时间:2023-06-18 10:46:56
开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇初中物理科学知识,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。

一、教给学生科学知识
科学知识在构成科学素质五要素中起着基础作用,它是人类世世代代积累和传递下来的宝贵遗产,它是今后学生从事科学工作和其他工作的基础。因此,在初中阶段通过物理课程的教与学的活动,要让学生牢固地掌握物理的基本知识。物理教学要以培养和提高学生的科学素养为总的教育目标,必须注重知识获得的途径和方法。学生主动地有意义地建构起对自己终身发展有用的知识,是有利于学生探究、合作、交流、对话、创新的知识。
二、培养学生科学能力
在物理教学过程中,科学素质教育的第二个方面应该强调培养、发展学生的科学能力。科学能力应是科学素质教育的核心。笔者认为,科学能力应是获取科学知识和探索科学新知识的能力,自然科学方法论是培养学生科学能力的依据,科学能力的形成过程是在科学知识的教与学的过程中形成的,教师采用各种不同的教学方式和手段组织学生学习各种科学知识,训练学生的科学能力。在初中物理教学中应着重注意以下几个方面的能力培养。
1、实验能力(包括观察能力)。
物理是一门以实验为基础的科学。物理教学是以实验为依据、以理论为先导,通过对物理知识的学习,对实验过程的观察记录,对问题的分析、理解、概括、综合,以达到形成概念、掌握理论、启迪心智、陶冶情操之目的。在物理教学中,学生可以动手操作有关实验,观察实验过程中所发生的现象,学生可以直接通过实验事实、运用物理原理,分析、判断、研究、解决物理中的实际问题。物理教学的这些基本特征有利于加强科学观察、科学测量等诸方面科学实验能力的培养,有利于加强科学认识、科学思辩、直觉思维、大胆想象等多方面的思维品质的培养,更有利于加强基本操作、基本技能等动手能力、设计能力和创造能力等科学能力的培养。
2、思维能力。
思维是智力的核心。思维能力包含的范围很广,物理学科知识的特点非常有利于培养学生分析、综合、抽象概括的能力,也非常有利于培养他们对事物进行对比、类比、逻辑推理的能力。在物理教学过程中,应注意利用有关物理知识的特点,进行相关的思维能力的培养。学起于思,思缘于疑。敢于提问、善于提问的“问题意识”是科学素养的核心。初中生受生理、心理和知识水平的限制,缺乏敏锐的观察力,甚至对一些异常现象也视而不见,不能发现问题。教师的任务就是创设一定的情景,激发矛盾,促使学生提出问题。 如“声音的传播”实验教学,由教师将响着的手机放入密闭的容器中,逐渐抽出容器中的空气,让学生听声音响度的变化,在此过程中引导学生思考手机的响声由大到小直至听不见的原因是容器中的空气逐渐减少,从而得出真空不能传声的结论。
3、自学能力。
自学能力是一种较高要求的科学能力,是建立在观察、理解、思维、记忆等能力基础上的一种比较综合的独立学习的能力,它是多方面能力的综合。使学生具有自学能力,能独立地获得和探求新知识,这是教育的最终目标之一。在物理教学中培养学生自学能力,可以具体化为以下两个方面:①重视学生阅读能力的培养,教给学生掌握科学的阅读方法。②着重对学生进行学习方法训练。
三、教给学生科学方法
科学方法是人们在科学研究中所遵循的途径和所运用的各种方式及手段的总称。在初中阶段,要求学生掌握科学方法是有一定难度,但教给学生普通的自然科学方法是很有必要的。分析问题、设计实验方案的过程是整个实验的精华,是科学方法的具体体现。如果在教学中引导学生参与问题研究及设计实验方案的过程,学生不但逐步认同了实验方案,自己总结操作注意事项,而且在多种方案的比较过程中,逐步掌握方案评价的方法,甚至创造性地得出结论,使所学知识得以应用。
四、培养学生科学意识
在物理教学过程中,学生在学习物理知识时,可以促使学生形成很多唯物主义的观点,这是物理科学作为一门自然科学具有的特点。例如,可以促使学生逐渐树立起物质第一性的观点,树立起尊重事实的观点,树立相信科学、反对迷信的观点,树立为科学而不断探索、不断奋斗的观点等。
要促进学生形成物理科学意识,最主要的手段应该是让学生参与实践,理论联系实际。可以采取活动课的形式,让学生亲身经历周围环境中存在的物理问题,让学生形成物理能给人类带来利益的观点。
五、重视学生的科学品质
【关键词】高职 学前教育专业 科学素养 现状 调查
【中图分类号】G 【文献标识码】A
【文章编号】0450-9889(2017)03C-0014-02
科学素质决定公民的思维方式和行为方式,是实现美好生活的前提,是实施创新驱动发展战略的基础,是国家综合国力的体现。学前教育专业学生的科学素养是幼儿教师科学素养的前提和基础。为了解广西现代职业技术学院学前教育专业学生的科学素养现状,提升学生科学素养水平,为将来从事幼儿教育工作打下坚实的基础,本研究采用问卷调查法对广西现代职业技术学院学前教育专业学生科学素养现状进行调查,了解其科学素养水平,发现问题,提出相应的建议和对策。
一、调查问卷的设计
依据国家教育部课程标准研制组编制《教师科学素养调查问卷》、借鉴张文玲编制的《幼儿园教师科学素养调查问卷》,并对个别地方进行调整。调查问卷的主要内容分为两部分。第一部分是学生基本情况,如入学层次、文科生、理科生等;第二部分是主体部分,主要从科学知识、科学技能和方法、科学情感态度三个维度设计学前教育专业学生的科学素养的测评问卷。
在调查中采取随机抽样的方法,对广西现代职业技术学院2014级、2015级学前教育专业三个层次的学生,即普高生(高中起点)、中职生(在校中专生选择继续升学的类型为“2+3”、以毕业的中专生选择升学的类型为“3+2”)、五年一贯制学生(初中起点)进行调查。发放问卷80份,回收问卷72份,回收率为90%,有效问卷69份,有效率是95.8%。其中普高生50人,占总数62.5%;中职生21人,占总数26.25%;五年一贯制学生9人,占总数11.25%。
为获得更为细致的结果,本文从学前教育专业学生对科学素养内涵的理解、入学的层次和科学素养的三个维度去调查和统计,为相关分析提供翔实的依据。
二、调查结果与分析
(一)学前教育专业学生科学素养的界定。根据2011年颁布的《幼儿教师专业标准(试行)》中对幼儿教师“通识性知识”的要求、《3-6岁儿童学习与发展指南》中对幼儿科学教育的要求和建议,以及《学前儿童科学教育》专业课程的要求,可看出,幼儿教师教育的对象是幼儿,是正在成长的社会人,其特殊性决定幼儿教师不仅要具备公众一般科学素养,还要高于一般公民科学素养,即具备其专业特点的科学素养。具体可分为科学知识、科学技能和方法、科学情感态度三个维度。
调查结果表明,仅有4.7%学生大致了解学前教育专业人才应具备科学素养的内涵。数据中,4.7%属于普高生,中职生和五年一贯制学生为0。说明学生对科学素养内涵的了解是极其有限的,由于不知道所以就不重视,导致学前教育专业学生科学素养的整体水平较为低下。
(二)不同入学层次学生的比较。入学层次主要是指普高生、中职生、五年一贯制学生。
在调查中发现,普高生、中职生、五年一贯制学生科学素养的得分率为75.76%、67.24%、57.33%,整体呈现的趋势是普高生>中职生>五年一贯制生,究其原因,主要和学习通识课程学习时间长短和学习的质量有着密切联系。普高生、中职生、五年一贯制学生的入学起点分别是高中、中专、初中,对通识课程即历史、地理、政治、物理、化学、生物等学习时间最多的是普高生,最少的是中职生和初中生,从而影响了对科学知识的学习和积累。科学基础知识比较薄弱导致科学素养基础较低。因此,较高入学层次的学前教育专业学生的科学素养总分要高于较低入学历层次的学前教育专业学生。
在对普高生的进一步调查中发现,文科基础学生为41人,理科基础学生为9人,抽样比较得分率,理科基础偏高。主要原因是文科生对生物、物理、化学等知识的掌握的广度和深度与理科生是有差别的,导致科学素养水平有差异性。
三个层次学生的科学素养平均分值为61.78%,由此表明,广西现代职业技术学院学前教育专业学生的科学素养整体水平偏低。
(三)科学知识的比较。学前教育专业学生科学知识涉及生命科学、地球科学、物理科学等方面内容,得分率情况如表1所示。
在调查中发现,科学知识的得分率呈现的趋势是地球科学>生命科学>物理科学。其中地球科学涉及的内容是沙、水、土、空气、天气、季节,是生活中常见的、较为熟悉的,得分较高;生命科学主要涉及动物和植物等内容,物理科学主要涉及物理和化学现象等内容,与初、高中学习的动植物、物理化学课程有联系,因此科学知识的积累和储备出现严重不足,甚至是匮乏现象,得分较低。
(四)科学方法和技能的比较。科学方法和技能的调查主要是涉及科学方法和科学探究能力等方面内容。得分率情况如表2所示。
在调查中发现,科学方法和技能的得分率整体偏低,说明学前教育专业学生极度缺乏这一方面的能力和技能。问卷中,科学方法主要涉及观察、分类、测量、探究、操作和表达等,科学探究能力主要是对科学问题的敏感性,提出猜测、假设,进行验证等能力。因入学学生的成绩在200分左右,基础的薄弱,对科学的技能和方法知之甚少,导致得分率O低。
(五)科学情感态度的比较。科学情感态度主要涉及科学价值观和科学的情感态度,得分率情况如表3所示。
科学价值观主要涉及人与自然和谐,保护大自然意识,得分率较高,说明大部分学生具有正确的科学价值观,是令人满意的。科学情感态度主要涉及对幼儿科学的兴趣的激发、好奇心的保护、科学精神和情感积极体验等方面,表格数据说明总体水平是不高的。虽然问卷上的数据比起科学知识、科学方法和技能要高,但是科学情感态度停留于表面的居多,能作出正确的选择,并不代表科学情感态就高。其实科学情感态度是科学素养中最难培养的部分,学生缺乏的是对科学的正确理解,尤其是科学精神。
