專題學(xué)習(xí)1追問科學(xué)的本質(zhì)

1、 專題學(xué)習(xí)1 追問科學(xué)的本質(zhì)【主題內(nèi)涵】科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)提出，科學(xué)教育要注重培養(yǎng)學(xué)生良好的科學(xué)素養(yǎng)，使學(xué)生逐步領(lǐng)會(huì)科學(xué)的本質(zhì)。但是課程標(biāo)準(zhǔn)并沒有對(duì)科學(xué)的本質(zhì)進(jìn)行進(jìn)一步的闡釋，以前的自然教學(xué)也沒有提出讓學(xué)生領(lǐng)會(huì)科學(xué)的本質(zhì)。那么科學(xué)的本質(zhì)究竟是什么？為什么科學(xué)教育十分重視學(xué)生理解科學(xué)本質(zhì)？這里涉及到人們對(duì)科學(xué)的認(rèn)識(shí)，對(duì)科學(xué)課程的認(rèn)識(shí)問題。自19世紀(jì)初期科學(xué)開始在學(xué)校課程中取得一席之地以來，人們一直希望學(xué)生不僅要學(xué)會(huì)科學(xué)的知識(shí)與技能，掌握科學(xué)的方法，而且要通過科學(xué)的學(xué)習(xí)，內(nèi)化科學(xué)精神，形成科學(xué)價(jià)值觀，懂得和欣賞科學(xué)的本質(zhì)，是科學(xué)教育對(duì)個(gè)人的文化品質(zhì)和生活質(zhì)量產(chǎn)生有益的影響。到現(xiàn)在，科學(xué)作為一種文化現(xiàn)象，

2、已經(jīng)得到很多學(xué)者的認(rèn)可。邦格認(rèn)為，科學(xué)文化是當(dāng)今最先進(jìn)的文化現(xiàn)象。因此讓學(xué)生在科學(xué)學(xué)習(xí)中領(lǐng)悟科學(xué)的本質(zhì)，就是接受科學(xué)文化的熏陶，接受當(dāng)今最先進(jìn)的、沒有國界的文化，意義十分深遠(yuǎn)！科學(xué)課脫胎于自然課，而又有所發(fā)展，是站在自然（常識(shí)）的肩膀上發(fā)展起來的?？茖W(xué)是一門新的課程，因而就提出了新的要求，其中對(duì)科學(xué)本身的認(rèn)識(shí)是科學(xué)教育的重要內(nèi)容，也是科學(xué)不同于自然的新的特點(diǎn)，即這一學(xué)科的教學(xué)過程中要體現(xiàn)科學(xué)的本質(zhì)，要體現(xiàn)科學(xué)是一種文化現(xiàn)象的特點(diǎn)，課程標(biāo)準(zhǔn)用“科學(xué)素養(yǎng)”這個(gè)詞來表述。對(duì)科學(xué)的本質(zhì)界定，有不少不同的理解，不過一致認(rèn)同的有這樣三點(diǎn)：一、科學(xué)是一種實(shí)證的系統(tǒng)。既然科學(xué)是實(shí)證的，它就可以通過證實(shí)的、證偽

3、的方法來得出結(jié)果，而且可以重復(fù)多次，是可檢驗(yàn)的。第二、科學(xué)的結(jié)論是符合邏輯的，我們可以通過推理的方法得出結(jié)論。第三，科學(xué)的結(jié)論是有局限性的，隨著時(shí)間的發(fā)展，其結(jié)論也是可發(fā)展的?？茖W(xué)作為一種文化現(xiàn)象，其特質(zhì)著重反映在科學(xué)家的身上，比如說求實(shí)的精神;理性的精神，對(duì)客觀世界的尊重; 以及在此基礎(chǔ)上形成的民主意識(shí)；探索的精神等等。我們小學(xué)科學(xué)課在以下三個(gè)方面體現(xiàn)了這些特點(diǎn)：一個(gè)是培養(yǎng)孩子的實(shí)證意識(shí)；這種實(shí)證意識(shí)可以用多種方式培養(yǎng)；第二個(gè)是他們的思考符合邏輯；第三是培養(yǎng)學(xué)生的質(zhì)疑精神。實(shí)證意識(shí)：即科學(xué)是講求證據(jù)的，科學(xué)的結(jié)論可以經(jīng)得起證實(shí)，也經(jīng)得起證偽。實(shí)證意識(shí)既是思想文化的一種形式，也是科學(xué)方法論的重

