知识、技能和方法；二是科学能力；三是科学观；四是科学品质。从全国教育科学“十五国家级重点课题，在基础教育阶段倡导科学人文教育的实验研
13、究”的专题研究中，可以发现科学人文教育目标培养具有科学精神人文素养的人，于 20 世纪 80 年代以来世界科学教育改革目标，培养具有科学素养的人比较更加鲜明地强调了人文精神，由此可见：“科学素养具有特定的文化特征，有一定的社会性和历史性。 ”在我国学者对科学素养内涵理解的基础上，借鉴西方国家的关于科学素养发展的经验，我们认为科学素养是由科学知识、科学方法、科学能力、科学意识和科学品质五大要素构成，其中科学知识起着基础性的作用，是培养和形成其它要素的载体。科学能力是核心，包括各种科学思维能力和科学实践能力等内容。科学方法是科学素养的重要组成要素，是科学的认识方法。科学意识和科学品质是科学素养的重
14、要表现形成，科学意识包括科学的世界观，在社会生产及生活中有理解和应用科学的意识等内容，科学品质主要指科学态度、精神以及对科学的兴趣、情趣、动机等内容。因此，我们将培养和优化学生的科学素养作为本课题研究的总目标，具体表述为：通过本课题的研究 ，将保持和提高学生对自然现象有较强的好奇心和求知欲；了解和理解科学知识，学会或掌握一定的基本技能和科学方法，并能用它们解释常见的自然现象，解决一些实际问题；增进对科学探究的理解，初步养成科学探究的习惯，培养创新意识和实践能力；初步形成对自然界的整体认识和科学世界观，并能关注科学、技术和社会的相互影响。（二）课题实践层面的研究1关于初中生科学素养基础情况的调查
15、与分析我们认为学生的科学素养的核心是学生的科学精神，科学态度和科学的价值观，据此以及结合学生对科学素养的理解和对自然科学的看法设计 1 份问卷，对本市的各第 5 页 共 22 页种类型的学校（农村学校、城关学校及民办学校）的学生进行抽样问卷调查，并分别进行统计，作出具体分析。本次调查共发放问卷有 876 份，收回有 865 份，有效问卷有860 份，有效率达 98.2%。统计结果如下：学生科学素养调查问卷统计表调查题目 选择项 统计结果1你知道科学素养吗？（ ）A、不知道B、曾经听说过B、比较了解。533611科学素养的理解2下列关于科学素养的理解，你认为正确的是（ ）A、是天生就有的B、就是
16、学者、高科技工作者具有的品质C、一般大众经后天培养后都可具有。865273首次在报纸上看到“克隆技术”“厄尔尼诺现象”“竞赛”之类新名词时，你总是（ ）A、最后没 东 西看了，才翻过来看这些B、按报纸的先后顺序看下去C、先睹为快。1733504日常生活中一些司空见惯的现象是否能引起你的兴趣，并很想弄清其中的道理。如：晴空为何是蓝色、鱼儿在水中为何淹不死（ ）A、从来不B、有时有C、常常。186121科学态度5在学习自然科学的过程中，你能经常把自己的品质习惯等培养与自然科学的知识联系起来吗（如学习“ 影响滑动摩擦力大小的因素时，能跟考试心理压力的调节联系起来）？（ ）A、从没想 过B、偶尔想过C、经常这样想的。3752116你在做自然科学实验时， 实验失败了