综上所述,学前教育专业学生的科学素养总体水平不乐观,科学素养的高低与学生入学层次又有密切联系。
三、培养和提高学前教育专业学生科学素养的建议
鉴于以上数据分析,本文提出培养和提高学前教育专业学生科学素养的建议如下:
(一)正确认识科学素养的内涵及其重要性。学校在教育教学的过程应让学生明白学前教育专业科学素养包含的内容,即科学知识是幼儿在科学探究过程获得的,科学方法和技能是在探索周围世界和学习科学的方法和技能,求实、求证是科学情感态度,是科学素养的核心部分。三个维度是有机结合的,共同构成幼儿教师的科学素养。幼儿教师科学素养的高低影响着幼儿科学教育质量和幼儿科学素养的培养。因此,提高学前教育专业学生的科学素养,有利于开展适宜的科学教学活动,应对幼儿科学教育活动中出现的问题。
(二)更新教育和学习的理念。建构主义教学观主张,以学生为中心,在整个教学过程中教师担当组织者、指导者、帮助者和促进者的角色,而不仅仅是知识的传授者;教师要利用情境、协作、会话等学习环境要素充分发挥学生的主动性、积极性和创造性,最终使学生完成对当前所学知识的意义建构。以建构主义理论为立足点,更新教师教育的理念和学生的学习理念。
教师树立科学的学习观和教学观,明白高职教育不仅仅是培养适合某个岗位的工作者,还应是具有可持续性发展的个体。理念上从“教”到“导”转变,选择科学的教学方法与形式,实行个性化教育。可以“学前儿童科学教育”课程为载体,把科学素养的培养贯穿于教学的过程中。
学生是学习的主体,通过自主、合作、探究学习,学会独立思考、相互启发,形成终身学习的愿望和能力。理念上从“要我学”向“我要学”转变。根据自身需要,有效选择学习内容,构建扎实科学知识,锻炼科学方法和技能,萌发积极的科学情感态度。只有激发学生进行自我教育的教育才是真正的教育。
(三)增设科学方面的通识性课程。针对普高生和中职生,增加涵盖有动物、植物、物理、化学、天文、地理等方面的选修课程和讲座;针对五年一贯制学生,在前面两年增设社会科学基础知识和自然科学基础知识课程的学习,辅以各种相关讲座。在课程内容的讲授上,选择贴近专业的、与社会实际相结合的,做到科学知识生活化、深奥知识简单化,让学生感受到生活中的科学是有趣的、实用的,能解决问题,逐步养成实事求是的科学态度,弥补不同入学层次学生的需求。
(四)设置科学探究实验室。科学探究实验室就是创造一个学生能观察、可发现、自主探究的空间,包括有种植、物理化学、游戏、科学玩教具的制作等内容。学生在学习和探究的过程中去构建科学知识,培养科学素养。
(五)改革评价方式。合理的教学评价能够激发学生学习的兴趣和热情,有利于学生科学素养的培养。一是重视过程性评价,加强对学习过程评价的比重。例如在活动项目或者工作项目中充当的角色、探究时积极思考、讨论时参与度,等等。二是重视自我评价,开展自我评价和相互评价。这是学习过程的反馈,是自我教育的过程,有利于调整学习方法,促进自身发展。三是围绕三个维度,重视科学素养的评价。在学习专业知识的基础上对科学素养进行渗透。通过评价方式的改革,改变传统的结果评价模式,更注重学生知识的获得、能力的培养、正确的价值观和情感态度的形成。
【参考文献】
[1]李雁冰.科学探究、科学素养和科学教育[J].全球教育展望,2008(12)
[2]刘健智.科学素养:学前科学教育的课程目标[J].学前教育研究,2006(9)
【基金项目】2016年广西现代职业技术学院立项课题“高职学前教育专业学生科学素养的现状调查与研究――以广西F代职业技术学院为例”(GXXDYB201605)
关键词:初中综合理科课程课程设计
前言
我国在20世纪20~30年代曾开设过综合课程,后因种种原因未能继续下去。解放后,因深受苏联教育学思想的影响,我国的中小学课程一直就由严格的学科中心课程统治着,这种局面一直延续到20世纪80年代末期。80年代末我国教育界开始对课程综合化进行深人的理论研究,有些地方还编制教材进行实验。例如,1986年东北师大附中开始“初中综合课程设置和综合教学的研究实验”,1987年中央教科所在广东省南海县召开了中学综合理科教育研讨会,上海师大和上海师大附中进行了“初中综合理科研究和实验”等。到了20世纪90年代,综合课程的研究和实验就更为繁荣,1993年浙江省开始在全省初中阶段开设综合理科,1996年上海市和广东省还对在高中开设综合课程进行研究,1998年北京市开始研究在基础教育阶段(从小学到高中)开设上下衔接的综合理科课程,同样在1998年人民教育出版杜和浙江省开始合作编制初中综合理科课程,等等。
从上述的例子中可以看出,综合理科课程是我国课程综合化研究的重要领域,且十分活跃。大多数的课程专家认为,综合课程的开设必定与人们对知识、社会和学生的认识有关,如泰勒认为,课程的目标来源是对学生的研究、对当代社会生活的研究和学科专家的意见;美国学者坦纳夫妇与塞勒等人主张,一种有效的课程基础是社会、学生、知识。[3]换言之,任何一种课程的设计也都必须立足于这三大基点,以产生较为平衡的课程。既然课程是在一定社会背景、科学发展的状况和对学生学习的认识基础上设计的,而我国现行的义务教育初中理科课程(包括浙江省初中《自然科学》课程)是基于20世纪80年代末的情况和当时对未来合理预期制定的。现在,面对新世纪,无论社会、科学和对学生的认识都有较大的变化,因此应当着手编制新的初中科学教育课程。在此,笔者基于对综合课程的认识以及浙江省《自然科学》课程的实践,从课程设计取向的角度,论述面对新世纪的初中综合理科课程设计的构思,包括课程目标的制定、课程内容的选择和组织等。
一、综合理科课程目标的制定
从世界范围来看,中学阶段科学教育的最终目标都无一例外地被确定为提高人的科学素质,即培养具有科学素质的人。自1985年10月在巴基斯坦伊斯兰堡召开的科学课程研制会议上,专家们对科学教育的内涵、内容、目标等作了界定,一般地说,其目标是给每个人适应改善生活质量所需的知识、技能和态度。[4]这个观点已越来越得到各国从事科学教育人士的赞同。对此,美国的科学教育者认为,美国的生存和发展“不仅取决于受到良好教育的科学与工程人员,也取决于具有科学素质的民众”;英国皇家学会在1985年指出“改进公众对科学的理解是对未来的投资,这种投资能够成为促进国家繁荣、提高公共和个人决策质量、充实个人生活质量的重要因素”。[5]最初在我国提出素质教育时,认识上并不一致,尤其是在科学教育领域,一直将科学教育的主要目标理解为培养科学家和工程技术人员。20世纪90年代初,对浙江省《自然科学》课程的许多争议,在很大程度上就是关于课程目标定位方面的争议。经过十多年的发展,人们对此也有了更为深刻的理解。在第三次全教会上,我国政府更为明确地提出要全面实施素质教育,并对素质提出了新的解释。而科学素质的内涵其实也是发展的,是随着社会的进步、科学技术的发展而不断变更其内涵的。面对新世纪,我们也必须以发展的眼光来把握科学素质的内涵,并以此确定初中科学课程的目标。
笔者认为,未来的发展主要有以下3个方面的特点。
(一)国际化的开放社会
科学技术的发展,将对社会的政治、经济和人们的生活方式产生极大的影响,甚至是根本的变革。通信技术和交通的发展把世界连接成一个村庄——地球村,国际化和开放化是不可避免的趋势,未来的社会将是由科学技术文明主导的国际化的开放社会。在这种国际化和开放化的时代中,任何一个国家都不可能完全脱离其他国家的影响而像孤岛一样存在下去。因此,教育就必须培养具有能够把握时代脉搏、能够在与世界上其他年轻人竞争和协作中生存下去的人。
(二)信息化的社会
由于我国逐步完成工业化和注重高科技的发展,技术进步在推动国民经济发展中所起的作用将越来越大,在产业社会中占绝对比重的资源和能源的作用在未来社会中将相对减小,知识和信息的创造、收集、分析、服务能力将是创造财富、改变社会的最大和最重要的因素。未来的社会将是信息化的社会,甚至有人用“数字地球”的概念来描述未来的世界,中科院在《关于中国“数字地球”发展战略的建议》中也提出“在中国跨世纪的发展中,无论是为了实现可持续发展,还是为了保持和平安定的国际环境乃至发展科学技术的自主创新能力,我们都迫切需要一个‘中国数字地球’或‘数字中国’”。也就是说,未来的世界超越国境、语言和文化而成为统一的社会和市场,头脑和信息将取代商品和劳动力服务而成为分配的主体,知识经济主导世界。未来社会竞争的焦点将不是集中于可见的商品而是集中于不可见的智力,即创造新信息的能力。为此,教育的焦点应集中在培养有创造能力的人才上。
(三)学习化的社会
由于科学知识的更替速度迅速加快,一个人在学校习得的知识已不可能供给他终身使用了。未来社会是一种知识化的社会。个人要在这种知识化的社会中得到良好的发展,就必须不断地学习。因此,终身学习将成为生存的方式,社会就成为学习化的社会。因此,基础教育不应再只注重传授知识,而应从终身教育和继续学习的视角,更重视培养学生终身学习的观念和学习的能力。
随着社会的发展变化,作为构成人综合素质的重要组成部分——科学素质也会有新的内涵。王素在比较了英、美、加、泰、中等五国关于科学素质的表述,认为它们虽有不同,各有侧重,但归纳起来存在着某些核心的共同因素,他认为有4个核心因素,即:1.对科学技术的理解,包括理解科学技术的性质、概念、原理、过程;2对科学、技术、社会三者关系的理解;3.科学的精神和态度;4运用科学技术解决日常生活及社会问题的能力,包括运用科学方法的能力、判断和决策能力、与他人合作交流的能力、自我补充和继续学习的能力。[6]