4、要內(nèi)容。邏輯思維：即科學(xué)都是符合邏輯的，科學(xué)的結(jié)論及經(jīng)得起實(shí)證的檢驗(yàn)，也經(jīng)得起邏輯的檢驗(yàn)。質(zhì)疑精神：即科學(xué)是沒有盡頭的，在不斷的質(zhì)疑過程中向前發(fā)展。在探索的過程中，有的老師對(duì)科學(xué)課程的理解比較到位，教學(xué)中能夠自覺地體現(xiàn)科學(xué)的課要求；有的老師還停留在原來的認(rèn)識(shí)高度上，往往在教學(xué)中忽略了科學(xué)課的特點(diǎn)，停留在自然課的基礎(chǔ)上?！景咐枋雠c評(píng)析】這是一位老師在教學(xué)過程中所采取的策略，具體到一節(jié)課、一個(gè)環(huán)節(jié)怎樣處理，怎樣體現(xiàn)可學(xué)科的意味，怎樣由意識(shí)的滲透對(duì)科學(xué)本質(zhì)的理解，課堂教學(xué)中有許多生動(dòng)的例子，也有許多有效的策略。各種各樣的葉中關(guān)于是不是同一種葉的討論：老師拿出兩片葉子，并要求學(xué)生找出這兩片葉子的相同

5、之處。有的學(xué)生小組找到七個(gè)相同點(diǎn)，有的小組找到九個(gè)相同點(diǎn)，因而得出結(jié)論：它們是相同的葉子。接著老師又拿出兩片樹葉，讓學(xué)生比較它們是不是同一種葉子并要求說出理由。結(jié)果一個(gè)小組找出了8個(gè)不同點(diǎn)，說明這兩張葉子不是同一種樹的葉子。)隨后，老師又拿出兩片葉子，看似差不多，卻又不一樣，問：“大家說是不是同一種樹葉”？學(xué)生有的說是有的說不是，都有自己的說法，也都有支持自己的證據(jù)，誰也說服不了誰。怎么辦？最后老師拿出了整個(gè)樹枝，可以看出上面的樹葉是有變化的，學(xué)生明白了，原來是同一種樹葉！找相同點(diǎn)和不同點(diǎn)，其實(shí)就是找證據(jù)，證據(jù)意識(shí)是實(shí)證意識(shí)的重要方面，這是在操作的過程中滲透了證據(jù)意識(shí)。讓學(xué)生在找相同點(diǎn)和不同點(diǎn)

6、的過程中，對(duì)證據(jù)增加認(rèn)識(shí)。(這時(shí)拿出的整條樹枝是什么？是最有力的證據(jù)！最重要的證據(jù)！也就是告訴學(xué)生，證據(jù)有重要和次要之分，有最強(qiáng)烈的證據(jù)，也有一般的證據(jù)。這無疑進(jìn)一步加強(qiáng)了學(xué)生的證據(jù)意識(shí)。把證據(jù)意識(shí)作為訓(xùn)練學(xué)生實(shí)證意識(shí)的重要方面來展開，這是這節(jié)課所表現(xiàn)出來的操作策略。在我們的社會(huì)里，許多情況下，根本不講證據(jù)，只講權(quán)威。這是從小教育的結(jié)果。現(xiàn)在如果就開始不斷進(jìn)行實(shí)證意識(shí)的訓(xùn)練，那么學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)將會(huì)不斷得到增強(qiáng)，對(duì)人的發(fā)展和社會(huì)的發(fā)展產(chǎn)生極大的影響。能體現(xiàn)邏輯思維的科學(xué)課，最明顯的是教科版馬鈴薯在水中是沉還是浮這一課。在作者所聽過的十多節(jié)課中，都反映出同樣的問題。桌子上放著兩盆液體，老師出示兩個(gè)

7、馬鈴薯，分別放到盆子里。馬鈴薯在一盆液體里沉，另一盆液體里浮。交換馬鈴薯，再分別放入盆中，在剛才沉的盆子里，馬鈴薯還是沉，浮的還是浮。把兩個(gè)馬鈴薯放入其中一個(gè)盆中，都浮起來了，放入另外一個(gè)盆中，馬鈴薯都沉下去了。這時(shí)候?qū)W生說：“噫，這個(gè)水是怎么回事？”有的就說：“老師，浮的一盆水是鹽水！”聽一個(gè)學(xué)生這樣說，好多學(xué)生都會(huì)跟著認(rèn)為是鹽水。這時(shí)大多數(shù)老師都會(huì)說：“好！真聰明！告訴大家，老師在課前確實(shí)放了鹽?！苯酉聛砝蠋熡謫枺骸斑@是鹽水嗎？怎么來驗(yàn)證呢？”學(xué)生會(huì)說：“燒一燒就燒出鹽來了。”接著學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，按照教材的方法燒鹽水，結(jié)果真的燒出了白色的粉末，學(xué)生都認(rèn)為這就是鹽！證明了使馬鈴薯浮起來的液體就

