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科學教育是與人文教育相對應的一個教育領域,旨在形成人的科學素質,提高人的科學探究與應用能力,培養人的科學態度與科學精神,樹立正確的科學觀和科學本質觀。作為普通教育(Generaleducation)的一個重要組成部分,科學教育與人文教育一樣都致力于“為一個負責任的人和公民的生活做準備的那部分教育”。在此意義上,科學教育與人文教育的目的是一致的。
科學教育有狹義與廣義之分。狹義的科學教育僅指自然科學教育,即包括物理、化學、生物和地球科學等分科學科在內的,同時也涵蓋綜合科學教學的學校科學教育。廣義的科學教育則包括數學教育、技術教育和社會科學教育(如美國“2061計劃”的科學教育文獻所表明的那樣)。相應地,科學教育學也有狹義與廣義之分。狹義的科學教育學,主要研究各級各類學校的自然科學教育、課程、教學、學習與評價等方面的理論與實踐問題,而在廣義上,科學教育學也涉及數學教育、技術教育、乃至社會科學教育及校外科技教育等方面的理論與實踐問題。從世界范圍來說,科學教育作為學校課程體制的一部分是從19世紀中葉以后開始進入中小學課程中;而科學教育學作為教育科學中的一個分支研究領域,則是從20世紀中葉以來的歷次科學教育改革中興起與發展起來的。
在我國,科學教育研究的興起只是近年來的事,迄今尚未從學科建制層面上成為我國教育研究的一部分。科學教育學是一個廣泛而復雜的教育理論和實踐研究領域,它涉及從幼兒園、中小學至高等學校各個階段的課程、教學與評價等方面的科學教育問題,同時也包括以提高公眾對科學的理解為目標的校外科技普及與科學傳播教育。本文的論述主要限于高中以下階段的學校科學教育改革,著重探討科學教育學與科學教育改革之間的關系。
一、作為一個研究領域的科學教育學
從20世紀初期開始,在英語國家,“教育”與“教育學”基本上都使用同一個詞來表達,即Education。在歐洲國家,由于其教育學傳統不同于英語國家,一般使用DidacticsofScience來表達“科學教育學”。而在我國,科學教育學作為教育科學的一個分支在學科建制里尚未正式建立起來,盡管最近幾年關于科學教育學的研究已開始增多。
國際上,科學教育學作為教育科學中一個獨立的分支學科或研究領域是從20世紀60年代以后隨著科學教育改革的需要而產生的。2004年,澳大利亞莫納什大學著名的科學教育學家彼特.范仙(Fensham,P.J.)教授出版了《科學教育學:一門新興學科的發展歷程》一書,全面論述了世界范圍內科學教育學作為一個獨立的學術領域的誕生與發展歷程。根據范仙教授的研究,一個學科或研究領域的建立,需要滿足一定的標準。他提出了三類標準:結構性標準、研究內部標準和結果標準。其中,結構性標準作為最基本的標準共有6條:(1)獲得學術承認,即大學里設立某一學科的教授職位,獲得學術界的承認;(2)創辦研究期刊,傳播研究成果;(3)建立專業學會;(4)定期舉行學術研究會議;(5)建立研究中心;(6)進行研究訓練,培養研究人才。這6條標準是相互關聯的,它們表明一個獨立的學術研究領域或學科的形成及其形成的基本條件,缺一不可。
從這些標準看,除美國以外的所有其他國家的科學教育學都是在20世紀60年代以后才產生和發展起來的。如英國倫敦大學國王學院和里茲大學分別于60年代和70年代在其教育學院建立了科學與數學教育研究中心,并設立了“科學教育學”教席(ProfessorshipofScienceEducation)。到1985年英國已經有11所大學培養科學教育學博士生。德國于1966年在基爾大學(UniversityofKiel)建立了國家級的科學教育研究所,共有50余名科學教育研究人員。法國于1970年在國家教育研究所內建立科學教育研究部。澳大利亞1967年在新建立的莫納什大學建立了第一個科學教育學教席,聘請彼特.范仙為澳大利亞第一位科學教育學教授。80年代澳大利亞的科廷理工大學建立了科學與數學教育中心,現已后來居上成為全世界最大的科學與數學教育博士生培養基地,目前共有400多名博士研究生。在亞洲國家中,日本、印度、韓國、泰國、馬來西亞與新加坡等國家也從20世紀70年代起先后在大學建立了科學教育學博士點,培養科學教育博士生。
從專業組織和學術期刊來看,美國的全國科學教學研究協會創辦于1928年,現已成為世界上最大的科學教育研究專業學會,每年4月份召開一次國際性的科學教育年會,2006年的年會上,與會者多達1000多人。其會刊《科學教學研究學刊》每年出10期。英國的科學教育學會創建于1963年(其前身是男科學教師協會與女科學教師協會,最早追溯到20世紀初),定期于每年一月份召開一次年會,發行《科學教育》(EducationinScience)、《小學科學評論》(PrimaryScienceReview)、《學校科學評論》(SchoolScienceReview)和《科學教師教育》(ScienceTeacherEducation)等期刊。1995年成立的歐洲科學教育研究會每兩年召開一次學術年會,并每隔一年舉辦一次專門針對歐洲國家科學教育博士研究生的暑期研究班。其他國家如澳大利亞科學教育學會出版《科學教育研究》(ResearchinScienceEducation)期刊,每年也舉行一次科學教育學術年會。另外,還有一些不隸屬于學會的著名期刊,如美國的《科學教育》》(ScienceEducation),創刊于1916年;英國里茲大學的《科學教育研究》(StudiesinScienceEducation)創刊于1974年;《國際科學教育學刊》(InternationalJournalofScienceEducation),創刊于1979年,在國際科學教育學界影響都很大。
科學教育研究與科學教育改革是分不開的。科學教育改革需要科學教育研究的學術支撐;反過來,科學教育研究也需要科學教育改革的推動。科學教育研究又分理論研究與基于實證的經驗性研究。前者從科學哲學、科學社會學、認知心理學等學科視野出發進行包括建構主義在內的當代各種教學理論探討,后者則從科學課堂教學實踐的視角開展定量研究、質性研究、行動研究、案例研究、敘事研究等。這些研究都為各國的科學教育改革政策制定和基礎科學教育中科學課程、教學及評價的改革提供了強有力的理論與學術支持。如1989年美國出版的《2061計劃:面向全體美國人的科學》這本權威的科學教育政策文獻中,在附錄B中列出了26條關于科學教育或與科學教育有關的最重要的參考文獻(專著、研究報告或專題論文),都是1980年至1988年期間出版的。可見,即使是一個國家科學教育改革的政策文件,也要以大量的高質量的學術研究為依據制定。又如1995年出版的美國《國家科學教育標準》,每一章的后面都列出了大量的參考文獻(可惜中文譯本都把它們刪除了)。再如20世紀80年代以來,西方各國在科學教育研究中,基于建構主義理論框架的經驗性研究論文和專著數不勝數。由此可見,倘若沒有這些基礎性的科學教育理論研究和經驗性研究,美國《國家科學教育標準》就不可能達到這樣的高水準。其他國家(如英國、德國、澳大利亞及新西蘭等)新一輪的科學教育改革也無不得力于本國和國際的科學教育研究及其為科學教育改革所提供的充分的學術支持。
當前,我國正在進行新一輪科學教育改革。新的改革亟須科學教育研究的支持。無論是科學教育政策的制定,新的科學課程的開發,還是探究式科學教學的實施和課程與教學評價的運用,以及科學教師的專業成長,都迫切需要科學教育學提供學術支撐。但總體上,我國科學教育學科建設還很落后,甚至尚未引起教育管理部門、教育學界及社會的足夠重視和支持。
二、科學教育改革:國際經驗與本土建構
