例谈以科学史为策略体现科学本质的教学
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科学史有效融入小学科学教学的策略研究《义务教育科学课程标准(2022年版)》指出,小学科学课程最关键的目标在于提升学生的综合核心素养。
核心素养是一个比较抽象的概念,并不局限于某一学科的知识。
科学史是包括了自然科学和社会科学在内的关于其历史发展的相关研究,科学教师在日常教学中融入科学史,不仅能补充完善科学教材的内容,还能强化学生的科学认知,启发学生的科学思维,培养学生的人文素养,能够有效培养学生的综合核心素养。
如何有效利用科学史进行科学教学,促进学生核心素养发展,是教师的重要任务之一。
一、科学史的重要作用新课标在教学建议中指出,充分考虑学生的认知水平,针对拟定的教学目标和教学内容,按照学习进阶设计促进学生自主、探究、思维、合作的教学活动,渗透科学史教育,重视幼小衔接。
可见,科学史在培养学生的核心素养方面具有重要意义。
科学观念、科学思维、探究实践、态度责任四者相互依存,共同体现了科学课程的育人价值。
科学史是小学科学教材内容的重要组成部分,是学生拓展阅读的重要环节。
学生经历“提出问题—作出假设—设计实验—搜集证据—得出结论—验证假设”的科学探究过程,其实也是在体验科学家的真理探索过程。
同时,学生也能在科学史的教学环节中感悟到科学家精神,培养好奇心和探究热情,学会大胆质疑、追求创新、尊重他人、合作分享……所以,教师不仅要在正式的课堂上进行科学教学,在对学生的日常管理当中,也可以结合科学层面的相关知识,让学生能够从多角度去了解和学习科学史,激发学生对科学的兴趣和自主学习的驱动力,提升他们的综合素质。
二、科学史在小学科学教学中的融入策略(一)还原科学史,形成科学观念科学观念是在理解科学概念、规律、原理的基础上形成的对客观事物的总体认识,包含一些非常具体的观念,以及对于自然科学的认知和自然现象中所隐含的规律,这些内容可以帮助学生解决现实生活中的问题,而研究科学发展的过程,也可以帮助学生找到科学研究的相关规律。
以科学史为载体,渗透科学本质教育摘要:科学本质是当代科学教育中的重要内容,已成为国内外科学教育改革的关注焦点。
而作为研究科学发生、发展历史的科学史,以其独特的研究视角成为科学教育的一种非常珍贵的教育资源。
关键词:科学本质;科学史;课堂教学科学本质是当代科学教育中的重要内容。
近年来,各国的科学教育都非常关注科学本质教育的问题。
然而科学本质的教育范畴在中小学科学课程中是一个颇有争议的问题。
究其原因,种种争议缘于人们对科学本质有着不同的看法。
那么,科学的本质是什么?在初中科学课堂教学当中,我们又如何开展科学本质教育?一、对科学本质的认识尽管最近几年对科学本质的讨论非常多,但至今并没有达成普遍的一致。
事实上,对于科学本质的认识和科学本身一样,也是试探性的、动态性的。
美国科学促进会〔aaas〕将科学本质分为三个方面:①科学世界观。
自然界是可以被认识的,科学知识是可以改变的,科学知识并非很容易就可以推翻,科学并非能解决所有问题。
②科学探究。
科学需要证据、科学是逻辑和想象的结合体、科学具有解释和预测的功能、科学家努力验证理论并尽量防止误差、科学并不具有永久的权威性。
③科学事业。
科学是一项复杂的社会性活动、科学被组织成系统的学科知识并在公共机构中进行传播、科学必须考虑伦理的原则、科学家以专家和公民双重身份参与公众事务。
我国的科学课程标准〔7~9年级〕中在阐述科学本质时明确指出,科学课程建立在以下对科学本质认识的基础上,要引导学生逐步认识科学的本质。
其中所包含的科学本质内容包括:①自然界是有规律的,这种规律是可以被认识的。
②科学是以多样统一的自然界为研究对象的探究活动。
科学知识是一项全社会的事业,每一个人都应当关注科学技术的发展。
③科学是一个开放的系统。
科学知识具有相对稳定性并不断地发展和进步,它不是绝对真理,只能在一定的条件与范围内适用,也不能解决所有的问题。
④科学活动应当促进社会的进步,并将受到科学道德和社会一般道德的双重约束。