如果从发展的角度来看,科学素质还应增加“具有个性和富有首创精神”的内容。如果只能继承已有的知识,不具有创造力和科学思考力,这样,个人很难在未来的国际化和信息化的社会中生存,更不必说发展了。同时,也要看到个性的发展与创造力有着密切的关系。创造力的基本属性是以多样性为基础的,而多样性的前提就是每个人独特的个性得到充分的发展,只有做到这一点,多样性才有可能形成。同时个性发展也是国家和民族自身发展的需要,国际化也并非意味着世界各国日趋相同,而是各国都根据自己的实际情况发展自己独特的文化和语言及社会,在这一基础上各国共同为国际社会的发展作贡献。从这种意义上说,国际化是以世界各国的独特性为前提的,不具有独特性发展的国家将无法在世界文化之林立足,无法保全自身,而只能沦为先进文化的附庸。个人与社会的关系也是如此。在未来社会中,不能一味地模仿别人,而应当发展自己的特长和个性,只有这样才能参与激烈的竞争,积极能动地在社会中生存。因此,科学教育必须致力于充分地发展每个学习者独特的个性。国际21世纪教育委员会向联合国教科文组织提交的《学习——内在的财富》中提出终身教育的4个支柱——学会认知、学会做事、学会共同生活、学会生存。认为“教育的基本作用,似乎比任何时候都更在于保证人人享有他们为充分发挥自己的才能和尽可能牢牢掌握自己的命运而需要的思想、判断、情感和想象方面的自由……个性的多样性,自主性和首创精神,甚至爱好挑战,这一切都是进行创造和革新的保证。”[7]我国政府在第三次全教会上提出,要全面实施“以创新精神和实践能力为核心”的素质教育,实质上就是从发展的角度对素质教育的内涵进行了扩充。
对初中学生科学素质的培养应当是多渠道的,单一的科学课程是不可能完全实现这个任务的,其中技术教育也是一条渠道。就我国现行的理科课程设置来看,普遍重视科学教育,而忽视技术教育。因此初中的综合理科要实施科学、技术和社会相结合的教育,即STS教育。综合理科课程要根据科学素质的内涵,确定课程的目标。课程的目标应当是适用于每个学生的,体现科学为大众的思想。课程的目标应当至少在以下5个方面进行规定:1.科学知识;2.科学能力,包括科学应用能力、科学调查能力、交流能力、自我教育能力和创造能力;3.科学精神;4.科学意识;5.科学态度,同时应重视对科学、技术和社会三者之间关系的理解。二、综合理科课程设计的取向
综合理科课程在课程形态上属于学科课程,但它与以往的学科中心课程或学问中心课程有明显的不同,它既要考虑学习者的兴趣和社会的需要,又要重视基础知识和方法、技能。从课程设计角度来看,综合理科课程力图全面考虑制约课程设计的学生、社会和知识这三大基点,以形成较为均衡的课程。在设计新的综合理科课程时,也必须对制约课程设计的三大基点进行思考,选择适当的取向。
(一)对知识因素的思考
科学知识应当包括科学的概念原理知识和过程方法知识,即科学理论知识和科学方法,以及基于这些知识的科学自然观。目前在我国中学理科教育中,科学主义居主导地位,科学主义认为:科学理论知识是经过实证检验过的、是具有永恒价值的真理性知识;科学认识的过程当然就是逻辑实证的过程,即事实定律理论的过程;自然图景则是一种还原的机械自然观。科学主义是学科中心课程的哲学基础。然而,现代科学哲学的研究,尤其是20世纪50年代科学哲学发生了急剧的变化,涌现了如波普尔(K.Poper)、库恩(T.Kuhn)、邦格(Bunge,M.)等一批杰出的科学哲学家,并相继出版了他们的代表作,如汉森的《科学发现的模式》(1958)、波普尔的《科学发现的逻辑》(1959)、库恩的《科学革命的结构》(1959),都对科学主义的逻辑实证进行了批判。只是因为科学教育研究与科学哲学研究相互独立发展,彼此较少来往,造成科学教育不能及时吸收科学哲学的新成果。
1.对科学本质的认识。
对科学本质的认识就是关于科学理论知识的认识。科学主义认为,科学的特点表现为科学理论体系可通过逻辑推理加以证实,或者得到经验或各种身体感觉的证实,这种知识是具有永恒价值的,即真理。受这种观念的影响,在我国科学教育中,无论是课程编制还是教学过程,一切科学理论都是以绝对真理的面目出现的,学生只能继承这些理论,没有任何怀疑的权利。而在教学评价中,也以客观惟一的形式进行确认和强化,这样造成学生缺乏质疑的精神,更谈不上科学精神的培养和发展学生的创造能力。
事实上,科学主义信奉的“绝对真理”的知识并不存在。科学哲学家库恩在《科学革命的结构》一书中提出,科学并不是知识长期积累的结果,而是不断被学术上剧烈的革命所打断的一系列和平的间歇,旧的“范式”即一组旧的理论、准则和方法论会不断被新的“范式”所取代。那种把科学理论看成是明确的或被证明了的观点具有根本性的错误,科学知识是可错的,科学的过程是证伪的过程,是在寻找错误的过程中,不断逼近真理的过程,而不能达到真理。科学知识在本质上是一种猜想的知识,它是大胆的假设。库恩特别强调科学中人的因素。波普尔的论点是:当允许证伪时,一个科学假设的生命力在于它没有被证伪。
吴大猷先生在《物理学的历史和哲学》一书中写到:“科学的目的是寻求’真理’。这个问题不存在争议,争议在于物理学中‘真理’概念的含义。就拿苹果落地这个简单的、基本的现象来说吧。我不知道在牛顿之前这种现象是如何解释的,很可能其解释和‘真理’在不同文化中是不同的。人们普遍同意在牛顿之后的两个世纪之中,物理学家中确定无疑地认为,‘真理’是地球的重力吸引造成了物体的落地。但是,随着爱因斯坦‘引力理论’的提出(其预言与牛顿理论略有偏离,而实验所得的结果支持了爱因斯坦引力理论)似乎显示出‘真理’已经改变了……由此足以说明,在物理学中和科学中,‘绝对真理’之说并不总是有意义的。”[8]
现代科学哲学关于科学知识的观点,绘我们指出了逻辑实证主义是有一定缺陷的。我们在向学生介绍科学知识时,应当阐明科学理论的这些特点,即尽管科学上的多数主要概念已经经过了大量的实验和观察的证实,这些概念在未来似乎不可能发生重大变化,但所有的科学观念都不是最终的真理,原则上要接受变更和改进的。当科学家们遇到与已有的解释不一致的新的实验证据时,他们的确要改变有关自然界的概念,而事实上他们也已经是这样做的。不再将知识作为绝对真理来呈现,这将有利于学生怀疑的态度和科学精神的培养。
2.对科学认识论的认识。
科学主义对科学认识的过程持归纳法的观点,即科学认识来自观察,科学理论来自对某种现象的特定例证的大量观察,在每一个例证中都可以找到某种特征。例如,人们注意到:只要气体受热,它的体积就会膨胀。借助观察和实验,在一种事件(气体1受热膨胀)与另一种事件(气体2受热膨胀)之间就可以建立某种联系,这种联系(假设)可表示为:所有气体受热都会膨胀,也即所有的事件P也是事件Q。只要有大量的肯定例证,而没有否定的例证,对这些现象共同特征的概括(假设)就是一种自然法则,它不仅适用于已观察过的事例,也可应用到尚未观察到或无法观察到的事例上。这就是归纳法主张的假设来自观察,即通过大量已观察到的事件来确立一种理论。
然而,波普尔却主张观察来自假设。我们还是用“所有气体受热都会膨胀”作为例子,他认为,一般来讲,人们在系统地收集证据之前就构造了一个假设(H:所有的气体受热都会膨胀),然后根据假设(H)进行演绎推理(D):假如H是该事件(所有的气体受热都会膨胀),那么在特定的条件下,R(每种观察到的气体都受热膨胀)就是该事例。下一步不是寻找这些结果(每种观察到的气体都受热膨胀),而是寻找在规定的条件下(气体受热)这些结果(气体体积就会膨胀)不会发生的事例。据此,波普尔指出没有任何一个肯定的证据能够证实某一个假设是真的,更为重要的是,我们从未发现一个否定的事例。因此,观察和实验的目的,与其说是积累肯定证据,还不如说是找出否定的证据。如果它确实存在的话,那么假说从哪里来呢?波普尔认为,它来自爱因斯坦所说的“自由创造”或“创造的直觉”。
科学认识的归纳过程,在科学发展的历史上确实起了极大的作用。为此也深深地影响着中学科学教育,科学教育工作者对发现法的推崇,显然与归纳法所主张的科学认识来自无偏见的观察是一脉相承的。于是,在科学教育中,尤其是在科学实验教学中,强调仔细、精确、彻底的观察,规范的操作,准确的报告实验结果,识别各种规则和模式,然后得出结论。认为通过这样的训练,学生在将来就能顺利地从事科学发明了,创造能力也就培养出来了。事实上,这种发现法只能合理地探索已有概念之间的关系,却不一定能形成新的概念。
波普尔关于科学认识的观点是反归纳的,他告诉我们,任何意义上的发现都需先前概念的支持,离开了头脑中原有的概念,不可能指望有任何发现,同时还需“创造的直觉”。波普尔的反归纳论还提示我们,在科学的认识过程中,是不可能将主观的人排除在外的,没有无偏见的观察,人们总是带着一定的观念开始进行科学研究的,因此,人是科学认识的主体。
虽然波普尔的观点有些偏激,但确能提醒我们:科学认识的过程不是惟一的一种途径。如吴大猷先生认为“物理定律的表述基本上是一个归纳的过程,而物理理论则不是。物理理论的创立依赖物理学家的想象、直觉和创造力,尽管一些经验物理事实的知识是必要的。”[9]吴大猷先生的看法是介于上述两者之间的。科学认识过程应当是多元的,但有一点却是可以肯定的,那就是科学的认识都起源于问题,不需要进行解释的新问题,也就没有科学研究和探索的目标,就不可能有假说和进一步的证明。
为此,在科学课程内容的选择中,我们应当将科学的两种知识结合起来,即概念原理性知识和过程性知识结合起来,因为两者是相互依存的、相互作用的。我们不仅应当将科学结论告诉学生,还应当将为什么从事这些结论的研究,这些结论的获得过程及在获得过程中所经历的种种曲折的过程,不同科学工作者、不同科学团体对某一结论所进行的种种针锋相对的争论、冲突和斗争告诉学生,要重视科学史的价值。科学的知识和探究过程都具有重要的教育价值和方法论的价值,这种知识和过程的结合,将使学生敢于对科学研究成果、实验、观察、理论模型和科学家所提出的解释进行评价和质疑,发展学生对已有理论或新理论的形成过程和结论进行评价的能力,使学生敢于探索和创造,并使他们的个性得到发展。