改革開放以來,我國基礎科學教育經歷了三次改革浪潮,差不多每隔10年就要進行一次科學教育改革。第一次改革浪潮從1978年開始至20世紀80年代中期,主要特點是撥亂反正,恢復正常教育教學秩序,編寫新的科學教學大綱和教科書。這次科學教育改革吸收了世界各國60年代以來科學課程改革的經驗,使中學的數學、物理、化學和生物等自然科學的課程內容實現了現代化。第二次科學教育改革從20世紀80年代中期至90年代,其特點在初等教育階段開始重視幼兒園與小學的科學教育改革(當時叫自然學科改革),在中等教育階段則降低科學課程的難度,同時追求科學課程的本土化。第三次科學教育改革始于世紀之交,至今仍在進行之中。其特點是進一步與國際科學教育改革接軌,試圖銜接小學與初中的科學教育,促使義務教育階段科學教育課程與教學改革一體化,面向全體學生,以科學素養為目標,注重培養學生的科學探究能力,等等。
第一次科學教育改革基本上是從翻譯國外中小學科學教材開始的,作為我國自己編寫的新科學教材的素材,其理論基礎是美國著名心理學家和教育改革家布魯納的學科結構課程理論。第二次科學教育改革主要涉及兩個方面,一是重視了小學科學教育,如由人民教育出版社劉默耕先生主持,引進了哈佛大學小學科學教育專家蘭本達的“探究一研討”教學法,并系統地編寫了小學1~6年級的自然(科學)教材;二是在中學階段改進了統編教材,使原先引進的過于理論化、抽象化和高難度的科學教材內容逐漸變成適合我國國情和學生需要的科學教材,這實際上是由20世紀80年代國際化到90年代本土化的一次轉換。這次改革雖然不乏歷史意義和貢獻,但鮮有深化且缺少突破,只能說是修修補補而已。第三次科學教育改革的背景不同于前兩次。一方面,我國市場經濟和現代化事業進一步發展,改革開放隨著我國成功地加入WTO進一步向前推進,為新一輪科學教育改革提供了社會需求和動力;另一方面,90年代以來新一輪國際科學教育改革在發達國家方興未艾,為我國科學教育改革提供了良好的國際背景。1997年,中國科學技術協會與美國科學院簽訂了科學教育合作備忘錄,為兩國科學教育合作提供了有利的合作機制,其重要成果之一是合作建立了科學教育網站,翻譯出版了美國科學教育改革的重要文獻,如《國家科學教育標準》(1999),等等。此后,國家教育部組織一批科學教育專家和教師編寫出全日制義務教育《科學(3~6年級)課程標準》(實驗稿)和《科學(7~9年級)科學課程標準》(實驗稿),由此拉開了新一輪科學教育改革的序幕。此外,我國教育部和科學技術協會還從法國引進了“做中學”幼兒園和小學科學教育項目,在全國許多大中城市的幼兒園和小學里進行基于“動手做”的探究式科學教育的實驗。
從科學教育改革的主體來看,第三次改革不同于以往歷次科學教育改革。首先,這次科學教育改革開始有一些科學家參與進來,如中國科協的科技專家、中國科學院和中國工程科學院的一些院士、大學(特別是師范大學)理科院系的一些教授都參與了這次科學教育改革,只是這些主體的參與的深度和廣度還不夠。第二,自20世紀80年代起,我國學科教育研究逐漸興起,其中物理、化學、生物、地理等理科成長起來一批學科教育專家,成為第三次科學教育改革的重要參與者,為新一輪科學教育改革做出了貢獻,是我國第一批受過專業訓練的科學教育研究者。第三,廣大的中小學科學教師也成為中堅力量。特別在小學科學教育改革中,一大批優秀的科學教師在改革中脫穎而出,茁壯成長。
但我們也發現,這三次科學教育改革都存在一個共同的問題,即每次科學教育改革在理論準備上都明顯不足,原因在于缺乏有計劃、有組織、系統而深入的科學教育研究。迄今為止,我國教育行政管理部門、高等學校和教育理論界都尚未重視科學教育研究。雖然我國各級各類教育研究人員成千上萬,但專門進行科學教育研究的人員卻寥寥無幾,即使包括上文提到的理科各學科的科學教育專家也仍然為數不多。長期以來,我國的科學教育改革是在整個基礎教育改革的總格局下進行的,只考慮采用教育的一般理論作為課程與教學改革指導思想,沒有也不可能采用科學教育學的學科領域的理論。
一個學科或學術領域的形成和發展,雖則首先要看社會對它是否需要,但也必須意識到這種社會需要是否為人們所認識。從上文的分析中可以看出,由于缺乏科學教育理論研究,我國的科學教學與課程改革、中小學科學教師的培養和在職科學教師的專業發展都受到極大的制肘。比如,1978年以后,我國的基礎科學教育課程從內容上說是國際化和現代化了,但在課程設計、開發和實施方面,在科學教學和評價方面,都遠遠沒有實現現代化和國際化。證據之一是,我國幼兒園與中小學的科學課程與教學的方式和方法仍然是以傳統的講授法為主,探究式教學方式并沒有在課堂上得到實施。這種情況基本上至今為止依然如故。證據之二是,盡管我國近30年來,九年義務教育的普及率比較高,小學、初中和高中普遍開設科學課程,但據近些年的公民科學素養監測發現,我國公民的科學素養水平仍然不高。從普及科學教育、提升國民的科學素養的意義上說,我國以往的科學教育不能說是成功的。證據之三是,我國在科技研究上和工農業生產中科技創新水平遠遠低于發達國家,甚至在某些領域不及印度等亞洲發展中鄰國。證據之四是,我國近代以來進行學校科學教育雖有百余年的歷史,并且建立了系統的科學與技術體制,但公民的科學精神仍然比較缺乏。不但一般社會大眾,就是科技人員中也有不少缺乏科學精神的。近年來,科技界與科學哲學和科學史學界關于科學文化之爭、關于中醫存廢之爭,等等,其中的某些觀點從一個側面反映了“唯科學主義”在我國社會中仍然根深蒂固,而這實質上乃是缺乏科學精神和對科學本質理解片面的一種表征。
當前,我國科學教育研究的社會需要是顯而易見的。我國政府早已提出“科教興國”的戰略方針。現在又提出建設創新型國家的戰略目標。筆者認為,有效的基礎科學教育改革是實現這個方針和這一目標的基礎之基礎。基礎科學教育需要告別傳統的“死讀書、讀死書”的教學方式,需要真正以自主、合作、探究、建構的教學方式與方法教學生生動活潑地學科學、做科學、用科學和理解科學。只有這樣,我們才可以真正提高公民的科學素養,才可以在普及科學教育的基礎上為高等學校輸送真正愛科學、主動學科學、既敢于又善于進行科學創新的大學生和研究生。只有培養了大批具有創新精神和創新能力的科技人才,我國的科學與技術才能推動知識經濟的發展,才可能趕超世界科技先進水平。
有效的科學教育改革不僅是當前改革的需要,也是今后我國科學教育改革長遠的需要。國際國內的科學教育改革經驗業已證明,中小學科學教育改革是隨著科技發展和社會與人的發展需要與時俱進,所以,無論是從科學與技術發展的角度考慮,還是從科學教育改革的當下和長遠的需要出發,我國都必須盡快形成科學教育研究的學科建制,培養從事科學教育研究和管理的高級人才及科學教育教師。
從2001年開始,國家教育部先后分四批批準了共60所高校設立科學教育本科專業,開始為小學和初中培養能夠承擔綜合科學課教學的科學教師。這是這次科學教育改革催生的教師教育的新專業。但是,我們應當認識到,這些新建立的科學教育專業目前在課程設置和師資上還存在諸多問題,其中一個核心問題是,這些新設置的科學教育專業缺乏高水平的科學教師教育者。科學教師教育者是指既具有科學背景又具有科學教育理論與實踐知識的教師教育者。在國外,這樣的人才一般都具有科學教育博士學位,是既能進行科學教育研究又能進行科學教育人才培養的高級人才。這樣的人才哪里來?需要有條件的研究型大學培養科學教育博士研究生。實際上,不僅這60所設立科學教育本科專業的高校需要科學教師教育者,其他所有進行理科教師培養的高校都需要科學教師教育者。沒有這樣的專門人才,我國的基礎科學教育就難以達到國際一流的水平。
不僅高等院校培養理科教師需要科學教育專家,我們的科學教育改革也需要在各級各類教育研究機構和教研機構配備科學教育專家。比如,各省、市、縣的教科院所或教師進修學校需要科學教育研究人員,甚至中小學也需要一批具有科學教育博士或碩士學位的科學教師。這樣算起來,我國科學教育專業的博士研究生的需要量是非常大的,至少需要5000人以上。(作為一個參照,美國科學教學研究會的會員是1700人,其中大多數是美國人)。