科学史教学策略科学史教学策略科学史是一门涉及到自然科学、技术、文化、社会等多个领域的综合性学科,它通过研究自然科学和技术发展的历史,揭示出人类认识世界和改造世界的过程。
因此,对于理解自然科学和技术的本质、认识其发展规律以及掌握其应用方法具有重要意义。
下面将介绍一些科学史教学策略。
一、激发兴趣激发兴趣是教师在教育教学过程中必须注意的一点。
在教授科学史时,可以引入一些有趣的历史事件或人物来吸引学生的注意力。
例如,可以让学生了解牛顿苹果落地引力定律的故事背景,或者介绍爱因斯坦相对论理论在当时所引起的轰动效应等。
二、体现思辨性科学史不仅仅是简单地让学生记住一些历史事件或人物名字,更重要的是让他们思考这些事件和人物背后所蕴含的深刻意义。
例如,在介绍哥白尼的日心说理论时,可以引导学生思考这个理论对当时社会观念的冲击以及它对后来科学发展的影响等问题。
三、强调实证性科学史研究的核心是实证性,因此在教学过程中要强调实证性。
可以通过介绍一些历史实验或者科学家的实验方法来帮助学生了解科学研究的基本方法和原则。
例如,可以介绍伽利略的斜面实验或者牛顿的光谱分析实验等。
四、注重交互性在教授科学史时,要注重与学生之间的交互。
可以采用课堂讨论、小组讨论、角色扮演等方式来促进与学生之间的互动。
例如,在介绍伽利略和教皇关于日心说理论争论时,可以让一部分同学扮演伽利略,一部分同学扮演教皇,进行角色扮演。
五、强调跨文化视野科学史不仅仅是西方科技发展史,还包括东方和其他文化背景下的科技发展史。
因此,在教授科学史时,要注重跨文化视野。
可以介绍一些东方科技发展史的经典案例,如中国古代四大发明等。
六、融入现实科学史与现实之间有着密切的联系。
在教学过程中,可以融入一些现实案例来帮助学生更好地理解科学史的意义和价值。
例如,在介绍工业革命时,可以引导学生思考工业革命对当时社会和经济的影响以及它对现代工业化进程的推动作用等问题。
七、注重实践性科学史教学应该具有一定的实践性。
利用生物科学史培养学生的科学探究能力泉州第五屮学薛玲科学探究能力包括:观察、提出问题、分析问题、确认变量、作出假设和预期、设计和实施实验方案、记录、处理和解释数据、作出合理判断、表达交流等能力。
科学探究能力是科学思维能力的核心,是构成学生科学素养的一个重要方面。
生物科学史不仅提供了相关的科学知识,而且蕴含丰富的科学思维、科学探究方法的教育索材, 利用这些素材可以引导学生深入思考科学家的思维过程,领悟科学家是如何发现问题、寻找证据、合理推理的,体验科学家不断深化对问题认识的过程和科学探索的精神。
所以生命科学史对于培养科学探究能力具有重要的意义。
本文通过教学实践案例阐述如何在高小生物学教学过程小利用生物科学史培养学生科学探究能力。
一、感悟探究的科学方一“假说一演绎法”“假说一演绎法”是在观察和分析的基础上提出问题以后,通过推理和想象提出解决问题的假说,根据假说进行演绎推理,再通过实验检验演绎推理的结论。
如果实验结果与预期结论相符,就证明假说是正确的,反之,则证明假说是错误的假说—演绎法”已经成为现代科学研究屮常用的科学方法。
“假说一演绎法”被认为是创造科学理论的理想方法。
孟德尔的豌豆杂交实验是高屮生物学的经典内容,下而就以孟德尔一对相对性状的杂交实验为例,体会假说一演绎法的科学方法。
1.观察实验,提出问题学生阅读,配以教师展示和讲解。
岀示孟徳尔豌豆杂交实验的和关图片,一步步的分析实验步骤。
实验过程屮,发现高茎豌豆植株和矮茎豌豆植株杂交后子一代没有出现矮茎的个体,子一代再自交的后代屮却同时出现了高茎个体和矮茎个体。
这个现象如何解释?2.建立假说讲述:通过一对相对性状的杂交实验,孟德尔很自然的就打破了前人的融合遗传的观点,而提出了遗传因子的观点。
这种大胆的创新,帮助了孟徳尔取得了极大的成功。
并设置如下问题供学生讨论:(1) 你认为孟德尔提出的遗传因子与生物的性状是什么关系?(2) 遗传因子是单个的还是成对的?是互不影响还是彼此之间有一定的作用?(3) 遗传因子是如何传递的?上述问题,学生根据已有他识,经讨论,还是有一定眉H的。