3对自然观的认识。
科学主义是与近代科学相伴产生的,它秉承的是机械自然观的二元论思想,认为万物皆自然,人也是自然的一部分,只要知道宇宙的本性就能通晓人的本性,反对把自然和人进行区别对待,反对主观意志的投入和作用。在它所构造的图景中,漠视或删去了他自己、他的人性和认识主体。在这种自然观的指导下,学生得到的是一个破碎的自然图景,很可能会使人类从自然环境中游离出来,使人际关系变得冷漠,使人丧失本应具有的人性。
现代科学自然观是整体论和有机论,它坚持人与自然的相互限定,相互依赖和相互包容,坚持人与自然的密切联系,他们是内在统一的,不可分离的。在这种人与自然和谐统一的自然观指导下,我们就有可能在综合理科课程中将科学主义和人文主义进行整合。使科学不再是“价值中立”的,不再与价值分割、与生活世界剥离,使科学不再成为“迷途的羔羊”,成为控制人类的工具,这样也能很好地进行社会价值观的调适。(二)对社会因素的思考
在我国传统的科学教育课程中,对学校和社会的关系的认识,基本上是持“学校教育工具论”的观点,强调学生应当适应社会生活的需要,教育要为社会的某项任务服务等。这种观点带有很强的功利性,没有充分考虑教育也是社会不可或缺的一种主体,这极易造成学校教育的波动,不利于教育的发展。同时,在课程内容选择上,被动地适应社会生活,将课程内容作为社会经验的复制,虽然解决了继承的问题,然而“个性的多样性,自主性和首创精神”又从何谈起呢?而恰恰“这一切都是进行创造和革新的保证”,这样怎么能培养出富有创新精神和实践能力的新一代呢?因此,新的综合理科课程应持超越论的观点,将学校教育视为火热的社会实践的一部分,应当主动选择社会生活经验,参与社会价值观的调适,并对社会生活经验不断地进行批判和超越,通过培养具有“新质”的人,丰富新的社会生活经验。
(三)对学生因素的考虑
要强调创新精神和实践能力的培养,就必须将学生置于主体的地位,发展学生的个性。我们认为,学生的人格发展不是在真空中进行的,是在特定的文化知识的陶冶中、在特定的社会生活经验的熏陶下进行的。或者说,只有当这些文化知识和社会生活经验被学生所选择、所认同的时候,即它不再是外在的事物时,才能对其人格发展产生积极的影响。学习者的经验即学习经验,是指学生与外部环境的相互作用,而不是一门课程所涉及的内容,也不等同于教师所从事的活动。学习是通过学生的主动行为发生的,学生的学习取决于他做了什么,而不是教师呈现了什么内容。决定学习的质和量的是学生而不是教材,学生是一个主动的参与者。学习者是主体,学习者参与学习是因为环境中某些特征吸引他,学生是对这些特征进行反应,也就是学习者经验的选择过程在本质上是每一个学习者的自我选择的过程。由于学习者对课程内容的理解取决于学习者的心理建构,从某种意义说,学习者已有的认知结构的情感特征对课程的内容起到支配作用,因此课程是受学习者控制的,而不是受教师或学科专家控制的。新世纪的综合理科课程在设计中应当更注重学生的个人经验,应当考虑大多数学生仍处于具体运算阶段而只有少数学生处于形式运算阶段这一现实,以兼顾学生具有具体运算和形式运算的认知能力为原则,并努力从学生已有的知识和技能出发,选择科学基础知识和社会生活经验作为教学内容,从而真正体现学生是课程的主体。
综上所述,面向新世纪的综合理科课程应当在知识观、社会观和学生观上有所超越。在课程设计的取向上,应当将学生作为课程开发的主体,整合社会的实践,同时注重科学主义与人文主义的统合、知识与过程的统一。
三、综合理科课程内容的选择和组织
课程设计的取向应在课程内容的选择和课程的组织方面得到落实和体现,图1所示的就是笔者认为能较好体现上述综合理科课程设计取向的课程结构。
(一)课程的结构
综合理科课程设计是以学生作为课程开发的主体,以学生的经验来整合科学知识和社会实践,如何来整合?显然以学生生活中的一些问题和学生关心的一些科技问题加以展开是最好的。这是由以下三方面的原因决定的:1.科学的认识来自问题,有了问题才可以进行探究活动,进行假设和进一步的研究;2.生活中的问题和科技问题也正是社会中的问题,因而具有整合社会实践的功能,具有将科学主义和人文主义统合的功能以及对社会价值观进行调适的功能;3.我们有可能选择那些基于学生已有的知识和技能基础上的问题,这样能很好地引发学生学习科学的兴趣并取得成功。这种成功是可贵的,它可将学生导向掌握科学的知识和过程的探究境地,从而理解科学。
当然,问题的选择应当是十分谨慎的,应当是从科学、技术和社会的关系角度考虑,选择学生生活中的问题和他们普遍关心的科技问题,解决这些问题的能力最好是刚处于他们力所能及的范围,即处于最近发展区,这些问题对学生具有吸引力,能促使他们主动地探究和学习。
由于这些问题多数是不可能只涉及单一学科领域的知识,对每个问题的研究必然要涉及科学领域中的诸多学科知识。我们可以围绕问题,同时根据学生进行探究过程所遇到的困难,从自然科学的各分支学科包括物理科学(物理学和化学)、生命科学和地球空间科学中选取适当概念原理知识和过程方法知识提供支持,使学生获得成功。对于概念原理知识除了分支学科的内容外,还应与一些将科学各分支学科统一起来的普适性的概念结合起来,如“系统”“平衡”“信息”“演化和变异”“结构和功能”“能量”“自然界的随机现象”“事件出现的概率”等,因为它们为学生理解自然是统一整体提供了强有力的思想武器。对于科学的过程方法知识,即科学认识过程的知识,我们应当摒弃那种将科学知识完全由归纳得来的归纳主义的思想,而应引入科学认识过程应当是多元的思想,正如吴大猷先生所言的,有许多重要的科学原理是需要科学家的想象、直觉和创造力,而非只是根据观察直接推导得出的,尽管一些经验事实的知识是必要的。因此,学生对问题的探究过程并不全是实证的过程,还需要学生运用已掌握的科学上的一些抽象的理论和概念来解决或提出假设及通过实践来测试其准确性。
(二)构建阶梯状的问题系列
根据上述课程结构,就会设计出一系列问题,而每一个问题又都应有图1所示的结构,都是由问题出发、由学生已有的知识和技能出发,通过学生的探究活动以及提供必要的概念原理性知识和过程性知识的支持,使每个学生都能获得成功。随着认识能力的提高,可逐步增加问题的难度,这样就可以形成一系列呈现为阶梯状的问题。最初的问题可能是学生熟知的、具有一定知识和技能基础的问题,而后面的问题则是建立在前面问题解决后所发展出的心智基础上的,但又是学生能够解决的。这些问题解决的过程是科学的概念原理知识与相应的过程方法知识相结合的过程,是充满了事件和冲突的过程,是对社会生活经验进行整合和发展的过程,这将使学生的心智和整个精神世界获得实质性的发展和提升。伴随着对这些问题的解决,也将逐步引导学生成功地迈进抽象的认识,所获得的知识也将是一种开放式的、更具良好结构的体系,它能使学生更好地接受新知识和形成新技能,有利于他们继续学习。这种较为平衡的综合理科课程能提高全体学生的创新精神和实践能力,使他们成为具有较高科学素质的公民,并为终身学习奠定基础。
综合理科课程的设计不能不涉及课程的可行性问题,不能不考虑实施的问题。应更多地倾听实施者——教师的意见,让教师和学生都参与到课程的设计中来,这样才能确保课程更具合理性,也更具生命力。
注:
[1]梁英豪:《世界中学综合理科教育发展概况》,载《苏州大学学报(自然科学版)》(综合理科教育专辑)1988年9月。
[2]江山野主编:《世界中学课程设置博览》,吉林教育出版社1989年版,第305页~491页。
[3]Tanner,D.andTanner,L.,CurriculumDevelopment:TheoryandPractice,1975,P.100;Saylor,J.etal.,CurriculumPlanning:forBetterTeachingandLearning,1981,P.29.
[4]王素:《科学教育的目标与课程开发》,载《外国教育研究》1993年第4期。
[5]转引自常初芳主编:《国际科技教育进展》,科学出版社1999年版,第73页。
[6]王素:《科学素养与科学教育目标比较》,载《外国教育研究》1999年第2期。
一、取消部分文化课的原因分析
从办学单位来说,有就业市场就一定要把幼师教育办下去。由于众所周之的原因,初中毕业进入到幼师或职业学校学习的学生大多数文化基础相对较低,尤其是对于理科的学习更是感觉非常吃力。尽管教师在教学时一再降低要求,并且改革考核方式,将平时作业、出勤等作为期末成绩的一项,但是最终的考试及格率还是较低。笔者一直担任化学课和生物课的教学,连续五届的学生及格率不超过60%。
我们再站在学生的角度来看,由于在初中阶段没有养成良好的学习习惯,他们所掌握的理、化、生等学科的知识水平也相对较低,现在让他们直接学习我们目前所使用的教材,就犹如让他们跳级,试一试,不行就干脆放弃了。再加上许多学生对未来职业认识的不足,觉得这些理科知识将来没什么用,学起来还费劲,还不如不学。
从用人单位来说,招聘面试时除公办事业单位综合考核各项专业成绩和技能以外,一般的民办幼儿园通常都是让应聘者自弹自唱、即兴创编舞蹈、讲个故事等,更有个别幼儿园由于急缺师资只是看一下具备相应教师资格证即可。为了迎合家长望子成龙、望女成凤的美好愿望,幼儿园开设的特色教学多是舞蹈、美术、钢琴、英语、电脑等。英语教师和计算机教师一般会从英语专业和计算机专业毕业的学生中招聘,而舞蹈、美术、钢琴的教学则直接由招聘的幼儿教师来担任。
由此看来,用人单位看重的主要是唱歌、跳舞和画画等技能,那我们办学单位就应该投其所好,加强对学生音、体、美、舞等方面的培训,这样即能满足就业市场的需求,同时也减轻了学生的学习负担。所以,经综合考虑决定取消或删减部分文化课。
作为幼儿园这个办学机构,到底应该对幼儿开展哪些方面的教育呢?