英文名稱:University Education Science
主管單位:中華人民共和國教育部
主辦單位:湖南大學;中國機械工業教育協會
出版周期:雙月刊
出版地址:湖南省長沙市
語
種:中文
開
本:大16開
國際刊號:1672-0717
國內刊號:43-1398/G4
郵發代號:42-270
發行范圍:國內外統一發行
創刊時間:1983
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期刊簡介
我國中學學科教育中曾經強調雙基教學,把科學教育目標具體化為使學生掌握基礎知識和基本技能,并由此發展出精講多練的教學法,這正是傳統教育思想的集中體現。這種教育思想裨上反映了人們對科學教育價值和功能的認識。在50~60年代,人們認為科學教育的本質和功能是使學生認識自然,獲得利用自然、改造自然的能力,培養有文化的勞動者。
到了70年代末和80年代初,我國出現了科技人才的斷層。當時,黨和政府提出了到本世紀末實現四個現代化的宏偉目標,可是,現代化建設面臨的最大困難是,科人才奇缺。所以,培養現代化建設人才就成了國家的當務之急,也成了教育界第一等重要的任務。在這樣的情況下,發展智力,培養能力便理所當然的成為科學教育的重要目標,在這個時期,科學教育的價值和功能被理解為培養更多的科學家和工程師,以適應現代化建設的需求。
隨著社會和經濟的發展,基礎教育的價值和功能被確定為提高全體國民的素質。科學教育的價值和功能便相應地被明確為提高國民的科學素質。這是建國以來教育思想的一次重大的根本性的變化。但對什么是科學素質以及如何培養國民的科學素質等問題,迄今還沒有形成共識。從課程編制的角度考慮,筆者認為以下問題是科學教育應該研究的問題。
(一)初中理科教育的目的主要不是培養未來的學科專家,而是使所有受教育者具備最基本的常識、能力和情感。教育的結果要引起理念和行為上的變化。
(二)科學素質的核心是科學理念。科學理念是人對自然筇科學的基本看法,包括正確的自然觀、科學觀、科學思想和科學認識論,表現為科學精神、科技意識、科學方法、科學態度和科學道德。在此基礎上構建科學認知的框架,確立行為取向和態度。因此,科學理念是一個人參與科學學習和科學活動的基本支撐點,對人的認識與實踐活動有決定性的導向作用。初中科學課程,不能無視這一點。
(三)科學教育要使學生具有認識世界、解決問題的科學基本能力,這種能力包括:1、對重要的科學事實、概念、原理的理解;2、把相關的科學知識運用于日常生活的能力;3、進行科學探究的能力;4、能理解科學技術的特點,并能據此進行判斷;5、能正確理解科學、技術、社會三者的關系,并關心其發展。
(四)一個人的科學理念和科學基本能力不是憑空而來的,是在對具體的科學知識、技能和方法的學習與實踐活動過程中,通過內化、升華而逐漸形成、發展起來的。任何科學問題的認識和解決,任何科學思維和實踐的活動,都必須以一定的知識和技能為基礎,其結果又表現為新的知識和技能的獲取。在這樣的循環過程中,一個人對客觀世界的認識便越來越豐富,能力水平也越來越高。同時逐步建立起對自然和科學穩定的興趣、觀點和態度,并最終上升為科學理念。
(五)初中科學課程的內容不應過于形式化、專業化。那樣的課程難以聯系實際,不易引起學生的興趣,不利于培養適應現代化社會需要,對科學有一定了解的社會主義建設者和接班人;還會使學生的思維和視野過早地受到學科的局限,不利于創新精神的培養。因此,應突出能在認知發展上起“先行組織者”作用的基本概念,增加科學過程、科學方法與科學史的內容。
(六)不能把科學與技術混淆,也不能以為通過對科學的學習就能提高科技水平和能力,教育要適應技術飛速發展的時代,初中科學課程應實施科學、技術、社會相結合的教育,即STS教育。STS教育主張科學為大眾,強調合作和參與,強調科學、技術與社會的兼容。其基本精神是要把科學教育與當前的社會生活、生產的發展結合起來,要求科學技術能夠更好地為人服務。
二、以辯證唯物主義的自然觀為指導
如何看待人與自然的關系?60年代后生態學研究的繁榮是自然科學的一大發展,并被迅速引進到社會科學領域,建立了社會生態學等交叉學科。但是,隨之而來的人本主義和自然主義的復蘇應該引起我們的重視。人本主義是一種從生物學意義上解釋上的學說,德國哲學家費爾巴是其主要代表。費爾巴哈認為,世界上除了自然以外,再沒有其他東西,人是自然界的一部分,是自然界的最高表現。他說:新哲學(指他本人的哲學)將人連同作為人的基礎的自然當做哲學唯一的、普遍的、最高的對象--因而也將人類學連同生理學當做普遍的科學。[1]自然主義則試圖用自然原理來解釋社會現象,如用自然規律、氣候條件、地理環境、種族特點等來解釋社會發展。恩格斯曾指出:這各歷史觀“是片面的,它認為只是自然界作用于人,只是自然條件到處在決定人的歷史發展,它忘記了人也反作用于自然界,改變自然界,為自己創造新的生存條件。”[2]
近年來發展迅速的“行為科學”和“社會生物學”正是這些思潮的產物。行為科學把動物筆為學的知識向社會領域推廣,把一切社會現象都還原為行為,把行為作為研究社會的基礎;社會生物學以生物學知識為基礎來探索社會學現象。如果從行為科學和社會生物學出發來說明人與自然相統一,并以此為中心概念建立科學課程體系,結果必然會如同19世紀的社會達爾文主義用進化論和生存斗爭來說明來解釋社會現象一樣,把學生和思維引入歧途。
因此,我們在科學課程中講人與自然的關系時,要避免犯人本主義和自然主義的錯誤,應該幫助學生建立辯證唯物主義的自然觀。一方面,要讓學生認識和改造自然的過程中推動了社會的發展和人類自然的進步;另一方面,又要讓學生認識人是自然生態系統的一員,人在改造自然的過程中一定要遵循自然規律,要不斷調節自己與自然的關系,使兩者趨于和諧統一。我們應當使學生就人與自然的關系建立一種既積極能動,又唯物辯證的觀點。以此為基礎,讓學生建立正確的生態觀、環境觀、資源觀和人口觀。
三、堅持歷史唯物主義的人類發展觀
60年代,西方社會面臨日益激化的各種社會矛盾和日益尖銳的全球問題的困擾,工業污染嚴懲能源危機頻頻發生,南北差距加大。在這種情況下,產生于第一次世界大戰末的存在主義哲學迅速流行,成為西方的主要哲學流派。存在主義脫離人的社會性來考察人性,認為人在選擇和創造本質時是“絕對自由”的,它不受社會關系的總和,是由社會實踐和社會條件以及所處的社會地位決定的這個基本原理。同時,存在主義對人類發展前景又充滿了悲觀主義,它把人生建立在虛無的基礎上,認為人的存在只是一種變幻莫測的意識沖動,只有死亡才是不可避免的。
存在主義是西方社會各種矛盾和危機的產物。60年代初的西方社會危機,使一些人對人生的意義和價值失去信心,對人類的命運和前途感到憂慮,但又找不到出路,存在主義剛好反映了人們的這種心理。因此,存在主義盛行時,其影響遠遠超出了單純的哲學范圍而波及西方社會精神生活的各個方面。70年代初,托夫勒的《未來的沖擊》(1970年)和《經濟痙攣》(1975年),羅馬俱樂部的《增長的極限》(1972年)等影響很大的著作都反映了這種社會思潮。這個時期的國外中學科學課程不可避免地受到了存在主義哲學的影響,其表現以生態悲觀主義最為突出。它們在講述生態、環境、資源、人口等人類面臨的緊迫問題時,都有很強的危機感。有一定的危機感這是好事,但講過了頭,就會走向歷史唯心主義。對這個問題,我們要有清醒的認識。