8、是鹽水。老師又問：還有什么方法證明這盆水是鹽水？學(xué)生思考之后說：做一杯鹽水試試看。于是，分小組做鹽水使馬鈴薯浮起來的實(shí)驗(yàn)，最后試驗(yàn)成功了，學(xué)生十分開心。像這樣的過程充滿探索性，孩子們很有興趣，學(xué)習(xí)積極性很大，一堂課上下來也很順。我們很多老師差不多就是這樣操作，效果很好！得到大家認(rèn)可。那么，有沒有更好的教法呢？在另外的課堂上，有一位老師也上了這一課。當(dāng)學(xué)生說盆里的水是鹽水時(shí)，老師問：“你能確定老師的一杯水肯定是鹽水嗎？”這個(gè)提問引起了學(xué)生的思考，有一些學(xué)生就說不敢確定。老師說，如果不能確定這杯水是不是鹽水，那么我們?cè)趺崔k？有的學(xué)生說：我們來把水燒干，有的學(xué)生說做一杯鹽水試試看。同樣是燒液體，同樣

9、也是做鹽水使馬鈴薯浮起來的實(shí)驗(yàn)，這次的實(shí)驗(yàn)是探索性的實(shí)驗(yàn)，前面是驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn)。對(duì)學(xué)生來說是驗(yàn)證和探索的區(qū)別，也是不同思維的結(jié)果。 把調(diào)羹里的鹽水燒干后，出現(xiàn)了白色的粉末，好像是鹽，可學(xué)生不敢確定是不是鹽。做了鹽水使馬鈴薯浮起來的實(shí)驗(yàn)之后，學(xué)生說那肯定是鹽水！老師說：你們?cè)趺纯隙ㄑ?？老師提供糖、味精，把它們?nèi)芙庠谒?，放入馬鈴薯。學(xué)生做了，溶解了糖的水也能使馬鈴薯浮起來，溶了味精的溶液也能使它浮起來。這時(shí)候老師問：剛才老師的這杯水到底是什么水？學(xué)生說：可能是糖水，可能是鹽水，可能是味精水，還有些小組說可能是三種水混合在一起！還有的學(xué)生說，現(xiàn)在反而不知道了！在這個(gè)過程中，科學(xué)的本質(zhì)、這個(gè)推理的過程

10、、這個(gè)證實(shí)的過程、這個(gè)質(zhì)疑的過程都隱含著這個(gè)“是不是鹽水？”的活動(dòng)當(dāng)中。“不能確定”才是真正的科學(xué)結(jié)論！誰能確定呀？學(xué)生說的可能是鹽水可能是糖水這個(gè)結(jié)論，是一個(gè)真正屬于他們研究之后的結(jié)論，真正符合邏輯推理之后得到的結(jié)論。這樣的課就體現(xiàn)了我們科學(xué)課對(duì)科學(xué)本質(zhì)的追求，也體現(xiàn)了科學(xué)課和自然課的區(qū)別。還有一位老師是這樣處理的，課快結(jié)束了，老師問：既然你們認(rèn)為這杯水不能確定是鹽水，那么讓馬鈴薯沉的那杯水又是什么水呢？學(xué)生一愣，過了一會(huì)兒說：也確定不了，因?yàn)槭柜R鈴薯沉下去的這杯水有可能是清水，也有可能是淡鹽水，也有可能是其它淡淡的水，濃度不夠浮不起來。下課了，幾個(gè)學(xué)生追著老師問：老師，這究竟是什么水呀？老