二、幼儿教育的内容和对幼儿教师的基本要求
《幼儿园教育指导纲要(试行)》中指出:“幼儿园教育的内容是广泛的、启蒙性的,可按照幼儿学习活动的范畴相对划分为健康、社会、科学、语言、艺术等五个方面,还可按其它方式作不同的划分。”我们选择其中与理科知识有更多相关的“科学”来看,其教育要求包括引导幼儿接触自然环境,使之感受自然界的美与奥妙,激发幼儿的好奇心和认识兴趣;结合和利用生活经验,帮助幼儿认识自然环境,初步了解自然与自己生活的关系;引导幼儿注意身边常见的科学现象,感受科学技术给生活带来的便利;引导幼儿利用身边的物品和材料开展活动,发现物品和材料的多种特性和功能;为幼儿提供观察、操作、试验的机会,支持、鼓励幼儿动手动脑大胆探索等。《纲要》中还指出幼儿的科学活动应密切联系幼儿的实际生活,教师应充分利用幼儿身边的事物与现象作为科学探索的对象。例如,水、空气、各色各样的食物、漂亮的蝴蝶、小小的蚂蚁以及绿叶子怎么变红了、风从哪里来、小车为什么能自己跑、为什么会有四季等等,这些都是自然环境中存在的事物和现象,都是与我们的生活密切相关的,这其中所涉及的知识领域涵盖了物理、化学、生物、地理等方方面面。据调查发现,许多幼儿园都是将科学教育渗透在一日活动的生活、运动、学习、游戏等几个板块或是主题活动中。例如,对于最常见物质“水”的认识,可以通过主题活动——观察水的三态实验,让学生知道云、雨、雪都是水的存在形态;通过日常生活中洗手、用水煮饭,以及区域活动——给植物浇水等,让学生了解水的作用并初步建立保护水资源的意识。这一切活动的设计和组织都是由幼儿教师来完成的。
如何能更好地胜任这项工作,扮演好科学启蒙者的角色呢?这就要求幼儿教师必须具备良好的科学素养,包括物理、化学、生物、地理等多学科的知识结构和知识储备;对周围世界的广泛兴趣和敏锐细致的观察能力;较强的动手操作和灵活运用知识的能力;热爱科学,严谨求实的科学态度等。只有这样才能够轻松驾驭和科学指导幼儿的科学活动,才能够做到深入浅出地回答幼儿永远提不完的问题,才能够满足幼儿的好奇心,才能够有效地保持和激发幼儿的求知欲望。
但是,据有关人士的调查显示,我国幼儿园多数教师科学素养偏低,尤其在目前推行的“做中学”科学教育活动中有着先天的不足。这与幼师或职业中学幼师班所学课程主要为专业课、艺体课和语文、数学少数文化课有关。
三、结论和建议
科学教育是幼儿园教育的内容之一,是未来公民高科学素质的基础。我们认为幼儿教师的科学素养承载着一个国家、一个民族的未来。文化课中的理科课程既是提高学前教育专业学生的自身科学素养,使之能够成为社会合格公民的基础,更是其未来职业的需要。所以,作为办学单位直接取消理科课程的做法是不妥当的。
面对当前的生源情况,结合《幼儿园教育指导纲要(试行)》,我们建议可以将现有的理、化、生课程进行整合。我们现在的物理、化学、生物课程都是分科教学,分别安排在一、二年级,一年时间讲授完毕,知识点与高中相当。由于课时数有限,教学中主要以传授知识为主。学生所获得的科学综合知识和面向幼儿园的科学知识以及科学教学设计能力、探究能力等相对缺乏。通过整合理科课程既可以达到减少理科教学的课时数,减轻学生的学习负担的目的,又可以使学生的科学素养较之以往的分科学习模式有所提高,尤其是在知识的广度和知识的综合运用方面会有较大提高。
在物理教学的过程中,很多学生的学习缺乏自主性。教师可以利用物理图景进行初中物理教学,这可以促进师生之间在课堂上的互动,激发学生在对物理科学认知中的求知欲和好奇心,并且让这种思维在学习过程中体现出来,可以推动学生主动地进行物理科学知识的学习,也可以促进学生继续探究和思考问题,提高学生的探究能力和创新能力。
同时,将物理图景合理的运用到教学中,可以让学生的抽象思维能力在主动学习的过程中得到锻炼,让学生在之后的学习中发挥学习的主动性,不断地总结学习的方法,提高学习的综合能力,进而提升自身的综合素质。因此,运用物理图景进行初中物理教学可以让学生积极地投入到学习中去。
二、在物理教学中如何加强物理图景教学
(一)将应用物理图景引入课堂教学之中
只有促进教师和学生的主动参与,才能让物理图景真正地进入课堂,否则,物理图景就会被挡在课堂之外。但要教师和学生的主动参与,就必须让物理图景被广大师生共同接受和认同。学生在进行物理学习之前,头脑中已经具备一定的认知。物理来源于生活,很多生活情境是学生学习物理知识的基础。因此建立物理图景时,可以从生活中引进。
例如,在教学声音时,可以结合生活中的实例,如把蟋蟀的翅膀剪掉,蟋蟀就不会叫了;用手按住鼓面,鼓声就停止了;人讲话时,将手放在喉部会感觉到振动等,这些直观的物理图景,让学生感知,从而帮助学生理解“声音是由物体的振动产生的”。再比如:在教学对长度单位米的认识时,在教学中一定要注意让学生建立物理单位的量纲图景,否则就不会对量纲有深刻的理解。可以通过把人类在发展过程中由怎样进行长短比较,怎样引入单位,到怎样科学定义“1米”的长度,通过一定的问题情境呈现在学生而前,使学生充分建立物理图景。
(二)注重学生图景的积累和表象的储备
运用物理图景解决问题能否实现主要取决于学生头脑中是否存在基本图景,物理图景的运用与学生的知识结构相联系,表象储备密切相关。贮存在脑子里的物理图景越多,思维和想象就越迅速、越新颖、越有创造性、解决向题的能力就越强。例如,在现实生活中,用嘴吸饮料,压在墙上的吸盘挂钩可以挂很重的物体,这是在现实生活中随处可见的现象,通过这些例子引入大气压的教学。
通过这种物理图景的引用可以帮助学生树立用物理图景进行思考的思维能力,使物理教学效果得到较大的提高。此外,还要鼓励学生在生活中不断地汲取丰富的物理图景,并学会利用图景增强思维能力,不断在这种循环的过程中,形成利用物理图景进行物理知识的学习意识,指导物理学习。
三、总结
关键词:学前教育 自然科学 课程
中图分类号:G712 文献标识码:A 文章编号:1673-9795(2013)03(b)-0043-02
1 学前教育专业生源及专业课程现状
1.1 高师三年制学前教育专业生源现状
随着国家对学前教育的重视程度不断增强,据不完全统计,自2009年以来,全国新建或者升格扩建了至少16所幼儿师范高等专科学校。这类学校招生的种类一般有三类:高中毕业三年制大专(以下简称三年制大专)、初中毕业五年制大专(以下简称五年制大专)、初中毕业三年制中专。本文我们主要讨论的是三年制大专(见表1)。
笔者对八所从2009年至2012年幼儿师专三年制大专生源状况进行了调查。本文列举的是2012年的情况,近三年的情况与2012年相似。如表1所示,理科生计划数比例最高的是2012年首次招生的川北幼专,达200人,占招生总数的45.45%,理科生计划数比例最低的是2011年建校的济南幼专,只有32人,占招生总数的20%。2012年,这八所学校学前教育及相关专业招生计划数为4218人,而理科生为1222人,占28.97%。与文科生相比,总体较少。
目前,幼儿师范高等专科学校招收的三年制大专生,在高考后,录取的批次都是专科,有一专也有二专,比如,济南幼专就是二专。按照一般高考总分750分为例,各省高考理科的一专分数线到三本分数线大概是400~500分之间,也有部分低于400分。总体来看,生源质量不高。
1.2 高师学前教育专业自然科学课程开设情况
据调查,几乎所有的幼儿师专都对三年制大专开设了和自然科学相关的课程,如表1所示。笔者查阅相关的教材和教学大纲,发现这些课程比较注重的是自然科学的教学法,而对具体的自然科学知识几乎没有。这样的前提是他们已掌握了相关的知识,并已具备一定的科学(自然科学)素养。但正如前文所述,目前高师学前专业的生源比例不够均衡和生源质量还有待提高,而在这样的情况下,大多数幼儿师专开设的相关课程是不够的。
2 充实学前教育专业自然科学课程的必要性
2.1 幼儿教师科学素养水平对幼儿培养至关重要
第八次中国公民科学素养调查结果显示2010年我国具备基本科学素养的公民比例为3.27%,相当于日本(1991年为3%)、加拿大(1989年为4%)和欧盟(1992年为5%)等主要发达国家和地区在20世纪80年代末的水平。这一数据在2001年1.44%,2003年的数据是1.98%,2005年是1.60%,2007年是2.25%,[2]以上数据反映出我国公民整体科学素养水平不高且提升缓慢,而幼儿科学教育则是公民科学素养的早期形成的重要保障,对幼儿培养起到关键作用的幼儿教师科学素养的水平将会直接制约国民整体科学素养水平的提高。
笔者也在学前教育专业任教,在2012年冬季国家英语四、六级考试的时侯(12月22日),有学生(理科生)因害怕世界末日来临,而选择放弃考试。这虽然只是个案,但我们未来的幼儿教师的科学素养水平,从这一愚昧行为中可见一斑。
2.2 适当增加自然科学课程的重要性
在指导幼儿科学活动中,幼儿教师承担着激发幼儿对自然、对科学、对周围世界的兴趣,启迪幼儿心智的任务,对于孩子生活中一些有趣的、有益的生物、物理、化学现象都要能深入浅出地作出适当的、科学的解释。因此,学前教育专业课程的设置要适当增加自然科学方面浅显的与今后幼儿教育工作相关的知识,将自然科学作为基础学科正常开设,这对于拓宽师范生的知识面,开拓视野,提升学生的文化素质,培养高师学前教育专业的师范性有极大的帮助。
3 如何设置学前教育专业自然科学课程
3.1 现行课程设置不利于自然科学知识的学习
五年制大专和中专的通识课程中包含了自然科学(物理、化学、生物)课程,而三年制大专的课程除了表1所列举的相关课程以外,并无其他自然科学相关课程。那么三年制大专是否可以增设与五年制大专和中专类似的自然科学课程呢?
三年制大专的同学在初中和高中阶段,已经比较完整的学习了自然科学的课程,那么知识的简单重复学习,便没有了意义,这也是为什么在课程里面几乎没有了自然科学。让笔者深有感触的是,各校学前专业现行的教育大纲几乎都可以概括成教心学(教育学、心理学)加技能(美术、音乐、舞蹈等)的模式。比如在教师的教育专业性方面,当前各校学前大专课程主要以教育学、心理学、学科教学法为主,而没有将未来幼儿教师的培养纳入到一个系统化的课程设置体制当中。[3]这样的后果导致学前专业毕业生自然科学知识参差不齐,良莠不一,他们不知道什么该学,什么不该学,学过以后也不知道在实际的工作中怎样传递给幼儿。
3.2 三年制大专需要怎样的自然科学课程
《幼儿园教师专业标准(试行)》指出幼儿教师应具有一定的自然科学知识。根据现存的实际情况和对未来幼儿教师的要求,笔者提出以下几点建议。
第一,学前专业大专课程必须进行改革。以幼儿园教学的实际需要设置一门以物理、化学、生物等知识为主的综合课程,该课程总体教育实践为60~80个学时为宜。
第二,对实际的教学过程进行改进。山东女子学院董旭花教授主编的《幼儿园科学园(室):科学探索活动指导117例》中活动54―简易直流电动机模型。[4]该活动目的在于帮助幼儿初显的认识电和磁的相关现象,让他们感到好奇,激发了他们对科学、对自然的热情,同时,也锻炼了幼儿的动手能力。虽然大专生在中学阶段已经学习过此活动中涉及到的物理学知识,但很多的同学没有完全的掌握相关的知识,更谈不上在幼儿教学中运用。在自然科学实际的教学中就可以以通以上类似的活动示例为背景,让未来的幼儿教师自己动手完成活动示例中要求的各项内容,然后对活动示例中所涉及到的相关自然科学知识进行总结和归纳,从而对相关自然科学知识的学习和巩固,笔者把这种对师范生的教学过程叫做“从运用到知识”法。
第三,现有的自然科学教材不适合当前的教学,应根据实际为该门课程编写专门的教材。该教材的编写应遵循逆推或归纳过程,从幼儿教学的实际出发,归纳出需要学前专业学生掌握的知识和技能。教材的编写可以按照“从运用到知识”法,重点以剖析幼儿科学教学中实际教学活动为主,帮助学生总结和巩固相关的自然科学知识。
4 结语
近几年,全社会都在持续的关注学前教育的发展,国家也陆续出台了幼儿教师培养的相关政策和指导意见。学前教育专业自然科学课程的规范有效开设对幼儿教师科学素养以及对幼儿科学教育水平的提高有至关重要的影响,希望我们的教育行政部门,学前教育专业研究者和专家共同努力,让我们从幼儿教师培养开始,逐步提升我国公民科学素养水平。
参考文献
[1] 各高校招生就业网[EB/OL].