我們認為,人類通過生產勞動和社會勞動,不斷加工改造自然物,賦予它們新的、非自然的社會屬性,創造了工具、農田、建筑物、合成材料、人造天體等人工自然物。同時,以人工自然物為基礎,又形成了寵大的人工生態系統,如農田生態系統、城市生態等。這樣,就在原生自然的基礎上,產生出人類生產與原生自然融為一體的人工自然。這是社會的進步,也是自然的進化。由于過去人類在物質資料生產和人類自身生產中的自發性和無政府狀態,在創造人工自然的過程中也產生了一些消極因素,造成了一些不良后果。例如,對自然資源的過分消耗,生產和生活廢棄物對環境的污染,某些地區出現了人口過度增長等。然而,隨著生產和科學技術的發展,人類社會的進步,人工自然必將產生更大的變革。人類必將逐步消除其消極因素,發揮其積極作用。目前,建立自然保護區,保護野生動植物,合理采伐森林和進行漁獵,控制人口增長,優生優育等,都是積極有效的措施。因此,生態悲觀主義是沒有道理的。實際上,從70年代后期開始,事態的發展便證明了人類是能夠解決這些社會危機的。因此,在西方哲學界,存在主義從60年代后期開始衰落,70年代后,已不再有大的影響。
在初中科學課程中,我們應該基于上述的認識,向學生講人與自然的關系,講保護環境立歷史唯物主義的人類發展觀。
四、課程的科學本體論概念
建國后我們的科學課程一直非常強調對學生進行辯證唯物主義教育。這種教育主要包括6項內容:1、世界的物質性;2、物質運動的普遍性;3、運動形式與物質層次的對應性,也即各種物質運動形式的特殊性;4、自然界由簡單到復雜,從低級到高級的演化;5、演化采取量變到質變和否定之否定的形式;6、物質運動和深化的原因是事物內部以及事物與外部條件之間的矛盾(內因和外因勢利導。從科學本體論的角度看,這個哲學框架突出的是物質和運動。
自從系統論、控制論、信息論作為新科學方法論出現,并得到文學應用后,人們進一步認識到,自然界的基本屬性,除了物質性外,還有系統性。從宏觀來看,宇宙是由各種天體系統組成的系統;從微觀來看,分子是原子或離子經各種化學鍵的作用而組成的系統;生物體更是與外界環境有不斷的物質、能量和住處交換的復雜的開放系統;至于生態與環境問題所涉及的,就是生物或人類與非生物共同構成的復合系統。新世紀的初中科學課程應該的科學本體論的意義上引進系統概念,這樣有助于克服傳統科學課程的一些認識上的偏差。
(一)關于事物間的聯系
系統中諸元素的相互作用,由貝塔朗菲系統方程描述:議程意為自然系統中任何一元素狀態的變化,是該系統所有元素的函數(或相互
作用的結果)。根據這個議程,組成系統的諸元素間互為因果關系。傳統的初中科學課程非常突出單因素進行考察的方法。事實上,這種方法只適應于人工嚴密控制的簡單系統,與我國過去實行的單一計劃經濟相適應。而在對大量的、隨處可見的自然事物或其他復雜系統進行研究時,不能只進行單因子分析,而要注意元素之間的普遍聯系和相互作用。這促聯系和作用常常不是簡單的某元素為因,某元素為界,而是表現為隨機、統計的關系。建立這樣的觀點,可以減少看問題的片面性,有利于克服建立在近代科學基礎上的自然觀機械論和決定論的弊端。
(二)關于平衡
一個系統的結構結構獲得穩定?首先是元素之間通過相互關系而形成限制和約束。例如,在一個生態系統中,草食動物的數量限制了肉食動物的數量,而肉食動物的捕食反過來又影響草食動物的數量,從而避免了綠色植物被過度地取食。這樣,綠色植物、草食動物、肉食動物之間就會達到某種平衡,生態系統才能維持。這樣的例子很多,如組成分子的原子之間的相互作用及其平衡是分子結構穩定的基礎。因此,平衡是系統結構穩定的前提,要避免那種認為平衡是相對的,矛盾斗爭引起的不平衡才是絕對的認識偏差。
(三)關于信息
任何自然系統都有三要素:物質、能量、信息。在比較簡單的系統中,平衡是通過物質和能量的交換達到的(如可變電阻器對電路的調節、化學平衡的還有甚至主要是信息交換(如神經調節)。因此,在系統概念的基礎上可以引進信息的概念。
(四)關于環境
系統的環境是指與系統組成元素有直接相互作用而又不屬于這個系統的事物的集合。例如,一種生物的環境就是它所處的生態系統中的其他生物以及非生物因素的總和。因此,從系統的觀點看,某一層次的系統及其環境,將組成上面一個層次的系統。其實,任何一個系統的存在,都依賴于環境給它提供的條件。如原子、分子這樣的物質系統都只能在一定的環境條件(溫度、壓力等)下存在,更不要說生物了。由于每一個自然系統都需要特定的環境才能存在,所以環境對系統都調節作用并對系統進行選擇。
綜上所述,從科學本體論的角度考慮,初中科學課程最基本的概念,除了物質(包括物質的結構和屬性)和運動(包括能量)外,還應包括系統、信息、平衡、環境、調節和選擇等。
五、課程的科學認識論
從認識論的角度看,科學是通過一定的方法進行研究與探索的過程。科學課程應讓學生了解科學的過程。
(一)科學探索的起點
科學探索從觀察開始,這是近代時期唯物主義經驗論者的一個重要的觀點。他們認為,科學認識的基本程序是通過觀察、測量和實驗,獲得經驗事實性的知識,然后從經驗事實中,通過歸納與假說,上升到定律,再逐漸形成理論。基本認識程序是:事實--定律--理論。這一觀點由英國哲學家弗蘭西斯。培根首先提出的,它在歷史上起過積極的進步作用而且影響深遠。迄今為止,我國初中科學課程的科學認識論基本上采用這個觀點。
20世紀30年代,英籍科學哲學家波普爾提出,不是假說來自觀察,而是觀察來自假說。如海王星和冥王星的發現,就是根據牛頓萬有引力定律進行計算被證實的,這種發現又反過來證實萬有引力定律的科學性。波普爾主張科學認識的程序是:問題--試探性假說--批判與檢驗。那么假說又是從哪里來的呢?波普爾認為,它來自愛因斯坦所說的“自由創造”或“創造的直覺”。但在認識論上喚起人們對科學創造精神的重視。
當代許多科學哲學家的觀點介科二者之間,如有人主張科學探索程序是從觀察中提出問題,為解決問題而提出假說,為檢驗假說而進行實驗,最終形成理論。實際上,科學探索的程序可能是多元而不是單線的。然而,有一點是大家都贊同的,就是科學探索從問題開始。沒有問題,就引不出假說,就不知道要觀察什么和怎樣觀察,要收集什么材料和怎樣整理這些材料。正是在這個意義上,愛因斯坦指出:“提出一個問題比解決一個問題重要。”我們的科學課程應讓學生了解科學探索的起點,學習如何發現問題并提出問題。
(二)科學一般方法教育
對學生來說,初中科學課程是他們接受嚴密的科學教育的開始,在此之前,他們很少有科學知識的積累,在獲得這些知識的過程中,他們發展起來的主要是經驗方法和猜測性的思辨。經驗方法的主要手段是觀察和描述事實,以表象為基礎進行粗淺的概括。這在某種程度上也能深化對自然的認識,也能深化對自然的認識,但也往往會導致錯誤的結論,形成所謂“前科學概念”。他們的狂測性思辨是非常隨意的,從他們喜愛的童話中可看出其思維的特點。它們往往是夸張的、非邏輯的、無時間序和空間序的。初中科學課程知識體系的學習,要從常識水平進入科學水平,那么在方法上也應該相應地從經驗方法上升到科學方法論。實際上哲學方法論不能代替科學一般方法,所以我們應該結合有關內容講授觀察、實驗、調查、模擬、比較、分類、歸納、演繹、分析、綜合、科學假說等基本科學方法。
(三)科學認識模式
除了讓學生了解科學一般方法外,還應該有選擇地向學生介紹一些科學成果的認識模式。例如,牛頓的認識模式是邏輯方法與實驗方法的結合。就力學而言,他首先抽象出力的概念,然后用推理(歸納和演繹)的方法構建力學體系,更重要的是引進教學方法,最后用公理化方法構成體系。他同時又十分重視實驗的作用,提出“用實驗建立法則”,主張對科學真理性的判定來自實驗。牛頓的科學認識模式盡管有其不足,但在科學史上有很重大的意義。又如,道爾頓創建原子論和達爾文建立生物進化論的科學認識模式,都是非常具有教育價值的材料。科學認識論的教育可使學生懂得書本上的知識是怎樣獲得的,要實現知識創新,應該怎樣進行工作;同時讓學生運用科學認識論去觀察周圍的世界,提出問題,給出假設,并嘗試用實驗去證實和解答,這樣,就能使學生裝的學習超越單純掌握書本知識的范疇,開始創造性的學習。這對培養學生的探究精神和創造力,具有十分重要的作用。
六、對科學本質的認識