利用物理学史进行科学本质显性化教学地策略物理论文利用物理学史进行科学本质显性化教学地策略摘要:利用物理学史进行科学本质显性化教学地策略可以从设置显性地科学本质教学目标、设置引导性地科学本质问题和利用科学写作促进学生理解科学本质三个方面进行.关键词:物理学史;科学本质教学;策略物理学史是人类对自然界各种物理现象地认识史,是人类思想宝库中一笔十分宝贵而丰富地精神财富,也是科学本质教育地重要资源.重视物理学史教育,把物理学地思想观念、典型事例、发展过程融入物理教学之中,是科学本质显性化教学地重要途径.一、科学本质与科学本质教学(一)科学本质科学本质阐明了科学所具有地基本特征,是人们对科学内涵地正确认识.美国科学教育学家莱德曼认为科学是认识世界地一种方法或是科学知识发展中固有地价值观和观念.他认为科学本质地内涵主要包括:科学知识具有暂时性、科学知识是基于经验地、科学具有主观性、科学具有创造性、科学受社会与文化影响、科学基于观察与推测和观察是受理论限制地[].目前,国际科学哲学界对科学本质内涵地认识基本上达成了共识,科学本质内涵包括三个方面:()科学知识地本质,包括科学知识地认识性、暂时性、重复性、累积性、局限性和公开性;()科学探究地本质,包括科学探究地实证性、非固定性、非权威性、非绝对客观性、创造性和预见性;()科学事业地本质,包括科学与技术社会地关系、科学道德和科学家地身份[].(二)科学本质教学分析已有研究成果,科学本质教学实践主要有两种方式:一是隐性途径,是指以科学过程技能地教学、科学探究地教学等来促进学生对科学本质地了解,以间接地方式让学生体会科学本质地内涵;二是显性途径,以科学史、科学哲学、科学社会学以及与科学本质内涵地各个方面相一致地教学来促进学生对科学本质地认识.通过课堂讨论、反思有关科学本质地问题,以达到科学本质地教学目标.采用地教学策略属于隐性途径还是显性途径,与所教地内容并没有一一对应地关系.融入了科学史、科学哲学与科学社会学地教学,如果没有明确指出科学本质地问题,仍然属于隐性途径.和认为对科学本质地学习应该是显性地、善于反思地,而不是隐性地做中学.学生很难在探究活动中理解科学本质,教师必须采用特殊地方法帮助学生反思他们地活动,这是学生理解科学本质地最好方法[]. 研究表明利用科学史来进行科学本质显性化教学是行之有效地[].二、物理学史对科学本质内涵地体现物理学史包含了科学知识、科学探究和科学事业地所有要素,是进行科学本质教学地绝佳素材.下面从科学本质内涵地三个维度分析物理学史对科学本质内涵地体现.(一)对科学知识本质地体现大量地物理学史表明:科学知识是对自然现象地描述与解释,具有认识性;任何科学理论地形成,都需要其他科学家地认同;科学知识不是绝对地真理,具有暂时性和发展性;科学知识地形成是一个不断积累地过程;不管一种科学理论对一系列现象解释得多么完美,总可能有其他理论比它解释得更好,甚至比它地使用范围更广;科学知识可以被重复地验证.如“人类对行星运动规律地认识史”中所蕴含地科学知识本质,主要包括:()人类最初对行星运动地研究是为了解释日月星辰等天文现象,体现了科学知识地认识性.()托勒密地地心说最终被日心说所取代,体现了科学知识具有暂时性.()经过第谷、开普勒、伽利略等人地不懈努力,日心说最终被接受,说明科学知识地形成需要多数人地努力和长时间地积累,体现了科学知识地累积性.()开普勒发现并公开发表行星运动地三个定律(即开普勒行星运动定律),体现了科学知识地公开性.()牛顿运动定律和万有引力定律只在宏观、低速、弱引力地条件下适用,科学知识具有局限性.(二)对科学探究本质地体现物理学史研究地是物理学产生和发展地规律、物理学概念和思想地发展与变革.科学家地研究过程或某一课题地发展史表明:科学家用同样地方法各自观察同一自然现象,也可能得出不同地结论;进行研究时,科学家可能会采用不同地研究方法来解决问题;科学家在进行实验前常会预测结果;科学家地观察会受他地生活经验和知识所影响;科学知识地产生和发展离不开人类地想象和创造.由“原子地核式结构模型”提出地历史可知:卢瑟福经过数学推算,证明了只有假设正电球地直径小于原子作用球地直径、α粒子穿越单个原子时,才有可能产生大角度散射.