[2] 2010年中国公众科学素养调查报告[R].科学普及出版社,2010,3.
关键词:物理;科学思想;方法
中图分类号:G633.7 文献标识码:B 文章编号:1006-5962(2013)06-0040-01
1 物理思想的概念、特征和意义
1.1 物理思想的概念。
物理思想,广义而言是指研究物质的运动形式、内在规律和物质基本结构的客观存在反映在人的意识中经过思维活动而产生的结果。物理思想与具体的物理概念、物理规律、物理方法既有联系又有区别。其内涵包括了物理科学本身的发展建立、物理学家的探索精神和研究方法以及我们学习物理的思想过程。
1.2 物理思想的特征。
1.2.1 思维创造性。
物理思想的形成要经过多次抽象与概括,要对物理现象和过程进行创造性的认识。特别是那些重大的物理思想,往往要经过几代科学家的思考和创新。就是我们在教学中要使学生形成一些简单的物理思想或领会一些复杂的物理思想,也必须有学生自己的深入思考和顿悟。物理思想也不能由公式推导出来,只能是创造性思维的结果。
1.2.2 内容的科学性。
物理思想虽然是思维创造的结果,但它是以科学的物理概念、规律、方法、理论为依据,并被反复证明具有广泛适应性。物理思想的科学性并不意味着它是绝对的真理,而是表明它的形成具有科学的依据。
1.2.3 层次性。
物理思想有简单与复杂之分,这要取决于它所概括的物理内容的深度与广度。另外,一种物理思想的形成,也有由简单到复杂,由不成熟到成熟的过程。
1.2.4 观念指导性。
物理思想的价值在于它能够从观念上指导人们把物理知识运用于问题的解决,以及从观念上指导人们探求新现象,创建新理论。
1.3 物理思想的意义。
物理思想是人类在创立和发展物理科学理论的过程中,对物理知识与方法进行概括而形成的科学认识,它在理论创新和问题解决上具有意识导向作用。在中学物理教学中,贯穿物理思想教育,具有非常重要的意义。
1.3.1 激发学生自我能动性。
著名理论物理学家和物理教育家韦斯科夫说:"科学不是死记硬背知识、公式、名词。科学是好奇,是不断发现事物和不断询问"。为什么,为什么它是这样的? 让学生自己提出问题,对问题做深入思考,通过自己的努力解决问题,这样一定比教师直接告诉学生答案要好得多。
1.3.2 促进学生深刻理解并掌握物理知识和方法。
我们常常责备学生学习物理不认真,不能举一反三,解决问题时乱套公式或记错公式,忽视物理规律的适用条件等。但我们却很少去思考其原因?任何物理知识和方法中都蕴涵着物理思想,任何物理思想都以物理知识和方法为基础,问题是物理教育应该给学生呈现什么样的物理学内容,通过什么样的方式呈现。
2 中学物理科学方法的主要内容
物理学方法是物理学发展中的灵魂,学习物理知识必须学会物理学的基本方法,方法是从知识学习到能力发展之间的中间环节,是沟通知识和能力的桥梁。科学方法一旦形成,就能指导人们更有成效地进行思维,更有成效地学习科学知识,运用科学知识,解决实际问题。
2.1 物理实验问题。
物理科学体系是由物理概念、规律组成的。这些概念和规律都是建立在实验的基础上的。物理教学中演示实验和学生实验理所当然是最基本的教学内容和手段。教学过程要让学生从最基本的实验中获得物理知识,或通过实验验证、实验探索对物理规律的认识;同时还应让学生感知物理实验对物理理论的建立和发展的重要性。
2.2 理想化思想方法。
无论是探索、揭示复杂的物理现象和物理过程的规律,还是解决、处理复杂的物理问题都需要建立简单的理想过程,把复杂的问题转化成简单放入问题来研究和处理。物理学研究过程,基本上是应用理性化方法,对所要研究的问题抓住主要条件和性质,略去其他条件和性质,建立合理的物理模型,从而从根本上把握物理实质的研究过程。中学物理中的应用理想化思想方法,表现在以下四点:一是把物体本身理想化。二是把物体所处的条件理想化。三是理想化实验。四是理想化图景的建立。
2.3 等效化思想方法。
物理科学研究是面对众多的物理量,在分析、处理和计算物理量的时候,特别要注意物理量之间的关联,变不易处理的物理量为容易处理的物理量。这里经常要用到一种重要的思想方法--等效方法。初中阶段的电学部分,在电路中,有两个电阻的连接方式是串联的,那么总电阻是原来阻值之和;如果原来两个电阻的连接方式是并联的,那么总阻值是原来电阻倒数之和的倒数。在这里所谓的总阻值就是与原来的电阻等效的。实际上,等效方法不考虑性质,这种方法的思想只有一条,那就是保持效果相等。
2.4 对称与守恒思想方法问题。
在客观世界复杂的事物中普遍存在对称现象,有镜像对称、旋转对称、平移对称等。对称使纷繁复杂的客观世界变得有序,显示了某种匀称和协调。有了对称操作的思想,便可以认识物理规律对于空间和时间变换的对称性。守恒知识的学习和运用过程,不断增进学生对物理研究系统选择的关键性认识和严格条件判断的重要性认识,这对研究物理和提高解题能力是极为重要的。守恒思想的认识与应用,有效地开拓学生学物理的思维广度、深度和力度。掌握对称方法,应用守恒定律,能使物理学习登上一个新的台阶。
2.5 整体法与隔离法问题。
物理公式应用于研究解决物体系统问题时,正确选定研究对象就成了解题的第一步。以整体为研究对象,还是从整体中隔离出某物体或物体的某部分为研究对象,这是解决问题的关键。在动力学解题中,笔者常用/整体法求加速度,隔离法求内力0,就是典型的例子。不均匀变化的物理量的求解要用到微分的思想,即把总体分割为微元的组成,从分析微元达到分析整体。
总之,利用物理学知识体系,树立把物理学家探索问题的思想过程和思想方法贯穿于教学中的教学理念,对于学生牢固地掌握,灵活地运用基础知识,建立创新意识和创新思维以及培养自主学习的能力都是至关重要。
参考文献
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[2] 任长松.以科学探究为核心-支撑《美国国家科学教育 标准》的课程理念.山东教育科研,1999.
[3] 张大昌.高中物理教学大纲中的课题研究课程・教材・教法,2000,(4).