筆者認為,對科學本質的認識應該成為課程的重要內容。對初中學生來說,這方面的教育要達到兩個目的:一是將科學與非科學或反科學的東西相區別;二是對科學有一個正確的認識,建立正確的科學觀。
(一)如何區別科學與非科學
邏輯經驗主義者認為,科學的特點表現為理論體系的邏輯性和經驗的可證實性。20世紀80~90年代,我國曾發生過一場涉及面頗廣的“水變油“騙局。在總結教訓時,人們注意到兩點:一是不能用表演代替實驗,二是不能以直觀(水加入某種物質燃燒后,水沒有了,表演者說都燒掉了)替性分析。說到底,就是在邏輯經驗主義提倡的理論體系的邏輯性和驗的可證實性這兩個方面犯了錯誤。
(二)什么是科學
傳統的教科書給予學生的是這樣的認識:科學就是真理,科學是已被人類發現的關于自然規律的知識體系,只要學好它,我們就無所不能了。這種觀念嚴重束縛學生的思想,楊振寧教授在對中美學生作比較時,認為中國學生的一大不足是“膽子太小,覺得書上的知識是天經地義的,不能夠隨隨便便地加以懷疑”。[3]事實上,科學或科學活動本身總是存在不足的,今天認為是正確的東西,明天也可能會發現它的錯誤。所以,我們不能將科學定義為真理性的知識,只能定義為對真理不得性知識追求。波普爾提出:凡是可證伙的理論體系才是科學的。[4]當然,他所指的證伙并不是邏輯上或事實上已被證伙,而是說在邏輯上或經驗上有可能被證伙。這種理論強調了科學的批判性,強調一切現行科學理論如同牛頓力學一樣都是暫時的。
邏輯實證主義和波普爾的理論均有其不足,20世紀50年代以后發展起來的歷史學派,認為科學的目的不是去追求永恒的真理,而是解決面臨的問題。筆者并不主張要在初中科學課程中講述邏輯經驗主義、證伙主義或歷史主義的觀點,而是說,我們在向學生介紹科學知識時,應該講述科學的特點和價值。同時,不應該把一切理論都作為絕對真理呈現,而應注意現代科學哲學思想的滲透,讓學生形成科學理念。我們在前面已經講到,科學理念才是科學素質的核心。
七、實現科學課程本土化
從科學教育的價值觀來看,科學課程除了教給學生科學知識、科學技能和科學方法外,更重要的是要培養他們正確的科學思想。而是說在我國古代的科學思想中,“天人合一”是個極具代表性的命題,其哲學基礎是“和合”觀念。在長期探討中,對它形成了不同的解釋,其中所表現的科學思想比較復雜,便不乏真知灼見,特別突出的就是人與自然和諧發展的觀念。春秋時,思想家范蠡認為,天道就是日月運行和四時代謝所表現的自然規律,認為“夫人事必將與天地相參,然后乃可以成功”。莊子說:“人與天一也”,“有人,天也;有天,亦天也”。他認為天是自然,人是自然的一部分,因而天與人是合一的。唐代劉禹錫進一步提出了“天人交相勝”的觀點,認為自然界和人類社會各有自身的規律,它們的作用也不相同,有時人勝天,有時天勝人。正是在這種科學思想指導下,古人很早就重視環境保護,如秦之前,就有“春三月,山林不登斧;夏三月,川澤不入網罟,以成魚鱉之長”的記載。1975年12月在湖北云夢發掘的秦代古墓中出土了大量竹簡,其中記載的“田律”應是世界上第一個環境保護法規,伐林木、漁獵等都作了規定并有處罰措施。此外,許多方的古建筑,包括北京的四合院,都有許多關于人與環境關系的考慮。當然,“天人合一”并非現代的可持續發展戰略中人與自然和諧發展的概念。可持續發展是對人與自然關系認識的歷史發展結束結果,其中經歷了農業文明、工業文明和后工業文明的階段,而“天人合一”的社會基礎是農文明對自然環境的高度依賴。
一、問題
“好奇心總使我們不停地提出問題,并謀略找出答案。”《科學》教材導語:“有問題,才有思考;有思考,才有探究;有探究,才有發現;有發現,才會有進步”。人類認識科學和掌握科學的規律,決定了《科學》這門學科的教學,必須從問題入手,這也是科學教學的一大特色。問題可以由教師提出,讓學生思考;也可以由學生從日常生活中對某些現象產生的疑問。思維是從發現問題開始的,兒童提問表明兒童在對事物進行探索、思考,在尋找事物之間的相互聯系,這正是思維的表現形式,也是兒童創新思維的開端。
質疑問題本身就是蘊含創新思維的火花,也是創新的起點。只有善于發現問題和提出問題,才能夠在此基礎上思考和尋求解決問題的方法。“有疑才能提高,有疑才能思考,有疑才能進步”。因此,教師在教學中要經常鼓勵學生多問幾個為什么?要大膽提出問題。
在科學課的教學過程中,可以讓學生在上課一開始就讓學生提出問題。如《尋訪小動物》一課,在上課一開始就讓學生質疑,學生會提出:什么是尋訪,對小動物的觀察為什么叫訪,為什么要訪,到什么地方去訪等一系例問題。也可以在觀察的過程中讓學生質疑,如對《大樹的觀察》中,學生會說為什么樹皮會裂開來,樹中有白色的是什么東西,怎樣來形容樹的形狀呢等等許多問題。也可以讓學生在課后質疑。如在學習《我的觀察》后,有學生會提:我們的骨頭是怎樣生長的?心臟為什么會跳動?問題多得讓你會不知所措。……這些問題的提出,為學生探究科學的真諦增加了興趣。
二、假設
大膽假設就是學生思維的開始。我們知道,無數的發明都是來源于科學家大膽的假設。在《科學》的教學中,教師應當鼓勵學生圍繞問題,根據以往的經驗,說出自己的估計。假設的過程,主要是讓學生調動已有的經驗,在觀測前對事物的變化趨勢進行預測。在這過程中,教師不要粗暴地干預學生的假設,應當讓他們充分發表自己的意見,他們才會在實驗的過程中,有一種更加求實的精神,并渴望通過實驗尋求答案。例如,在進行《熱水變冷》的教學時,當老師提出問題:一杯熱水,在溫度下降的時候,溫度有什么變化規律?教師應當鼓勵學生根據日常生活的經驗,說出自己的假設。諸如“溫度會均勻下降”、“溫度開始的時候下降得很快,后來越來越慢”、“溫度開始的時候下降得慢,后來越來越快”的答案,教師不要馬上下結論,提示學生通過實驗來了解最終的答案。
三、探究
探究就是學生通過親自動手做實驗,對實驗的結果進行觀察比較,以此來檢查自己的假設是否正確的過程。探究是學生獲得真知,解決問題的關鍵。探究更是學生運用所學的知識技能,親自去尋找答案的過程,它是培養學生各種能力的有效手段。所以,在探究的過程中,教師要想方設法,注意學生的觀察能力、動手能力和比較能力的培養,養成科學的探究方法。
1.仔細觀察,發現現象
觀察能力是人在親身實驗的條件下考察客觀事物的能力,是人有目的、有計劃地感知客觀事物的能力,是獲取感性材料的基本途徑。表現在觀察實驗的過程中,能比較細致地觀察到實驗的每一個步驟、實驗的每一次變化現象等等。
2.動手操作,探求真知
“實踐出真知”,這句名言說明了親自動手實驗的重要性。培養學生親自動手操作的能力,就是動手能力。學生的動手能力主要表現為:在實驗的過程中,能按順序進行實驗;操作規范,每一個實驗的動作準確無誤;并在動手實驗的過程中要獲得最直接、最感性的資料。
3.學會比較,辨別異同
比較就是將兩樣或兩樣以上的物體,通過從諸多的方面進行比,得出異同的過程。比較是分類、抽象、概括和歸納的基礎。比較能力是在頭腦中確定事物之間的差異點和共同點的能力。比較能力的培養,對學生認識事物、掌握規律、掌握科學起著巨大的作用。
四、結論
科學課既強調學生親歷探究的過程,還重視在實驗的過程中搜集和積累數據,強調對事物的認識不僅要在質上認識,更要從量的分析中得出結論。由于定量分析會使學生的頭腦更加精確化,更加科學化,只有用一定的數據來描述事物時,才算是達到了對事物內在性質的真正的了解。因此,上好科學課,必須教會學生在重視數據的搜集和積累,學會做好實驗的結論。結論就是通過動手實驗的驗證后,得出的最終結果。它是印證學生假設的根本依據。因而,教師要指導學生在實驗的過程中認真做好記錄,將實驗的結果寫在記錄卡上,以此來培養學生勤寫結論的習慣。
一、教育性原則教育性原則是指教育科學研究要符合教育的要求。這是教育的目的和任務所決定的。實施這一原則要求是:
(一)小學教育科研的目的、內容要符合教育的目的的要求。科研當中不能提出與國家教育要求相矛盾的要求、作業或其它問題。