11、師的提問相當(dāng)有深意，對(duì)科學(xué)的認(rèn)識(shí)過程和科學(xué)的本質(zhì)把握的非常到位。促使學(xué)生進(jìn)一步思考，發(fā)展了學(xué)生的邏輯思維能力和思考方式，這是好課給我們的啟示。學(xué)生有強(qiáng)烈的求知欲，他們會(huì)打破沙鍋問到底，想了解最初的一盆水究竟是什么水，那么老師能不能把鹽水的秘密告訴學(xué)生呢？不告訴，對(duì)孩子的印象十分深刻。搞了半天，找了那么多證據(jù)居然還是確定不了！告訴他們，滿足了學(xué)生的好奇心和求知欲，下一次孩子還會(huì)更加積極的投入到你的課當(dāng)中來。如果要告訴學(xué)生其中的秘密，那么首先得讓他們承認(rèn)自己在做了這么多實(shí)驗(yàn)后還確定不了，才能告訴他們。所以說，自然課（常識(shí)課）怎樣向科學(xué)課發(fā)展？里邊有好多文章可以作，這個(gè)文章做在哪里？就做在我們的課堂

12、里！實(shí)際的操作層面上！它不僅僅是換了標(biāo)準(zhǔn)！不是把我們的原來的指導(dǎo)綱要換成了標(biāo)準(zhǔn)了，也不僅僅是換了課本！今天我用常識(shí)書教學(xué)，明天用科學(xué)書教學(xué)，就一定是科學(xué)課了嗎？不一定！恐怕只換一下課本是不夠的。關(guān)鍵是老師在認(rèn)識(shí)上向前邁進(jìn)一步！關(guān)鍵是老師對(duì)科學(xué)、對(duì)教育、對(duì)學(xué)生有一個(gè)新的認(rèn)識(shí)！這樣我們才能真正跨出這一步。質(zhì)疑精神的培養(yǎng)，滲透在教育的任何時(shí)候。其實(shí)，只要教師留心，課堂的細(xì)小地方，都可以保護(hù)學(xué)生的天生的求知欲和質(zhì)疑精神，如果我們的老師沒有這樣的意識(shí)，就很難培養(yǎng)起學(xué)生的指已經(jīng)深了。上奇妙的指紋一課的時(shí)候。學(xué)生在研究了指紋以后，最多的匯報(bào)往往是：“老師！我們的研究結(jié)果認(rèn)為每個(gè)人的指紋都不一樣!” 大多數(shù)的

13、老師都這樣說：“研究得很好！”沒錯(cuò)！指紋確實(shí)不一樣指紋可以作為識(shí)別系統(tǒng)，指紋可以破案，利用指紋可以做好多好多事，因?yàn)槊總€(gè)人的指紋都不一樣。這是已有的結(jié)論，這是科學(xué)家們研究的結(jié)果，可小孩子們直接把它拿過來并作為今天研究的結(jié)果，這樣的表述是否合適呢？有個(gè)老師就問：“真的嗎？是你們剛才的觀察到的嗎？”這個(gè)問題問得好，提醒學(xué)生關(guān)注真實(shí)的觀察研究，不能把已有的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)混同于真實(shí)的觀察研究，這是尊重事實(shí)的表現(xiàn)，實(shí)事求是的精神。有一次聽課時(shí)，有個(gè)學(xué)生這樣匯報(bào)：“我們研究的結(jié)果是每個(gè)人的指紋都不一樣。”老師問學(xué)生：“你們有不同意見嗎？”有一個(gè)學(xué)生問：“雙胞胎的指紋有沒有相同的呢？”（他們班剛好有一對(duì)雙胞胎）這

14、時(shí)匯報(bào)的小組就回答不出來了！但他們的對(duì)話提醒了其他的學(xué)生：“你的指紋可能跟你的爸爸媽媽一樣、可能跟你的親戚朋友一樣。你有沒有比過呀？”那個(gè)匯報(bào)的小組就說不出來了！只好說：我們回去研究之后再去下結(jié)論。這一段老師處理得很好，他故意給學(xué)生思考、質(zhì)疑的機(jī)會(huì)，然后緊緊抓住學(xué)生證偽的方法，引導(dǎo)學(xué)生深入思考，發(fā)展了學(xué)生認(rèn)識(shí)事物的方法。這體現(xiàn)了科學(xué)課的特征。【問題探討】：1、閱讀下面這段課堂實(shí)錄，討論老師在教學(xué)中怎樣體現(xiàn)科學(xué)的思想，從而讓學(xué)生去領(lǐng)悟科學(xué)的本質(zhì)的？師：平時(shí)我們常用一些辦法來加快溶解。剛才同學(xué)們主要說了那幾種方法？生：攪拌、用熱水、搗碎。（教師板書：攪拌、用熱水、搗碎）師：我們平時(shí)常用這三種方法來