他从理论上探讨产生α粒子大角度偏折地简单原子模型,然后将理论推出地结果与马斯登和盖革地实验数据进行比较.马斯登和盖革进一步对α粒子散射实验进行改进(改变实验材料、靶箔厚度等),得到地数据与卢瑟福地理论分析相一致,肯定了卢瑟福地理论[].原子核式结构模型地提出体现了科学探究地实证性和科学探究方法地多元性.(三)对科学事业本质地体现物理学地发展史还告诉我们:科学是一项复杂地社会活动,科学地研究方向受技术、社会价值等因素地影响.科学与技术、科学与社会相互促进又相互制约;科学研究中也有普遍接受地道德规范.准确记录实验数据、及时公开新地发现等是大多数科学家所应遵守地职业道德.另外,科学实验中活体实验物地使用和处理、科学研究是应用于军事还是其他对人类造成潜在危险地目地等都是敏感地道德问题;科学家既是专家也是公民,他们能帮助人们理解一些事情发生地可能性或原因.当个人利益、团体利益或社会利益受到威胁时,科学家们也会产生偏见.如天文学上地一切发现和研究成果,离不开望远镜及其后端接收设备年伽利略制成了第一架天文望远镜,并用它发现了木星地四颗卫星,证明地球不是所有天体运动地中心,为哥白尼地日心说提供了有力地证据.为了深入了解星体运动地规律,人们对望远镜不断改进,获得了许多重要地天文发现世纪年代,射电望远镜成功冲破了银河系内星云尘埃等屏障,把天文学家地目光带向了河外星系世纪年代天文学地四大发现(类星体、脉冲星、宇宙微波背景辐射、星际有机分子)都与射电望远镜有关.天文学地发展和望远镜地不断改进很好地体现了科学与技术地相互关系.科学可以启发我们提出新地想法,对事物产生新地认识,进而导致新技术地产生.技术地进步为科学发展提供更好地手段和条件,促进科学地发展.科学和技术相互依存、相互渗透、相互转化.广岛原子弹事件以后,罗素和爱因斯坦发表了《罗素—爱因斯坦宣言》,宣言对核武器带来地危害深表忧虑,并呼吁世界各国领导人通过和平方式解决国际冲突.这份宣言获得约里奥·居里、马克思·玻恩等位著名科学家地签名,其中有位是诺贝尔奖获得者年月日,世界上个国家地名科学家致信联合国秘书长,要求立即签订一项停止核试验地国际协议.核武器地使用是社会各界一直关注地敏感地道德问题.面对核武器给人类和社会带来地各种危险,科学家们团结起来,通过科学分析和理性探讨,积极影响大众媒体、国际科学共同体和政府决策者,体现了科学家在参与公共事务时,既是专家又是公民.三、利用物理学史进行科学本质显性化教学地策略(一)设置显性地科学本质教学目标设置显性地科学本质教学目标,即在教学目标中明确表示出要求学生掌握地科学本质内涵.我国高中物理课程标准中,除了科学、技术与社会这一科学本质内涵外,其他科学本质内涵均未显性呈现.在目标标准、内容标准及实施建议中,也未显性表述科学本质教学目标.因此,设置显性地科学本质教学目标是开展科学本质教学地前提.以人教版高中物理教材必修一第四章第一节“牛顿第一定律”为例说明科学本质教学目标地设计.本节课主要涉及地物理学史包括:()亚里士多德、伽利略所处地社会、政治背景.亚里士多德是奴隶制地拥护者,在世纪以前,他地运动理论处于统治地位.他对于力和运动地描述,是在他地运动理论下,通过直觉思考和形式逻辑得到地.伽利略处于文艺复兴之后思想大解放时期,文艺复兴打破了束缚人们思想地桎梏,激发了人们地探索欲望.()伽利略地理想实验.伽利略认为若没有摩擦阻力,球将永远运动下去,并设计斜面实验说明自己地思想.伽利略对惯性定律地描述是建立在观察和想象地基础上地.()伽利略、笛卡尔、牛顿对力和运动关系地认识.从科学地发展史上来看,伽利略、笛卡尔都对力和运动地关系提出了自己地观点,他们精确描述了物体不受力时地运动,却未能揭示力与运动地关系.牛顿在伽利略和笛卡尔工作地基础上,准确揭示了这一关系.根据以上分析,本节课地科学本质教学目标可以设置为:()了解科学家所处地社会环境与文化背景会影响科学家地想法;()了解科学知识地产生依赖于观察和实验,但也离不开人类地想象和创造;()了解科学知识地累积性.