(二)教育研究的方式方法、實施過程要有利于學生身心健康和全面發展。也就是說在選擇研究方法和程
序時不能損害學生的身心健康,要符合道德要求,要考慮所用的方法對學生的身心是否會產生不良影響。
總之,教育科研要把教育人、培養人、塑造人作為出發點和歸宿,堅持把教育性原則貫徹于教育科學研究的全過程。
二、客觀性原則客觀性原則是指在教育科學研究當中堅持實事求是,一切以客觀實際為準繩,根據客觀
事實的本來面目加以考察,排除一切主觀偏見。
貫徹這一原則的要求是:
(一)堅持客觀的態度。研究者要堅持實事求是的態度和作風。收集資料、分析資料要客觀。
(二)一切以客觀真實的事實為依據。資料必須真實可靠,嚴格的查證核實。
(三)全面的收集資料。教育現象和問題具有復雜性,因此,要全面、細致地收集資料,防止以偏蓋全。
(四)研究的過程和結論要客觀、科學。在科學研究的過程中,要運用科學的方法和程序去研究客觀現實。就是說從課題的選擇到材料的分析,從方法手段到研究的組織都必須客觀科學,才能取得理想的成果。
同時研究的結論必須經過證實或實踐檢驗,保證其客觀性、科學性。
三、系統性原則系統性原則是指用整體的、系統的觀點指導科研活動。科學研究必須注重事物之間的聯
《中國教育改革和發展綱要》中指出,中小學要“面向全體學生.全面提高學生的思想品德、文化水平、勞動技能和身體心理素質”。這就為素質教育的基本理論探討指明了方向。科學文化素質作為人的整體素質教育的一個方面,包括哪些構成要素,人們進行過探究。筆者認為,科學素質內涵比科學文化素質的內涵窄,科學素質主要由科學知識、科學能力、科學方法、科學意識和科學品質五大要素構成。在對學生進行科學素質教育的過程中,科學知識是發展學生科學素質的基礎,科學教育的過程能逐漸培養、發展學生的科學能力,使學生掌握科學方法,培養良好的科學品質,同時促使學生逐步形成科學意識。中學科學教學應以提高和發展學生的科學素質為中心,這是時代的要求。本文試就中學科學教學中科學素質教育的內容進行初步探討。
一、引導學生牢固地掌握科學學科的基本知識
科學知識在構成科學素質五要素中起著基礎作用,它是人類世世代代積累和傳遞下來的寶貴遺產,它是今后學生從事科學工作和其他工作的基礎。因此,在中學階段通過科學課程的教與學的活動,要讓學生牢固地掌握科學的基本知識。科學知識是發展學生科學素質的基礎,但科學知識總量大,應該選擇那些對學生認識世界、面向社會以及自身發展來說是必不可少的、最基本的、最典型的關鍵性知識讓學生學習。這些知識主要有:①最基本的科學現象和事實、最普遍的科學常識及科學史知識;②科學計量系統、科學用語、命名法;③最重要的科學概念和最根本的科學原理。④科學與社會、科學新進展、科學的未來發展方向,包括科學在日常生活與生產中的重大應用以及與當前社會發展與生活密切關聯的問題。
二、培養、發展學生的科學能力
在科學教學過程中,科學素質教育的第二個方面應該強調培養、發展學生的科學能力。科學能力應是科學素質教育的核心。因為,從社會的生存和進步來看,這種能力的重要性遠遠超過對具體科學概念的掌握,不論這些概念有多么重要。筆者認為,科學能力應是獲取科學知識和探索科學新知識的能力。自然科學方法論是培養學生科學能力的依據,科學能力的形成過程是在科學知識的教與學的過程中形成的,教師采用各種不同的教學方式和手段組織學生學習各種科學知識,訓練學生的科學能力,在中學科學教學中應著重注意以下五個方面的能力培養:
1.實驗能力(包括觀察能力)
觀察與實驗能力是科學能力的基本要素,是一種全面的綜合能力,包含相當高的獨立探索能力和創造性。在實際教學過程中,可把培養學生的實驗能力具體化為以下幾個方面:①按一定的認知目的安排觀察或實驗的活動;②讓學生獨立地完成觀察與實驗;③使學生學會如何記錄、分析、觀察和實驗所得的資料及數據,導出正確合理的結論并進行報告。
2.思維能力
思維是智力的核心。思維能力包含的范圍很廣。科學學科知識的特點非常有利于培養學生分析、綜合、抽象概括的能力;也非常有利于培養他們對事物進行對比、類比、邏輯推理的能力。在科學教學中,應注意利用有關科學知識的特點,進行相關思維能力的培養。例如,在學習了酸的通性后,可讓學生演繹推理出一些沒有學習過的酸的性質,培養學生的演繹思維能力。同時,可對比已學習過的酸,找出它們性質的異同點,培養學生的對比能力和分析能力等。
3.自學能力
自學能力是一種較高要求的科學能力,是建立在觀察、理解、思維、記憶等能力基礎上的一種比較綜合的獨立學習的能力。它是多方面能力的綜合。使學生具有自學能力,能獨立地獲得和探求新知識,這是教育的最終目標之一。在科學教學中培養學生自學能力,可以具體化為以下兩個方面:①重視學生閱讀能力的培養,教給學生掌握科學的閱讀方法;②著重對學生進行學習方法訓練。
4.理解能力
理解能力能反映學生科學能力好壞的一個重要方面是學生學習、消化知識,不斷擴大知識范圍和增大知識深度,以及提高自學能力所必不可少的能力。在中學科學的教學實際中,培養學生的理解能力,應幫助學生和要求學生在學習科學知識時能做到:①掌握所學科學概念和規律產生的背景或實驗條件和現象;②掌握所學科學概念和規律的確切含義,會分析物質發生變化時的原因;③掌握所學的科學知識和其他科學知識的聯系、區別;④掌握所學的科學概念和規律的成立條件和應用范圍,且會依據對基本概念和規律的解釋做出正確的推斷。
5.創造能力
培養學生創造力也是教育的主要目標之一,未來社會需要更多的創造型人才。人人都具有創造能力,只是程度高低不同而已,創造能力能通過教育和訓練予以提高。創造性的思維能力是創造能力的核心。在科學教學中,培養創造性思維能力應注意以下幾個方面:①在教學實踐中,應該有意識地使用創造教育的教學模式,組織學生進行學習活動,從而培養創造性的思維能力;②注意創造性思維的發散性特點。培養學生善于對已知事物進行懷疑和再思考,能夠打破習慣性思路,提出幾種另外的解決問題的辦法;③注意聯想能力的培養。由于科學學科知識的特點,有利于培養學生類似聯想、對比聯想、因果聯想等能力;④注意利用課外活動培養學生的創造能力,在豐富多彩的興趣小組活動中,讓他們有機會充分施展才能和創造性。
三、教給學生科學方法
科學方法是人們在科學研究中所遵循的途徑和所運用的各種方式及手段的總稱。掌握科學方法無論從學習知識的角度或者從發展能力的角度來看都是非常重要的。在中學階段,要求學生掌握科學方法是有一定難度的,但教給學生普通的自然科學方法是很有必要的。在科學教學過程中,通過采用下列程序來訓練學生的科學方法:
1.搜集有關資料、文獻和數據觀察,實驗,條件控制,測定,記錄。
2.分析、研究和處理有關資料、文獻、數據(表格化、方程化和圖線化),最后進行分類。
3.得出規律性結論。抽象的科學,發現規律,模型化,提出假設,驗證假說(得出結論、形成概念)。
四、促使學生逐漸形成科學意識
在日常生活中,遇到實際問題,要用科學意識進行對待、處理或解決。在科學教學過程中,不要求學生系統掌握辯證唯物主義的原理,但學生在學習科學知識時,可以促使學生形成很多唯物主義觀點,這是科學作為一門自然科學具有的特點。促使學生形成科學意識,這也是科學素質教學的一個應重點加強的方面。要促進學生形成科學意識,最主要的手段應該是讓學生參與實踐,理論聯系實際。可以采取活動課的形式,讓學生親身經歷周圍環境中存在的科學問題,讓學生形成科學能給人類帶來利益的觀點。同時也應告訴學生,如果不合理地利用科技成果也會給人類的生存環境及社會生活帶來消極影響。
摘要:隨著近幾年對于教育事業的進一步重視,逐漸把科學教育和人文教育這兩個不同的教育思想體系區分開來。科學教育一般以對科學精神的培養和對智力的開發為最根本的目的,注重對書面知識的講授;而人文教育的目的則是對自我價值的引導和實現的過程,注重人格塑造和人性的養成。基于此,本文以科學教育與人文教育的概念界定和這兩者相融合的基礎為理論依據,重點闡述了了科學教育與人文教育相融合的必然性、實質與兩者相融合的現狀及其存在問題,最后對科學教育與人文教育相融合的基本途徑加以探討與研究,以期為這兩者的融合和促進人類社會的全面發展起到促進作用。
