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自然科学教学与科学素养的培养

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自然科学教学与科学素养的培养周维新
摘要:运用现代教育学,心理学理论、结合初中自然科学教学实际、对在自然科学教学中如何培养学生的科学素养问题作简要的阐述.
关键词:科学精神;科学素养;课堂改革;创新能力
一、激发进取动力、培养科学精神. 科学精神是科学研究的推进器与动力.因为只有具有科学精神的人、才能在崎岖艰险的科学道路上坚持忘我的探索.在课堂教学活动中、教师应在教学中注意渗透有关科学家的科学精神.
何谓科学精神概括地说,科学精神主要包括以下几个方面:第一、科学是真理,进行科学探索就是追求真理,科学精神就是在追求真理过程中的一种高度热情、忘我奉献的精神.第二、追求真理不是轻而易举的,需要付出艰辛的努力.科学精神是在追求真理过程中必须具有的不怕困难,不畏艰险,不怕挫折的顽强的意志和坚韧的毅力.第三、在历史的长河中、人类对科学的认识总是不满足于现状的,总是不断地探索.因此科学精神又是一种不断揭示客观事物内在规律的进取精神.从事科学探索的人不具有科学精神就将一事无成.那么,在教学活动中如何培养学生的科学精神呢.
首先,要使学生懂得什么是科学精神.教育学生从事各项工作,特别是从事科学研究,必须具备这种精神.
其次,要结合教学内容有意识地向学生介绍一些科学家在科学探索中所表现出的科学精神.使学生能从中受到激励和感染.如在讲到生物进化学说时,向学生生动地介绍生物科学进化论的创立者达尔文,他为了探索生物进化的规律,在收集了大量的资料,进行了艰苦的科学考查和研究的基础上,又花了20年的时间,才写成了划时代的巨著《物种起源》,创立了以自然选择为中心的生物进化的科学理论.在介绍物理学家爱迪生的时候,向学生讲述他为了寻找合适的白炽灯灯丝材料,选择了1 600多种材料做试验、最后终于制成用碳化棉作灯丝的高真空白炽灯泡,使灯泡的使用寿命增强了100多倍.通过生动的例子,使学生懂得像他们这样在进行科学研究过程中所表现出来的精神,就是科学精神的典型体现.
二、改革传统教学,培养创新人才. 创新是一个民族进步的灵魂,创新能力是进行创新活动必不可少的工具.只有既具有科学精神,又有创新能力的人才能为社会不断创造出新产品.因此,在教学活动中如何培养具有创新能力的人才、是摆在我们每个教育工作者面前的重要课题.在教学活动中可从以下几方面进行突破.
(一)增强教学的民主性,营造宽松和谐的创新氛围创新意识的激发,创新灵感的闪现,创新精神的培养,创新能力的形成,需要在宽松和谐的氛围中实现.在教学中、教师应尊重学生,教师与学生之间,学生与学生之间,应是平等的关系,友爱的关系.教师要鼓励学生的超前思维,鼓励学生向教师挑战.改变过去教师教,学生听,满堂灌、课后练的那种把学生当作知识容器的教学模式和方法.教学中应增强课堂的民主性,真正把学生当作学习的主体,多给学生自主学习和相互讨论的机会.即在教师的指导下,学生自己看书,自己设计实验、自己做实验、自己通过观察,分析,讨论得出实验结论、探索出自然科学的规律,推导出有关的公式;对例题自己分析,自己解答、通过讨论得出解题规律及注意事项、只有这样,学生的创新精神才能有得以培养的土壤和环境.
第一、设计问题群,开展讨论式教学.在教学中、教师应依据教学内容、设计科学的问题结构,组织问题群,让学生自学讨论.如在初二自然科学压力和压强的教学中、教师组织如下问题群:在生活中你见到哪些压力压力产生的原因是什么方向怎么样,作用点在哪里压力都是重力产生的吗压力和重力有什么区别压力的作用效果与哪些因素有关等、让学生看书,实验、思考、讨论回答.在此过程中、不仅使学生掌握了知识,而且使学生的思维得到了启迪,灵感也得到发挥.