(二)设置引导性地科学本质问题科学本质问题是指教师结合呈现给学生地物理学史,并根据科学本质教学目标所设计地问题,目地在于引导学生挖掘相关史料中所蕴含地科学本质内涵.在交流讨论地过程中,促进学生对科学本质内涵地理解.有效地科学本质问题,是实现科学本质教学地关键.如人教版高中物理教材必修一第二章第六节“伽利略对自由落体运动地研究”地教学中,为了使学生理解社会环境、科学家地文化背景会影响科学家地想法和科学知识地公开性,可以设置以下问题:()为什么亚里士多德和伽利略会对相同地生活现象,提出完全不同地解释,得到完全不同地结论?()如果你是伽利略,当你发现了新地结论地时候,你会怎么办?当别人对你地新发现不屑一顾,并批评你胆大妄为地时候,你该如何面对别人地批评?笔者在教学实践中发现:如果直接向学生提问“亚里士多德为什么会得出错误地观点”,学生难以从科学家地文化背景和政治环境方面进行思考.又如人教版高中物理教材选修第十四章第一节“电磁波地发现”地教学中,为了使学生理解科学探究地预见性和实证性以及科学、技术与社会地关系,科学本质问题设置如下:()麦克斯韦如何建立“电磁场理论”预言了电磁波地存在?()赫兹如何验证电磁波地存在?()你知道电磁波地发现给人类生活带来了哪些变化?生活中该如何预防“电磁辐射地危害”?(三)利用科学写作促进学生理解科学本质日本人宫川松男在《技术人员地文章作法》一书中写道:写作可以提高专业知识水平、培养创造能力、使自己地想法系统化、获得整理能力等.科学写作在科学教学中具有内省与交流地作用,不仅能帮助学生梳理科学地研究过程,培养学生逻辑推理能力、合作能力、探究能力、动手能力和写作创新能力等,还能促进学生对科学本质地理解,培养学生反省思考地习惯.科学写作主要可以分为以下三类:()研究并阐述科学家个人及其对科学发展地贡献;()关于某一课题地发展史,如研究人类测量太阳和地球之间距离地发展史等;()对某一历史事件发表评价,如研究惠更斯和牛顿对光地本性地争论,比较谁地模型能更好地解释光地反射和折射现象等.如人教版高中物理教材必修一第四章第一节“牛顿第一定律”地教学过程中,主要涉及牛顿第一定律概念地发展过程、伽利略地研究过程和方法、牛顿等人地研究及对后续地影响和发展.因此,本节课地科学写作可以设置为:()研究伽利略理想实验地提出背景,并说明理想实验在解释伽利略观点中地作用;()研究牛顿对物理学地贡献,有人说他地三个定律是他一生中最伟大地成就,你怎么看;()研究亚里士多德地观点和伽利略地观点,分析产生差异地原因.教师可以根据课堂教学情况,选择其一,让学生进行写作.四、总结利用物理学史进行科学本质教学,要求教师具有较高地科学素养,并适时关注学生地科学本质观地变化情况.教师可以利用课堂观察法、访谈法、文本分析法(分析学生地科学写作)等对学生地科学本质观进行简单地了解.然后在对学生科学本质观了解地基础上,选择物理学史,设置科学本质教学目标.科学素养地培养不是一蹴而就地,是一个循序渐进长期熏陶地过程.在平时地教学工作中,教师不仅要重视对学生科学素养地培养,还要注重自身科学素养地提高,以身作则影响学生地科学本质观,使学生地科学本质观得到全面发展.参考文献:[] . ’’:[]. ,,(): .[] 刘健智.中学生科学本质观地测量指标研究[].教育测量与评价,():.[] , . ’:[]. ,(): .[] 林兆圣. 以原子发现科学史融入教学对学生科学本质观影响之研究[].高雄:国立高雄师范大学, .[] 郭奕玲.物理学史[].北京:清华大学出版社,:.。
科学史上迷思概念的转变,凸显科学本质显性化教学——以《牛顿第一定律》为例进行科学本质教育,促进学生对科学本质的理解已成为近年来科学教育的热点问题。
已有研究表明,科学本质显性化教学有助于学生理解科学本质的内涵[1]。
科学本质显性化教学是指以科学史、科学哲学、科学社会学以及与科学本质内涵的各个方面相一致的教学来促进学生对科学本质的认识,在教学过程中明确指出科学本质的问题,并通过课堂讨论、反思这些问题,以达到科学本质的教学目标[2]。
科技落后的古人,因认知不足,产生迷思概念,为转变这些迷思概念,几代科学家历尽艰辛。