關鍵詞:科學;人文;教育相融合
一科學教育與人文教育相關概念的界定
科學教育指的是自然科學和科學技術的教育傳授,包括對于科學精神、科學方法、科學知識和科學能力的教育,以及科學人格和行為習慣的培養。科學教育主要是針對知識的傳授,把教育的根本,甚至是唯一的目標歸納為科學精神的培養與智力的開發。人文教育則是指以傳授人文社會學科知識為主,培養人文精神,以發展學生對社會關系、人與人的關系、物我關系的認識和處理能力,并影響學生形成一定的世界觀、人文觀、道德觀、價值觀、審美觀為目的的教育;而人文教育則更為注重對于人格的塑造和人性的養成。該教育體系認為教育的本質是對人對價值的創造和人性的引導。科學教育與人文教育的融合即將啟智的過程與情感、人格的陶冶過程相融合,不僅教人做事,更教人做人。
二科學教育與人文教育相融合的基礎
(一)理論基礎
科學教育與人文教育的融合從理論層面入手是科學與人文相互結合、滲透與制約。一方面科學教育與人文教育在促進人素質的發展與人格的完善方面具有互補性,是求真與求善的巧妙結合。另一方面科學教育和人文教育同源共生。二者在起源、發展的過程中側重于不同方面,但最終都可以歸結于提高人的素質,在這一點上二者具有高度的內在一致性。
(二)現實基礎
首先科學教育與人文教育的融合是歷史發展客觀規律的需要,合乎科學的東西,并不一定都能辦成好事,科學研究的成果甚至可能威脅人類的生存,比如:核武器如果被濫用,則會給人造成毀滅性的災害;同時合乎人文的東西,也并不一定完美無瑕,而是需要與科學規律相結合,以免事與愿違,弄巧成拙。其次這二者的融合是人類社會全面發展的內在需求,需要物質與精神的和諧統一,二者切不可偏頗。而當今教育提倡的素質教育不僅包含做什么而且還包含如何做的問題,唯有此才能促進人的全面發展以及對于教育本身目的的實現。
三科學教育與人文教育相融合的現狀及存在的問題
(一)科學教育與人文教育融合的現狀
由于科學教育和人文教育的價值爭議貫穿在當今大學的整個教學過程中,并呈現出漲消變幻的趨勢,這兩者之間的矛盾變得日趨嚴重。對于當前的大學教育來說,科學和人文這兩種教育體系融合的具體操作實踐主要體現在兩個層面:一是從宏觀來講,如何通過科學、人文這兩類課程及跨學科課程的交互編排來體現科學和人文的全面融合;二是在微觀上通過立足各專業的教學來實現科學與人文融合的最終目的,進而充分挖掘出科學教育的人文價值。因此在編排課程時,可以設立學群、學類組織實現對綜合知識的傳授,并進一步在基礎的科學學群、學類下設立人文科學、社會科學和自然科學學類,在這方面做的較好的是日本的筑波大學。第二層次主要是基于專業教學的科學與人文的融合。像王義道教授就指出人文精神在科學教學過程的重要體現:王教授認為,人這個主體在探索未知世界和客觀規律的應用時,為人類生產和生活服務的實踐起到了關鍵作用,涉及到科學技術和人與自然的關系,而文化因素也包含在內。這就要求專業教育應改變傳統只見物不見人的教學情況,體現出當代教育的人文因素。此外,教師人文素養的提高,不僅是在專業教學中滲透人文教育的必要前提,也是迫切需要。
(二)科學教育與人文教育相融合中遺留的問題
(1)有融合之“形”,而無融合之“神”。在科學教育與人文教育融合的實踐中缺乏一貫而徹的教育理念,因為在教育實踐過程中缺乏系統的哲學思想和精神內涵的深度,所以每個課程組和都帶著明顯的機械痕跡。科學的教育理念和教育體系應該是一個密不可分的有機整體,沒有概念指導實踐將是盲目的,缺乏實踐的概念是空乏的。現代西方兩種比較典型的概念,一個是由科學和擺脫傳統束縛的人文和快速發展的時代,強調科學和人文的統一的杜威的實用主義教育理念;二是產生于科學高度發達而人文精神失落時代,強調了人文對于科學的統帥作用的赫欽斯的永恒主義教育理念,這兩種觀念之間相互補充,對當前國內對于科學和人文教育相融合的實踐具有重大的意義。
(2)有待實現從“混合物”向“化合物”的飛躍。在科學教育與人文教育融合的微觀層面僅僅停留在了知識層面的疊加與組合,注重的是知識外在的形式,而沒有深入把握科學與人文融合的實質。融合的實質就是科學與人文是否與人的經驗相結合,是否對人的經驗成長具有促進作用。融合的最主要的目的即是突破知識的疆界、超越知識的差別,讓知識服務于人性的再生長,由對外在知識的關注轉向對學生內在經驗的關注,由知識的傳遞轉向知識的創造。
四科學教育與人文教育融合的途徑
(一)理念指引:科學人文主義的教育理念的樹立思想引領行動,因此科學人文主義理念的樹立則顯得尤為重要。所以在給學生傳遞知識的同時,要交給他們做人的道理,利用科學人文主義的理念與追求來促進人的全面發展。在此過程中,人將是一個真正的人,一個活生生的、獨立的個體,而不是單純的作為現實勞動者而得到的發展與滿足,提倡個人在促進社會發展進步的過程中來實現自我的發展與完善,兼顧物質生活與精神生活的雙向構建,最終實現人的幸福。
(二)基本途徑:課程體系的改革與完善兩大教育的融合要通過課程改革來實現的。一是提高人文學科與科學學科的滲透性,提升學科綜合性,發展跨學科與跨學科學位課程,比如以專業為核心,課程的設置內容應向外延領域做一定擴展。理工科專業對于人文知識的學習和文科專業對于科學知識的學習,可以使學生打破原有思維定勢,以更全面廣闊的視角理解和處理問題,有利于學科創新和學生的全人教育。其次增設一些活動類課程,在傳授傳授知識的同時完成對學科文化的傳承及人類道德文明的結合,更有利于激發學生學習興趣.提高學生的文化品味和藝術修養,同時也促進學生個性與自由的全面健康發展。
(三)文化場的構建:科學教育與人文教育融合環境的打造馬克思說:“人創造環境.同樣環境也創造人”。通過構建學校科學教育與人文教育的校園文化場,使學生們被濃厚的人文信息與科學信息所包圍,在“潤物細無聲”的熏陶中接受持久、廣泛而絢麗而又深刻的熏陶。一方面需要改善教師自身的知識結構.拓寬知識面,對教師進行定期培訓或要求教師參加有關科學教育和人文知識的講座。以促進其在教學過程中對人文教育和科學教育的融合。二是要注重對學生創新意識的培養,發揮創新精神在科學教育與人文教育融合過程中的催化劑的作用,因為創新不僅需要冷靜思考、深入研究、努力探索科學精神,而且還需要激情,激情和情感,和其他人文精神的相關內容。教師作為引導者啟發者,鼓勵學生發揮創新思維能力,打破學科局限和科學、人文的局限,努力對所學知識進行探索,推進科學知識與人文知識的真正融合。
五結語
科學與人文是統一的人類精神活動的兩個重要側面,雖然在不同的教育發展時期也存在整合與分離的變化,但是兩種教育必然走向回歸。但是隨著社會的不斷發展,在科學技術飛速發展的同時,人文的發展卻顯得相對緩慢,并在此基礎上形成了“學好數理化,走遍天下都不怕”的說法以及文科無用論的偏見,這都是不利于全人的培養的,所以本文提出科學教育與人文教育融合的理念,并對其進行了相關論述,希望在當前的教育中能夠跟好的促進二者的緊密結合,在知識傳授的同時,更夠更好的促進人的精神世界的打造,使人的心靈得到進化與成長。
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關鍵詞:小學;氣象科學教育;實踐活動
在當代小學的科學教育中,氣象科學是最早納入教育范疇的自然科學之一,在小學科學教育事業中有著舉足輕重的作用。對小學生而言,氣象科學更是一種身邊的科學,在他們的日常生活中會經常接觸到一些天氣現象,這些來源于生活的直觀的感受,使得他們對氣象科學知識有更強烈的求知欲,也更容易理解和接受。氣象科學理論是由一系列的科學概念和科學定律所組成的嚴密體系,它具有質的確定性和量的精密性,通過對氣象科學知識的學習,能夠促進小學生認知能力的發展,也能夠有效地訓練他們的思維能力,這都將為他們今后進行其他類學科的學習奠定良好的基礎,有助于他們綜合素質的整體提高。