第二、设计探索情境、进行探究式教学.要培养学生的创新精神,教学活动应富有探索性,使学生在探索中产生各种疑问和设想.如在电磁感应一节教学中、可以让学生复习电流产生磁场的实验、然后提出:既然电流能产生磁场、那么磁场能否产生电流呢接着提出:要证明磁场能否产生电流、需要哪些器材(学生自选)每个实验小组到实验室领取所需器材,讨论实验方案,进行探索性实验(在此过程中教师进行引导点拔)、实验结束后,要求学生写出实验结果,并试着上升为理论.在整个过程中、学生会带着探索欲望做实验、促使他们认真仔细进行观察和思考、加上教师及时对学生赞赏和鼓励,使他们都有成功的快乐感,会充分调动学生学习的积极性和主动性.
实践证明:采取讨论式,探索式教学,增强了学习中的民主性和学生的自主性,为学生营造了宽松,愉快、和谐的创新氛围.
(二)教会质疑,培养学生的创新思维.
第一、教会学生质疑的方法.在自然科学教学中、教师要指导学生用辩证唯物主义的观点和方法去观察事物,思考问题,分析问题,解决问题.例如从任何事物都具有两面性,都可能产生正负两种效应的观点出发,在摩擦力的教学中、引导学生去分析哪些摩擦是有益的,哪些摩擦是有害的,怎样增大有益摩擦,怎样减小有害摩擦,进而引导学生质疑,可不可以把摩擦减小到零,能不能创造一个没有摩擦的世界呢
第二、培养学生质疑的勇气.在教学中、教师要鼓励学生提问,发表自己的见解.即使由于知识,经验不足,提出的想法是幼稚的,甚至是错误的,也应当保护这种积极性.焦耳年青时曾经是一个永动机迷,设计过许多结构复杂,形状怪异的永动机、但后人并没有嘲笑他的无知和徒劳.因为正是在这一过程中、培养了他精巧的实验方法,并使他注意到热和功的关系.而正是热功当量的发现和测定,为后来能的转化和守恒定律的建立奠定了重要的基础、使人们从理论上弄清了永动机造不出来的道理.因此,在教学中、对于学生提出的问题,不管其内容是否超越初中知识的范围,不管问得有无道理,都要给予鼓励,要善于捕捉他们的智慧火花,发现他们质疑中的闪光点.对于在他们知识水平范围内的问题要给予认真解答和提示、对超越知识范围的问题,要鼓励学生继续努力学习,不断提高自己的知识水平.
(三)广泛开展科技活动,培养学生的创新能力.在科技活动中、创新能力主要体现在改进和发明创造上,具有改进和发明创造的能力、就具有创新的能力.改进和发明创造是人根据生产,生活,社会的需要、应用科学知识设计制造出新的产品.人类只有不断地发明和创造,生产力才能发展,社会才能进步.
要培养学生的创新能力、首先要从培养小发明,小创造,小改进入手.为了培养学生小发明,小改进的能力、可以以科技活动为重点、组织指导学生开展:1,利用科技活动课进行自然科学小实验表演.可将教材中的演示实验、小实验和生活中的自然现象,按知识单元设计成若干组小实验、由学生自己准备器材,自己设计过程,自己做实验、自己解释现象并得出结论.2,利用科技活动开展小制作,小发明竞赛.首先,从教材安排的针孔照相机、潜水艇,土天平等小制作开始做起,要求学生自己准备工具器材,自己设计,自己制作,进行小制作竞赛;其次,将制作内容扩展到教材安排小制作以外的内容、如火箭模型,飞机模型,潜水艇模型,人力抽水机等、这样由模仿到设计制造,培养了学生的创新能力.
创新教育是全面培养人才的教育,创新能力的大小是一个人综合素质的高低的体现.尤其是自然科学教师,更应树立起以培养学生的科学精神和创新能力为主的教育观念.根据学科特点、以培养学生的科学素养作为教学的灵魂和核心的工作思路,通过不断提高自身素质,培养大批创新型人才、迎接21世纪知识经济的挑战.
参考文献:
[1]林崇德. 中学生心理学[M. 北京:北京出版社,1983.
[2]林崇德,沈德立. 智力的培养[M. 杭州:浙江人民出版社,1997.
[3]自然科学教师备课手册[Z. 杭州:浙江教育出版社,1999.

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