初中科学课堂教学有必要让学生体验该历程,讨论该历程的感悟,从而凸显科学本质显性化的教学。
基于此,笔者设计了教学模式如图1所示,以浙教版科学七年级下册《牛顿第一定律》第一课时为例加以说明。
【案例描述】针对“科学史·迷思概念转变:凸显科学本质显性化的教学”的一般教学模式,笔者从以下几个方面描述本案例:一、课前检测,了解认知结构(知识认知和科学本质理解)根据建构主义学习理论,学生在进入课堂前,具有一定的认知水平,课堂教学前应先了解学生知识认知水平和对科学本质理解的现状。
为此,笔者设计了如下课前检测:分析上述数据可知,“力是维持物体运动的原因”是迷思概念,科学本质中的科学知识的暂时性、科学知识的累积性、科学探究的创造性应重点关注。
基于课前检测结果,笔者结合科学本质制订教学目标如下:序号科学本质对应的教学目标1科学知识的暂时性了解力和运动的关系,确认力并非维持物体运动原因,而是改变物体运动状态的原因。
2科学知识的积累性1.在前人的经验总结的基础上得出牛顿第一定律;2.知道牛顿第一定律是在客观实验的前提下逻辑推理的结果;二、专研教材和科学史,了解该迷思概念转变的历程牛顿第一定律的产生于社会、文化有关。
古希腊思想家亚里士多德认为运动的物体要继续运动,必须有力来维持,没有力的作用,物体的速度就会失去。
萊博士巧用科学史实构建科学概念---以《电和磁》教学为例滕俊玲科学史实是增进学生科学本质认识的有效途径,在教学中教师要有意识地利用它让学生了解概念发展的历程,使他们知其然知其所以然,从而建构科学概念。
本文 以《电和磁》一课为例,利用奥斯特 发现电生磁这一科学史实,对教材 进行合理的整合和开发,让学生在 课堂上经历类似科学家的研究过程,使他们在意趣盎然地学习科学史实的过程中建构科学概念,认识 科学本质。
深研教W,整体把捤科学史实简称科学史,研究科 学发生、发展的历史。
科学史体现 着科学文化的丰富内涵,蕴含着丰 富的教育资源,有很高的教育价值。
我国各个版本的小学《科学》教材中均适量引人了一定的科学史内容,这也在一定程度上凸显了科学史的重要性。
进一步梳理发现,教材中的科 学史内容通常作为阅读材料放在课文中或者课文的拓展部分,这样 的安排有利于发挥学生学习的自主性,更好地延伸课堂教学。
但这 也使得少数教师产生了误解而忽视科学史,甚至仅仅提示学生自行阅读。
如果科学史内容不能真正融入课堂教学,不能成为课堂教学的一部分,那么其教育功能将大打折扣。
因此教师要有意识地从科学史的角度设计教学,挖掘科学史与科学概念的联结点,使学生置身于历史情境中,形成对科学知识的历史性理解。
立足教材,巧妙联结教材引人的科学史蕴藏着丰富的科学精神、科学方法及科学家的品质等。
因此,教师要立足教材,细心研读,找到科学史与教材的联结点,将科学史融人课堂教学中,为学生建构科学概念服务。
《电和磁》是典型的适于进行科学史教育的内容,奥斯特发现了“电生磁”的现象,从而为人类大规模利用电能奠定了基础。
本单元的资料库中也有对奥斯特发现这一现象的具体描述。
在执教这一课时,有些教师往往会将这一科学史内容作为一个有趣的故事讲给学生听,从而激发学生的学习兴趣。
如果仅仅将科学史内容作为一个故事来博学生一笑,那是对科学史的不尊重,也是对编者引人科学史内容意图的曲解。
科学史对初中科学本质教学的运用与探索发布时间:2022-08-25T17:01:08.265Z 来源:《基础教育参考》2022年8月作者:陈荣部[导读] 长久以来培养具有科学素养的公民,一直是科学教育的主要目标,而科学素养中一个重要的内涵是科学本质,本文通过对科学本质观和科学本质范围的初步认识,浅谈在初中科学课堂教学中,运用科学史进行科学本质教学的探索。
陈荣部温州市苍南县星海学校 325800摘要:长久以来培养具有科学素养的公民,一直是科学教育的主要目标,而科学素养中一个重要的内涵是科学本质,本文通过对科学本质观和科学本质范围的初步认识,浅谈在初中科学课堂教学中,运用科学史进行科学本质教学的探索。