STS是“Society,Technolgy andSociety”(科学、技术和社会)的英文缩写。它是20世纪60-70年代首先在英、美等国兴起的一门综合叉学科。STS教育代表着一种新的社会价值观和新的思维模式,它对传统的理科课程和理科教学产生了极大的影响。STS教育目的是培养未来社会具有以下方面基本科学素养的公民:① 意识到科学和技术的社会环境及对个人、社会的影响;② 具有基本科学知识和逻辑推理能力,而且了解知识的技术应用,有解释和解决生活中各种具体问题的能力;③ 具有科学-技术-社会的伦理观、价值观和决策能力,能在个人生活和社会环境中做出正确决策;由联合国教科文组织召开的STS专题讨论会曾指出“STS教育是一个对今日学生进行理科教育最合适的方法”,它对培养“具有科学上读写能力的公民是首要的”。科学--技术--社会构成一个三角形三个顶点,科学、技术构成金字塔的底,社会是金字塔尖,说明科学和技术的进步是社会发展的原动力。
二、STS教育在初中物理教学中任务和内容
为了实现初中物理新课程目标,结合物理教材和学生实际,在物理教学中,进行S T S教育的主要任务包括以下几点:
(1)加强对现代化物理知识的了解及其价值观的培养。
(2)培养学生正确应用知识的能力。
(3)培养学生科技探究能力和创新能力。
(4)在一些重大的社会问题(如能源、环保)上能正确处理科学、技术与社会的关系。
(5)帮助学生尽快进入自主学习的轨道。
进行S T S教育的主要内容可以有以下几方面:①生产生活实际。如电冰箱原理、球面镜、照相机、电影、电话、发电机、电动机、太阳能的综合利用、安全用电、安装照明电路、修理各种家用电器、自制各种实验仪器等。②、现代科技成就。如半导体、超导材料、激光、火箭、计算机、现代信息技术等。③、社会热点问题。如环境保护、能源的开发利用、噪声污染等。
三、在初中物理教学中渗透STS教育
初中物理教学中要渗透STS教育可以通过:(1).课堂渗透。 (2).科普讲座。 (3).探究性实验(兴趣小组)。 (4).开设综合实践活动、研究性学习。 (5).开展小发明、小制作活动。 (6).身边物理知识竞答:让学生搜集身边的物理现象。 (7).介绍物理学史。 等多种途径实现。归纳起来主要表现在以下三个方面:
(一)课堂有机渗透
①挖掘教材中的相关内容。教材中进行STS教育的素材很多,依据课程标准,结合教学内容向学生介绍物理科学技术的新发展、新成果、新成就。在教学中我们要有意利用这些教材内容进行STS教育渗透。
②灵活利用课后的阅读材料。新教材中有有不少的STS教育素材,还有科学世界中的资料。例如在进行阅读材料《电冰箱的原理》一节的阅读指导时,结合书中的示意图,介绍电冰箱的工作原理,同时也介绍制冷剂氟利昂对臭氧层的破坏作用,破坏了生活环境,目前正在兴起的无氟冰箱又能有效地解决这一问题。这个材料的阅读指导,要让学生进一步感受到科学技术的发展能够提高人民的生活水平,同时也进一步让学生体会到,科学技术的发展又带来一些新的社会问题(氟利昂的危害),解决这些新的社会问题,又必须用科学的方法探索新途径。
③充分发挥课后习题作用。在新教材中的课后习题中有很多探索性的、实用性的以及创新性的题目。这些习题可以提高学生的好奇心,激发起学生心中求知的欲望。
(二)开展STS课外活动
①精心设计、开展增长学生见识、扩大学生视野的科技讲座。
②开展以培养学生应用知识、解决实际问题为主的竞赛活动。如举办“生活用电知识竞赛”、“惯性与交通安全知识竞赛”、“环境保护知识竞赛”等。
③加强实践操作训练。在教学中要创设一定的情景和条件,让学生多动脑、动口、动手,将课本理论与生活实践有机结合起来。组织开展小实验、小制作、小论文等“三小”活动,让学生利用废旧材料进行实验仪器及模型的制作。
(三)开展社会实践活动
开展以学生为主体,进行探究性、创造性的社会实践活动,也是STS教育的重要途径。充分体现了STS教育的社会功能,使学生有更多的机会去接触社会,去领会物理科学技术在社会生产、生活中的实际应用。主要可以通过以下几种社会实践活动。
①、“电能”系列活动。如替自家所在的社区、村组收几次电费并分析电能浪费的原因,提出有效的节能措施与改进方案;调查社区、村组用电安全隐患及提出预防措施等。
②、“生活环保”系列活动。让学生调查了当地丝绸厂所用燃料的种类、性能、发热量、价格以及燃烧产物对环境的影响,并提出合理使用的建议。
1.初中物理科学方法教育的两种方式
一般地说,科学方法教育有“隐性”和“显性”两种方式。隐性方式是“用科学探究的一般程式去组织对科学知识的概念、规律、原理的教学过程,使学生的认识过程模拟科学探究过程,但教学过程中并不明确地去揭示所采用的科学方法原理。”显性方式是在“进行科学方法教育时,明确指出科学方法的名称,传授有关该方法的知识,揭示方法的形式、操作过程,说明原理。隐性方式重在使学生感受科学方法,受到科学方法的启蒙和熏陶,初步体会到科学研究的方法和策略。这种方式适合于学生对感性认识不足时,或者对所研究的问题并不占主要地位时使用。显性方式重在解决问题中模仿应用科学方法,对科学方法进行操作训练,使学生有意识地掌握科学研究的方法和策略。这种方式适合于学生对感性认识较丰富的前提下,有目的、有意识地培养学生解决科学问题的能力时使用。尤其在初中教育阶段,隐性方式教育是非常重要的。学科内容只有在经过系统学习,使学生掌握经过整理的系统知识时,才能培养起进行思维活动的能力。所以教师在教学过程中,必须对典型的物理科学方法在恰当时机加以显化,才能更好地达到教育之目的。
2.初中物理科学方法教育的原则
2.1与物理知识教学紧密联系的原则;
物理学整体是由物理知识和物理学的方法论组成的,物理学的方法论是伴随物理学的发展而建立的,在教学过程中注重传授概念、规律产生的背景、产生的过程以及在科学技术发展中应用的实例。例如,通过物理学史的小故事让学生明白为什么要提出某个概念,这个概念是怎样提出的,这个概念提出后对物理学的发展起到什么作用,让学生感受科学方法和物理知识的产生与应用紧密相联,知识与方法是血肉相联的整体。
2.2与初中生年龄特征相适应原则;
初中生主要思维特点是在头脑中可以把事物的形式和内容分开,可以离开具体事物,根据假设事件进行逻辑推演,但水平仍很低,因此初中阶段的科学方法教育方式主要是潜移默化,并不需要把各种科学思维方法传授给学生。
2.3长期性原则;
科学方法教育是科学能力的外化,提高能力比掌握知识要难。初中物理教材中的科学方法许多都是隐含的,科学方法教育在初中段也基本要求是隐性的,我们并不为讲“控制变量法”或“等效替换法”而专门讲这些方法,只是在讲相关概念、规律时用这些方法,所以学生只有在长期的熏陶下,才能潜移默化地,自觉不自觉地学到一些科学方法。例如讲“密度”一节时用到控制变量方法,讲“压强”一节时用到控制变量方法,在讲欧姆定律时还要用到控制变量方法,等等。
3.初中物理所包含的科学方法
物理体系自身包含着丰富的科学方法,总的说来,这些科学方法大致可以分为四类,那就是:物理方法、数学方法、逻辑方法、非逻辑方法。
在初中阶段物理方法主要有,观察方法、实验方法(含控制变量法)、等效方法、理想化方法等,其中理想化方法包括理想实验法和理想模型法。伽里略论证惯性定律所设想的实验──在无磨擦情况下,从斜槽滚下的小球将以恒定的速度在无限长的水平面上永远不停地运动下去,就是物理学史上著名的理想实验。再如将一只闹钟放在密封的玻璃罩内,当罩内空气被抽走时,钟声变小,由此推理出:真空不能传声。显然上述实验是人们在思维中进行的理想过程,与实际实验相比,理想实验能更大程度地突出实验中的主要因素,得出更本质的结论。理想模型可分为对象模型、条件模型和过程模型三类。如表示光的直线传播的光线,描述磁场的磁感线,描述力的示意图等都属于对象模型;再如光滑表面、轻杆、轻绳、均匀介质都属于条件模型。电学实验中把电压表变成内阻是无穷大的理想电压表,电流表变成内阻等于0的理想电流表等也属于条件模型;在空气中自由下落的物体,空气阻力的作用与重力相比较忽略不计时,可抽象为自由落体运动,另外匀速直线运动也属于过程模型。
4.初中物理科学方法培养的主要方式
4.1在学生亲自体验中培养科学方法;
物理学是一门实验科学,极有利于学生亲身体验。许多过去的演示实验改成学生实验,还增加了学生的社会调查和实践,新教材的这些变化都是要加强学生的自身体验,学生通过体验可以很好的感受知识体系内的科学方法。例如水沸腾实验,学生没有实验前总认为只在100摄氏度时,水才“内部与表面”同时“剧烈”的汽化,亲身做了实验后才发现实际没到100摄氏度时,水“内部与表面”就开始汽化,只是“剧烈”的程度不同罢了。通过自身体验使学生真实的看到“量变与质变”的关系,感受相对与绝对的区别。
4.2在民主和谐的氛围中培养科学方法教育;
新课程中一个重要的理念是体现师生平等,开展探究性学习、合作学习等多种学习方式。这些学习方式就是创设一个民主和谐的学习氛围,在这种氛围中学生自我知识构建的动力得到释放,对物理知识学习、理解能够从多个方面进行,他们不再满足物理一些概念和规律的结论,而对为何要引出这些概念,为何这样引出而不那样引出,那样引出会得到什么结论等新问题产生了强烈的兴趣和求知欲。物理学体系中内含的科学方法就会在学生自己的问题中,慢慢构建出科学方法的结构。
4.3在相互交流讨论中培养科学方法教育;
师生相互交流、生生相互交流,是新课改最提倡的。学生交流解决问题的方法,既可为其它学生提出了解决问题的思路,常常还使交流学生自己又产生完全不同前面的创新思路。相互启发、共同提高,在课堂教学实践中这样的实例不胜枚举。
4.4在解题训练中培养科学方法教育;
一、掌握新课标下的教学要求和教材特点
与原教材相比,现行教材有以下明显的特点:
1.从教材结构看
新教材是直接采用目前国际初中理科教学中较普遍的“教科书+活动卡”相结合的教材结构,它引导学生通过一系列实践活动去学懂教科书上的内容。旧教材只是提供学生在课后巩固所学知识的习题,新课标这种教材结构的变化无疑对师生课堂活动提出了更高的要求。
2.从内容编排看
旧教材主要通过教师的单向传授使学生单一接受课本的知识,新教材增强了知识的探究性,主要通过较多的学生实验、活动,加强探究式学习和动手实践等学习方式的运用。这样不仅有利于落实三维课程目标,而且也为创新精神和实践能力的培养打下坚实的基础。
3.从知识难度看
教材难度明显降低,现行教材对有些知识的处理,只要求“知其然”,不需非要“知其所以然”;计算题明显减少,难度也有所降低;教材更加贴近素质教育的需要,知识体系趋于完整,学生的学习负担减轻了。
二、初中物理教学中存在的问题
1.教学中的认识误区
传统的科学教育把科学知识作为一种结果看得过于重要,以至于从教学目标到教学评价都以其为核心,使得学生认为理科无非是一些概念规律和公式的堆砌,学习它们就是死记硬背、大量做题,从而应付考试,这样就大大降低了学生学习物理和探究真理的兴趣,导致学习效率非常低。而新课标物理教学特别强调培养学生的三大能力,即实验能力、思维能力和分析解决问题的能力。作为老师应该更正教学中的认识误区,把工作重心转移到激发学生的学习热情方面,这样可以达到事半功倍的效果。
2.实验教学滞后的问题