15、加快溶解，請(qǐng)你回憶一下，你平常是不是就用其中的一種方法？生：我平時(shí)用其中的兩種或三種一起用。師：是不是三種方法都對(duì)加快溶解起作用？生：是！生：不是！生：不一定生：混在一起用看不太出來。師：這么說幾種方法一起用起作用并不代表每一種都起作用，你能不能證明三種方法都起作用？生：能！師：如果現(xiàn)在我們需要溶解的東西是肥皂，你能設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來證明攪拌能加快溶解嗎？生：能。在一個(gè)杯子里倒進(jìn)水，然后用筷子攪拌，看肥皂溶解快不快。生：我有意見。在兩個(gè)杯子里師：（打斷學(xué)生發(fā)言）為什么用兩個(gè)杯子？生：要比快不快用兩個(gè)才能比出來。師：是啊，我們賽跑的時(shí)候必須兩個(gè)人或更多的人比才知道誰快。這里是誰和誰比？生：攪拌和不攪拌比

16、。師：對(duì)這兩個(gè)杯子的大小有要求嗎？生：要一樣大！師：為什么？生：兩個(gè)杯子不一樣大，不公平。師：老師跟你賽跑你愿意嗎？ 生：不愿意。老師是大人，我們是小孩，不公平。師：杯子大小一樣是公平的一個(gè)條件，你覺得還有那些條件會(huì)使這個(gè)進(jìn)行對(duì)比的實(shí)驗(yàn)更公平呢？小組討論一下。（學(xué)生討論后匯報(bào)）生：杯子大小一樣，水要一樣多，放進(jìn)去的肥皂大小也要一樣，一杯進(jìn)行攪拌，一杯不攪拌。升：我有補(bǔ)充，水的溫度要一樣。師：如果其中一杯用冷水另外一杯也要用-生：冷水。生：還有兩塊肥皂要同時(shí)放入。師：為什么？生：早放進(jìn)去的可能要先溶解，這樣不公平。師：我們賽跑的時(shí)候你愿意讓人家先跑嗎？生：不愿意，要一起跑。師：同學(xué)們講的這些都是

17、這個(gè)實(shí)驗(yàn)中兩個(gè)杯子需要相同的地方，有沒有要求不一樣的地方？生：有，要比的內(nèi)容必須不一樣，就是一杯要攪拌，另一杯不攪拌。師：請(qǐng)你在實(shí)驗(yàn)記錄單上寫出實(shí)驗(yàn)的要求和做法。（學(xué)生分小組記錄匯報(bào)）生：我們小組所記錄的實(shí)驗(yàn)的要求和做法是：取兩個(gè)大小相同的杯子，倒入同樣多的水，同時(shí)放入肥皂，再用筷子攪拌其中的一杯。生：還有一些條件他們沒有寫：水的溫度要一樣，肥皂的大小也要一樣。師：請(qǐng)你們按照自己所寫的要求完成這個(gè)實(shí)驗(yàn)，做好實(shí)驗(yàn)記錄。（學(xué)生開始實(shí)驗(yàn)）2、自然課熱脹冷縮一課是這樣編寫的：小明在燒開水，水還沒燒開，水就溢出來了，什么原因呢？可能是水受熱膨脹了吧？接下來做一個(gè)實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證：把裝了紅墨水的玻璃瓶浸入熱水中，紅色的水柱上升說明水受熱體積膨脹了；再把玻璃瓶浸入冷水中，水柱下降說明水受冷體積縮小了，由此說明水有熱脹冷縮的性質(zhì)。然后又針對(duì)空氣、金屬分別做了類似實(shí)驗(yàn)，證明液體、氣體、固體都有熱脹冷縮的性質(zhì)，從而得出，一般物體都有熱脹冷縮的性質(zhì)。這樣經(jīng)典的課在科學(xué)課教材出來以后，有了進(jìn)一步的發(fā)展。現(xiàn)在教科版科學(xué)教材是這樣表述實(shí)驗(yàn)結(jié)果的：“水有熱脹冷縮的性質(zhì)，空氣有熱脹冷縮的性質(zhì)，銅球有熱脹冷縮的性質(zhì)許多物體都有熱脹冷縮的性質(zhì)?！睆目茖W(xué)本質(zhì)的角度看，科學(xué)教材這樣表述實(shí)驗(yàn)結(jié)果，意義在哪里？3、科學(xué)本質(zhì)與科學(xué)精神有什么聯(lián)系？【資料鏈接】臺(tái)灣課程綱要自然與生活