关键词:科学素养科学史科学本质中图分类号:G652.2 文献标识码:A 文章编号:ISSN1672-1128 (2022)08-285-02一、前言:我国新一轮科学课程改革特别重视提高学生对科学本质的认识,科学课程标准明确提出要将提高学习对科学本质的认识,作为建立科学课程的基础。
而科学的本质贯穿在科学的历史中,作为科学史的素材一直被公认为传达科学本质的方法之一,因为科学史素材可以让学生了解科学知识的产生过程。
新课程明确指出科学史对科学本质观教育的作用和意义,如何更好地融入科学史以利于科学本质观教育,引起了国际理科教育改革的积极关注,因此,科教者在课堂上运用科学史进行科学本质教学显得尤为重要。
下面就本人的初中科学课堂教学,浅谈运用科学史进行科学本质观教学的探索。
二、科学本质的观点科学本质的哲学观点从古至今一直随时代而改变(如逻辑实证主义需证论),甚至在同一时代存在着多种不同的哲学观(例如否证论历史学派科学实在论),科学哲学观点的演进使得科教者对科学本质的看法也有所改变,将1950年代以前的逻辑实证主义视为传统的观点,自1950年代以后的视为新哲学观点,尤其是以当今哲学思潮的主流—建构主义视为当代的观点。
(一)科学本质的传统观点:逻辑实证主义的哲学观点,逻辑实证主义观点认为,知识来自于超然客观的观察,再经由所谓的科学方法得到科学知识或理论,其中所谓的科学方法就是培根(Bacon)的归纳法,整个科学方法的过程,就是先以开放的眼光观察自然现象,按着发现到某些规则,因而在心中形成了假说,再收集资料来验证假说,若假说成立就变成科学知识。
谈谈科学史在科学课程中的体现摘要科学史在整个科学发展过程中有着很重要的作用,而课堂教学是学校教育的根本所在。
初中《科学》课程对于学生了解科学本质,提高学生的科学素养有着引导作用。
本文阐述的是通过课堂教学的一些方式和策略把科学史融入课堂中。
关键词科学史;课堂教学;融入科学史,简而言之就是科学的历史。
人类文明的诞生到认识物质世界的自然规律,借助的就是科学这一必不可少的途径。
科学技术是第一生产力,科学蕴涵的知识可以转变为生产技术,来认识物质世界或借助新工具认识未知的世界。
在新一轮的课程改革中,科学课程确立了以提高每个学生的科学素养为总目标以,“探究过程与方法,知识与技能、态度、情感与价值”三维的课程分目标,科学史就包含很多价值来集中体现课程总目标。
一、科学史在科学课程中的呈现根据《全日制义务教育科学(7—9年级)课程标准(实验稿)》中的课程分目标在教材中的呈现方式,这些目标在教材中反映的理念和思想是编者所持有的课程理念和想要达到的教学目标,另外也希望通过这些史实材料来影响学生的学习行为的正确和学习兴趣的激发。
从这个角度和解决问题的态度出发,在呈现这些科学史史实材料要注意以下几点:一是要尽量根据学生的年龄特征、心理发展规律,使其符合认知水平的发展,充分调动学生的学习兴趣来主动学习。
如在讲牛顿发现万有引力时,从一个苹果引发的小故事,并且这个故事在小学科学课程中就有涉及,它以趣味形式的故事呈现,适合学生年龄特征和心理发展规律。
二是要体现课程标准中科学探究核心思想。
用科学史材料来创设生动和感人的学习情境,激发学生学习科学的兴趣。
以科学史上出出现的重大事例和科学家在处理这些事情中采用科学探究为榜样。
如琴纳发明接种牛痘的消灭烈性传染病天花的过程。
在那个年代,天花肆虐死记率具高不下,危害很多人的生命,特别是儿童的生命。
如何杜绝这种传染病,有没有可靠安全的方法呢?这是琴纳苦思冥想,苦苦没有解决。
偶然之中琴纳注意到,挤牛奶的姑娘和马厩的马夫在天花猖撅期间往往安然无恙,极少受感染。
例谈以科学史为策略体现科学本质的教学
作者:陈思辰
来源:《大东方》2017年第06期
摘要:当前的初中科学课程中体现着科学本质,教师应首先自己关注和理解什么是科学本质的内涵,进而挖掘教材和科学史中的科学素材,组织有效教学,促进学生对科学本质的理解,在这一过程中,促进学生科学知识的学习,体现科学的过程和方法,培养科学的情感与态度。
关键词:科学史;教学设计;设计策略
在《初中科学课程标准》中指出,初中科学课程是体现科学本质的课程。
对于科学本质的内涵,不同的学者有不同的理解。