实验是物理教学的关键,通过实验教学可以加强学生对于物理现象的理解,提高学生的创新能力和物理实践能力。而传统的初中物理教学存在实验教学观念不足、忽视实验教学等问题。物理新课改中非常注重物理过程与方法探究,理论能力与动手实践能力的结合。应新课标改革要求,提高初中物理的教学质量,老师应该让书本知识走进实验室,通过鼓励学生提出问题,再引导学生思考自己的问题并得出结论,最后由教师指导学生独立设计实验进行验证,这样便可以让学生真正理解知识内涵,同时也培养了学生发现问题、解决问题的能力。
三、新课标下的初中物理教学改进措施
1.注重发挥课堂中学生的主体作用
传统的初中物理教学只是老师在讲台上讲授,学生在讲台下跟着老师讲课的思路走,这样的课堂老师起着主导作用,并没有发挥学生自主思考的主体作用。初中物理新课改明确了教师不仅是知识的传授者,还是学习活动的参与者。要始终体现学生的主体地位,充分发挥学生在初中物理教学中的主动性和积极性。在今后的教学中,老师作为一个引导者,激发学生自主学习的欲望,把灌输转化为学生主动渴求知识,使学生灵感的火花燃起创新的激情。在需要讨论的问题上,让学生大胆思考、提问,全面发挥学生的主体作用,充分调动学生的积极性,提高学习物理的兴趣和信心。教师要敢于放手让学生来做,能让学生完成的任务教师不能越俎代庖,使其自发地喜欢上学习物理,提高学生对物理知识学习的积极性。
2.注重初中物理教学中的探究
科学探究是一种特殊的探知活动,它存在于我们生活的各个方面,是对未知事物的认识活动,学生进行探究的过程与科学家进行探究活动的程序是相同的。因此,组织学生开展探究性实验活动,可以让学生体会到科学家的探究过程,它对学生科学素养以及科学态度的养成有着极其重要的作用。
新课标下的初中物理教材为进行探究性教学提供了很多素材和机会。教师应鼓励学生大胆进行实验改进,比如,探究“融化和凝固”的实验,让学生通过讨论提出更多的想法,有的学生提问实验中为什么要水浴加热海波?有的学生提出实验过程中搅拌器快一点搅拌与慢一点搅拌结果会有何不同?等等。为了提高学生的探究能力,教师有必要将有些验证性的实验改为学生探究性实验,课堂上放手让学生进行。提高学生设计实验的能力同样是学生能否顺利进行探究活动的关键。
初中物理教学必须结合新课改的要求,更正在教学中的认识误区,发挥课堂上学生的主体作用,本着书本为主实验为辅的原则,激发学生追求真理的欲望,鼓励学生自主思考,培养学生的探究能力、实践能力和发现、解决问题的能力,促进教学的高效性。
参考文献:
首都师范大学课程与教学论博士生导师邢教授领导的物理教育研究团队,近年来在北京市“十一五”规划教育科学课题的资助下,致力于物理科学方法教育的显化研究,在科学方法教育的基本理论、科学方法教育的分类理论、科学方法教育内容的显化等方面取得了重要的进展,促进了科学方法教育研究的发展,本期发表他们的系列研究成果,以飨读者。
我国物理科学方法教育研究已经开展多年,时至今日,仍然有一些理论和实践问题没有得到很好解决。如,科学方法教育的地位、科学方法的分类、科学方法的教育内容。围绕这些重要的理论问题,首都师范大学物理教育研究团队开展了卓有成效的研究,取得了显著进展。
一、物理科学方法教育的理论进展
科学方法教育的地位问题,即科学方法教育与知识教育的关系问题,历来是一个争论不休的问题。长期以来,科学教育界一直对这个问题进行深入探讨并逐渐形成了知识中心教育观。美国的霍尔顿提出了物理学三维结构模型,前苏联的费多琴柯提出了经典力学结构平面图。霍尔顿认为物理学的任何一部分内容的结构及其发展都可以分解为3种因素或3个坐标:x―实验(事实),y―物理思想(逻辑、方法论等),z―数学(表述形式或计量公式)。这一普适性的物理学科结构模式也为物理学各分支学科、各单元课题的结构及其教学规律指出了道路。费多琴柯的学科结构图进一步把三维结构投影到平面上,形成上(实验)、中(核心理论)左(科学方法论)、右(数学)、下(延伸与应用)5个区域,从而全面地反映了物理学科上述5个特点和物理学知识的3个主要成分及其相互关系,特别是反映了知识和方法的关系(如图1所示)。
当然,这一立体结构模型及其投影还有待进一步探索。但这样的结构启发我们进一步具体探索知识―方法―能力的相互关系。从这种基本思想出发,我们提出了科学方法中心的物理学知识―方法结构图(如图2所示)。
图2表明,知识―方法结构图主要包括5个部分:科学现象、科学知识、科学方法、数学以及延伸与应用。科学方法处于结构图的中心,分别与其他4个部分相联系。图中的箭头表示了不同部分之间的相互关系,不同部分之间也会发生联系,但这种联系须经由科学方法才能实现,科学方法起到桥梁和纽带的作用。科学发现认识论认为,现象是科学的根源,在科学发现过程中,科学现象与科学理论并不存在直接关系,科学现象要借助于科学方法的参与才能进一步形成科学理论。同样,科学理论的应用也不是直接完成的,它需要科学方法的介入才能成功解决问题,科学教育同样也是如此。我们认为这样的结构图才能准确地反映出科学知识与科学方法的关系。
二、物理科学方法教育的内容进展
科学方法的分类问题,同样是困扰物理教育工作者的问题。不解决这个问题,科学方法教育内容问题就很难得到恰当的解决。我们经过长期的理论思考,逐渐形成自己的观点。
在“智力―技能―认知结构”能力理论中,我们从能力因素的来源出发,区分“硬能力”与“软能力”。我们认为,由于智力和技能均是人的大脑的功能,因此,定义其为“硬能力”。而人们通过后天学习在大脑中拥有的知识、科学方法所形成广义知识结构――即认知结构,其功能就相当于人的能力的“软件”,因此,定义其为“软能力”。
在能力结构中区分“硬能力”与“软能力”有着重要的意义。因为根据这种区分,我们不仅清楚了能力因素中的智力、技能、知识和科学方法的不同属性,更为重要的是,我们进一步明确了在能力因素中,智力的提高和技能的形成主要是靠训练而达成的,而能力因素中的知识和科学方法则可以通过传授、探究或发现使学生掌握。
从这种基本思想出发,我们把科学方法分为了思维方法和学科方法。前者是主观的,是大脑的功能,需要训练才能使学生形成与掌握,后者是客观的,不是大脑的功能,需要传授才能使学生习得与掌握。这样一种分类方式,不仅来源清晰,而且与教育方式在逻辑上是自洽的。它有效地避免了将思维方法与学科方法混为一体的分类方式,使科学方法教育内容的研究豁然开朗。进一步,我们把学科方法分为获得知识的方法和应用知识的方法,这就使得科学方法教育内容的显化顺理成章。
按照对应原则,我们分别显化了获得物理知识的物理方法和应用物理知识的物理方法,见表1和表2:
这样,就初步显化了物理教学中的科学方法教育内容。
三、物理科学方法教育的实践进展
在物理科学方法教育显化研究中,我们认为,科学方法与知识不同,它所涉及的不是物质世界本身,而是人们认识物质世界的途径与方式,是高度抽象的。如果只从隐性教育角度进行教学,学生也可能从中学到一些科学方法,但只能是零星的、不连贯的,收效甚微。但若脱离具体物理知识去传授科学方法,则更不可取。这样,就形成了一种科学方法教育途径的两难处境。因此,我们尝试寻找一种恰当的教育方式,在显化科学方法的同时,进行科学方法教育途径的创新,使学生对科学方法的了解切中要害。我们认为,这就是结合科学方法的物理概念与规律教学。
概念与规律既是物理教学的核心,又是学生物理学习的起点。从核心着手贴近教学本质,从起点出发符合认知顺序。事实上,物理知识与科学方法本来就是一种水融的关系,每一个概念与规律的得出,都自始至终贯穿着科学方法。如果把物理学喻为珍珠项链,那么物理知识是珍珠,而科学方法就是串起珍珠的那根“线”。因此,我们认为:只有通过结合科学方法的物理概念、规律教学,只有使学生在每一个物理概念、规律得出过程中真切体会科学方法的作用,学生头脑中的科学方法才能显示出其内涵、色彩和格调,才能显示出其内在的理由、作用和功能,学生学习过的科学方法才能真正活起来。正是在这个意义上,我们认为结合科学方法的物理概念、规律教学,是科学方法显化教育途径的创新。
基于此,我们在物理概念、规律教学中进行了结合科学方法的显性教育。
1.被试选择
在同一所中学选择2个平行班级,2个班级的物理任课教师相同。
2.实验设计
采用固定组比较设计:利用研究之前已经形成的两个原有整组,仅对其中一组给予实验处理,然后对两组进行后测比较的一种研究设计。其基本设计模式如图3所示:
R1 ―――X―――O1
R2 --- O2
图3 固定组比较设计模式图
由图3可以看出,本研究的2个组分别为实验组和对照组,且为两个随机(以“R”表示)等组。实验组接受实验处理(以“X”表示),而对照组不给予任何实验处理(以“---”表示)。实验后,对2组同时进行同样的后测验,并分别获得测验结果O1和O2,通过比较O1和O2可以得到实验结论。
本研究在实验班中采取科学方法显性教育方式,对照班未施加任何干预,经过一段教学之后,用同一试卷进行测试,对学生成绩进行统计检验。
表3 实验班和对照班数据差异分析
由统计结果可知,结合科学方法的物理概念、规律教学的科学方法显化教育途径是可行的。
参考文献
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关键词:新课标;兴趣;初中物理;教学
新课程标准指出:在义务教育阶段,物理课程不仅应该注重科学知识的传授和技能的训练,注重将物理科学的新成就及其对人类文明的影响等纳入课程,而且还应重视对学生终身学习愿望、科学探究能力、创新意识以及科学精神的培养。有了兴趣,学生才能把心理活动集中指向在学习对象上,所以物理教师要千方百计地激起学生强烈的求知欲,诱发学生的学习自觉性,使学生产生学习的直接动力,从而提高课堂效率。那么,我们应怎样来提高学生学习物理课的兴趣呢?
一、加强教师自身素质,提高教学艺术
新课标要求物理课的教师需要有丰富的知识和智慧,需要不断地更新自己的知识和提高自身的各种素质。因为,在实际的教学过程中会遇到许多意想不到的麻烦。诸如学生在学习上遇到的问题,教师可能会因为知识不够丰富而无法解答。知识渊博的教师形象高大,能够深深地吸引学生,让学生对教师有无限的敬佩,进而喜欢这个教师,喜欢这个教师课上讲的物理课广阔的内容。
二、物理教师要树立幽默意识,提高课堂教学氛围,激发学生的学习兴趣
新课标指出,义务教育阶段的物理课程应贴近学生生活,符
合学生认知特点,激发并保持学生的学习兴趣,通过探索物理现象,揭示隐藏其中的物理规律,并将其应用于生产生活实际,培养学生终身的探索乐趣、良好的思维习惯和初步的科学实践能力。
所以,物理课堂教学中教师怎么将生硬的抽象的知识转化为学生便于接受的内容很关键,教师可以巧妙地应用教学幽默,不仅让学生愉快有效地学习了知识,而且还陶冶了学生的情操,锻炼了学生的口才和交际能力,对学生的身心健康都能起到很好的作用。
三、加强课堂互动,让学生操作探究,提高学生的学习兴趣
物理课学习的中心环节就是探究,在探究的过程中学生需要提出问题,寻找解决问题的方法,这时教师应开篇明宗,指明本节课研究的方向,要求学生根据所给的材料自行探索,揭开相关事物的性质与规律。在这里,必须强调学生学习的自主性,让学生获取自主探索的空间,使他们体验亲历科学的过程。
四、验证总结,让学生应用,延伸学生的兴趣
在课堂教学中,教师要善于引导学生从物理现象和实验中归纳简单的科学规律,逐步培养学生初步的分析概括能力,尝试应用已知的科学规律去解释某些生活中的问题,让学生理解物理来源于生活,服务于生活,使课堂中学到的知识进一步得到延伸,从而激发学生学习物理的积极性。