那么,做好小學氣象科學的教育工作也成為我們需要關注的重要課題,本文從氣象科學知識的教育的教學目標出發,就以下幾個方面展開了淺要的分析。
一、從小學氣象科學教學工作的目標來看,具體展開,可以分為以下幾個方面:
1.使學生初步接觸氣象,知道氣象在人類生產和生活中的作用,掌握簡單的氣象知識和氣象諺語,了解常見氣象災害的形成原因和預防方法;氣象觀測的基本方法,能對氣象數據進行簡簡單統計和分析,根據天象諺語預測未來可能發生的天氣現象,體會氣象科學的魅力,知識的力量,更好地激發學生學習氣象科學的濃厚興趣。
2.通過讓學生親身參加氣象實踐活動,培養他們運用知識解決實際問題的能力,提高學生的科學素養,增強學生預防災害的能力。認識常見的氣象災害,初步掌握預防的方法,提高學生的科學素養,同時增強環保意識與責任。
3.通過氣象觀測活動,培養學生認真做事的態度、堅強的意志和堅忍不拔的精神;通過探究主動獲取氣象知識,培養了學生的科學探究能力和團隊合作精神。
4.通過學習歷史上天氣變化危害人類生命財產安全的事例,感受到氣象工作和保持生態平衡的重要性,增加他們的學習積極性和社會責任感,從而使他們形成珍惜自然資源、熱愛大自然和保護自然環境的社會公德。
二、為了更好地實現氣象科學教育的目標,對氣象科學知識教育工作的進行提出了以下幾個方面的建議:
1.注重對學生氣象科技興趣的培養,采取大量小學生易于接受和理解的卡通圖片進行形象表達,圖文并茂地介紹氣象科普知識,使小學生看得懂,學得會;增加氣象模擬實驗,通過實驗使學生了解常見氣象和氣象災害的形成和發生原理,培養學生動手實踐能力和探究能力。
2.注重氣象災害的知識宣傳,使學生了解氣象災害的預防知識,學會必要的自救和護救的技能,以青少年易于接受的方式認識氣象預警信號,并提倡體驗式探究式的方法開展氣象防災教育,并鼓勵學生把從教材中學到的知識以及學校的預警信息及時告訴自己的長輩以及社區老百姓,讓他們及早了解氣象信息,及時得到防備,減少災害帶來的損失。
3.多組織氣象科學實踐活動,如定期開展氣象觀測活動,通過氣象觀測及數據的采集,掌握氣象觀測的基本方法,使學生成為合格的小氣象員,培養學生認真做事的態度和堅持不懈的恒心;組織學生模擬氣象預報,培養學生的修改及創造能力;組織綠色行動,向學生傳遞綠色理念,踐行綠色行為,培養學生的節能環保意識,增強學生的環保意識和社會責任感等。通過多層次、多形式、多途徑的氣象模型、環保創想畫、氣象手抄報等活動,展現學生個性、激發學生潛能,培養學生創新思維,普及氣象科技教育。
4.在設計氣象科學實踐活動的過程中,要注意區分不同年齡層次的學生,根據其特征,有針對性地開展活動。例如:就低年級的同學來看,他們活動能力較低下,知識較貧乏,思維較幼稚,如果開展較為復雜的科學實踐活動,可能反而會磨滅了他們對科學的興趣,針對他們我們可以設計一些簡單、多趣味的活動,寓氣象科學知識于游戲娛樂之中,來啟迪他們對氣象知識的初步認識。
深思我國中小學氣象科學教育的實施開展,使我們清楚地意識到,小學是氣象科學教育的重要領地;小學生是實施氣象科學普及教育的重要對象。因此,必須加強對小學氣象科學教育的深入研究,進一步推動我國小學氣象科學教育的蓬勃發展。
以上為筆者對小學氣象科學教育工作提出的一些看法和建議,期望能為促進小學氣象教育工作的發展提供新的參考。
參考文獻:
[1]任詠夏.淺談我國中小學氣象科學普及教育[J].課程教法與裝備,2007.
[2]高迎新,任詠夏.氣象科技活動校本教材的開發和編寫[J].課程教法與裝備,2008.
在新時期的幼兒教育中,對幼兒的科學教育與藝術教育越來越受到關注。在整個幼兒科學和藝術教育的過程中,要通過開辟區角、挖掘要素以及開展活動的方式,從根本上引導幼兒探索科學中的藝術、藝術中的科學,從而為今后的學習和成長打下堅實的基礎。
一、開辟區角,探索“美”
科學與藝術學科在滲透的過程中,需要對結合點、共同點進行不斷探索。探索的過程也是培養創新的過程。在幼兒園教學中,要組織學生通過自己的觀察和老師的協助,開辟區角,挖掘科學中的魅力。比如,在日常活動中,要組織孩子們對身邊的事物進行觀察,通過自己的想象,對物品進行再創作。尤其是對于廢舊的物品,通過自己的小手將其變廢為寶,在這個過程中,逐漸養成勤儉節約的好習慣。在科學小發明活動中,鍛煉自己的創造思維。例如在美工區活動中,引導孩子制作小儲物柜,讓孩子們充分發揮自身的想象力,用身邊簡單的工具,制作出自己喜歡的樣式,同時組織孩子們進行鑒賞:“大家說說,你最喜歡哪個儲物柜?”“我喜歡小蘋果的,因為我覺得很可愛。”“我喜歡豬豬俠的,因為豬豬俠是好人。”盡管孩子們的表達內容不盡相同,但從孩子們稚嫩的言語中,能看到他們日益增進的語言表達能力和藝術鑒賞能力的提升。探索是一個過程,在這個過程中,幼兒教師尤其要注意對孩子們進行藝術教育和科學教育的融合,避免束縛孩子們的心理發展和想象空間,從而通過引導和啟發,逐漸形成對科學和藝術的整體認知,發展孩子們的創新能力和創新思維。
二、挖掘要素,豐富“美”
在對幼兒進行教育時,不能一味地進行道理的講述,要依據學生的特點,通過關鍵要素進行有機滲透。對于科學教育,需要幼師把握真實、規律以及時代感等要素;對于藝術教育,則要把握鑒賞、氣息等要素。在教學中,要組織孩子們巧妙地挖掘這些要素,盡快掌握要領,養成良好的學習習慣。比如,在幼兒活動中,繪畫是必不可少的課程。應當為孩子們準備一些畫畫的小模特,在練習畫畫時,讓孩子們根據老師的引導進行發揮和想象。比如,在畫小草時進行引導:“同學們,你們知道小草是什么樣子的嗎?它是什么顏色的呢?下面大家來畫一畫小草,并且說說為什么是這個樣子的?”孩子們畫完后,再問:“孩子們,這些小草為什么是黃色的?”“因為秋天到了!”“因為受到了污染。”孩子們的想象是無窮的。“那如果想讓我們的小草變得嫩綠,該怎么做呢?”“愛護它。”“不踐踏草坪,給小草澆水。”“很好,下面請大家畫一畫,把你想象中小草的樣子畫出來,看誰畫得又快又好。”對于這類感興趣的話題,孩子們的積極性被老師充分地調動起來。通過這種方式,孩子們對畫畫和科學有了更深層次的了解。同時,在孩子們學習的過程中,逐漸形成了自己的思維,豐富了科學知識,加深了對美的理解。對于要素的挖掘,不能只考慮結合上的創新,而要多結合孩子的身心發展特點。要從啟發和引導入手,讓孩子們盡可能地表達自己的想法,形成自己的思維能力,從而豐富幼兒科學教育的內容。
三、開展活動,創造“美”
活動的開展可以是多方面的,主題就是以科學和藝術的有效結合及滲透為方向。在活動中,要注重進行活動實踐的創新,讓幼兒們在創新中思考,通過自身的實際與創新的實踐進行比較,激發幼兒對活動的興趣和靈感,自發地進行發揮和創造。從科學與藝術融合的方向出發,培養學生對科學和藝術的獨特創造特質。比如,在帶領孩子們進行戶外活動時,要選一些比較有藝術氣息的科學小活動來引導孩子,通過對孩子進行靈感的激發,喚醒幼兒內心對科學的渴望。如在活動中,選取有科學氣息的小歌曲《在鐘表店里》,通過對歌曲的教學,衍生出對鐘表知識的講解,讓孩子們在活動中不僅能夠準確地唱出歌曲,同時還能夠使其了解鐘表知識,能準確認識鐘表。游戲中讓孩子們自己制作小鐘表,通過自己的想法,用紙殼、畫筆,畫出鐘表的樣子,并且說出準確的時間,讓孩子們在活動的同時,巧妙地將科學與藝術活動進行結合。在進行手工小制作時,還可以有一些個性的發揮,畫出自己喜歡的圖案,在鍛煉幼兒創造能力的同時,發展孩子的思維能力。對于活動開展中的創造,在幼兒教育中占有很重要的位置。通過實踐的創新和練習,使幼兒能夠相互學習。同時,創新的過程也是增強自信的過程。對于幼兒而言,這是對自己學習的一種肯定,會使其信心大增,有足夠的動力來迎接新的學習挑戰。