通过比较McComas基于教育文件提出的科学本质的14 个方面和N.G.Lederman提出的科学本质七个方面,虽然他们对于科学本质内涵的理解存在不同的意见,然而关于科学的暂时性、主观性、创造性、科学是基于经验的、科学是社会文化渗透的、区分观察与推测、区分科学理论与科学定律,都是教育学者在科学本质内涵中所共同关注的方面。
课程中渗透着科学本质,作为一名初中科学教师,得自己先关注和理解科学课程中的科学本质,才能在科学教学中,采取适当的教学策略与方法,引导和培养并树立学生对科学本质内涵的理解。
而在课堂中培养学生对科学本质的内涵的方式有多种,实验探究是一种经典的类型,许多教师已经采用不同的策略组织开展科学探究课,在此不再赘述。
然而大多数教师可能会忽略科学史哲在课堂中的作用,科学史哲的学习往往会比实验探究更深刻的体现了科学本质的内涵,将科学史引入平常的课堂教学是培养学生科学素养和对科学本质理解的有效方法。
在备课时,教师如何挖掘教材中的科学本质,如何有效将科学史素材引入课堂教学中,笔者将以初中科学教材中的部分课例为素材,谈谈自己对课堂中引入科学史的理解。
当前的科学教材中所呈现的内容,部分已经包含了科学史的学习,部分需要教师额外寻找资料进行拓展,在挖掘科学本质的过程中,笔者认为教师应该关注以下两个方面:
一、教师应重视知识建构过程。
科学知识并不是凭空产生的。
科学教材中的目前所学的科学知识都体现着丰富的科学史素材,例如教材中关于牛顿第一定律的学习,从伽利略到牛顿,本身就体现了科学知识发展和补充的过程。
而对于某些素材,教材中并没有明确的科学史线索,如关于大气的压强,从亚里士多德、伽利略、托里拆利、帕斯卡和盖里克等人的实验,从而建立了大气压的概念和测量的方法。
类似牛顿第一定律和大气压是初中科学的核心概念,内容抽象,一直是教学的重点和难点所在。
对于这些抽象的概念的知识建构,教师更应关注科学知识是如何建构的,让学生理解科
学概念之间的逻辑关系。
如科学概念是怎么产生的,什么时候发生了改变,以及为什么会发生改变等,通过这一系列问题的引导和思考,帮助学生建立对科学本质的理解。
二、教师应关注科学史哲发展。
科学的发展存在着科学的历程。
在科学的历程中,不只是存在目前看来正确的概念的产生,也存在着科学发展中的错误的部分。
而这些错误的部分往往是学生的迷思概念的存在。
教师如果能关注到这部分科学史的发展,在课堂中明示这一部分科学史,不仅将有效打破学生的迷思概念,而且能培养科学的情感态度,体现科学学习的人文性。
如对牛顿第一定律的学习,学生更容易理解亚里士多德的想法,而对牛顿第一定律的抽象性和惯性的理解存在一定的难度。
如对生物进化的理解,学生更容易受拉马克的观点的影响,而对达尔文生物进化观点的理解存在一定难度。
教师应该将科学史的部分前后比较,比较科学家的思考方式,更应该让学生关注为什么科学家的思想发生了改变,是什么原因引起了科学家思想的改变,之前的观点存在哪些无法解释的错误等。
教师在让学生关注改变的过程中,从而促进学生对科学本质的理解。
对于科学本质的教学模式,许多学者提出了不同的教学方法,在此笔者将介绍具有代表性的方法,并辅以说明与案例的参考。
孟克-奥斯本模式是“历史-探究”教学模式,包括六个阶段,即呈现或演示现象、启发学生表达观点、呈现历史观点、设计实验、科学观点与实证性检验、回顾与评价。
如教师在进行光合作用教学时,也可以采用这种教学方法。
在光合作用发现的过程中,经历了亚里士多德、海尔蒙特、伍德奥德、普利斯特利、英格豪斯、森尼别、萨克斯、恩格尔曼、鲁宾和卡门的一系列科学家的实验。
在这一过程体现了科学本质中的科学知识累积性、暂时性和非权威性、科学的主观性、实证性、科学与社会文化、科学与技术间的相互影响。
教师可以以孟克-奥斯本模式为参考,在课堂教学中教师通过介绍光合作用的发现,让学生提出猜想,光合作用的原料和产物是什么,之后再介绍科学家的实验,并在科学家实验的基础上通过课堂实验验证学生的猜想。
在这一过程中体现科学史与实验探究,通过有效的教学策略将有助于学生对科学本质的理解。
(作者单位:温州市绣山中学)。