科学本质

科学本质（通用8篇）

科学本质 篇1

【摘要】：科学本质是科学素养的核心内涵之一,如何提升学生对科学本质的理解已成为国际科学教育改革关注的焦点话题之一。伴随着科学本质的提出与研究,HPS得以提出与引以关注,并彰显于提升科学本质研究过程中。但是,尽管科学本质与HPS的提出有将近百年的历史,国内(大陆)学界对其关注与研究较少,表现为对如何提升学生科学本质系统研究的缺失,表现为对如何基于HPS视角提升科学本质理解研究的漠然。因此,本论文将研究聚焦于如何提升学生的科学本质理解之问题,通过追溯国际关于科学本质研究的脉络与方法,梳理了以HPS视角提升学生科学本质理解的研究路径与方法论基础。厘清了科学哲学与科学本质、科学史与科学本质、科学社会学与科学本质及HPS、STS、SSI与科学本质的关系,考察了各国科学教育课程标准(纲要、指引)与科学教材中呈现的科学本质与HPS,为本研究开展的可能性提供证据。继而系统地阐述了科学本质目标的表述、科学教学内容的HPS架构、科学本质教学模式、教学方法等,科学教师利用其科学本质理解与科学本质学科教学知识实现科学本质概念的教学转换。本论文共分六章展开研究：第一章为引言部分,主要介绍了“体现科学本质的科学教学——基于HPS的视角”这一课题的背景、意义与论文框架。第二章追溯了国际科学本质研究的历史,梳理了科学本质研究的四大方面,即科学本质内涵的界定与研究；促进科学本质理解的教学策略之研究；HPS促进学生科学本质理解之研究；学生科学本质理解之评价

与实证研究。阐释了HPS促进学生科学本质理解的研究状况,为当前国内(大陆)的相关研究提供启示与借鉴,从而明晰本研究的路径。第三章从科学史的典型主题与科学本质的特定要义两个层面阐述了科学史有助于科学本质理解。以科学哲学的历史发展映射了科学本质内涵的演变与发展,概括了科学哲学的核心问题及科学本质教学寓意。从科学社会学的视角探析了科学本质的内涵(特别是科学与社会的关系),指出了科学大战的根源在于科学观的差异。基于科学史的发展进路及应用于科学教育改革之反思,在梳理HPS与STS教育、SSI的关系中明晰科学本质理解的多维视角。第四章通过分析各国科学教育文件中的HPS与科学本质,借以第三届国际数学与科学教育调查分析结果与各学者对科学教材的HPS分析,阐述各国科学教材中的HPS与科学本质,为基于HPS视角的科学本质教学开展提供可能性支持。第五章主要涉及科学本质教学目标与教学内容,基于对科学史与科学本质不同学段之需求分析,指出当前科学本质教学目标预设中存在的问题,结合具体的案例明确科学本质教学目标的显性表述与HPS分析。对于科学本质教学内容,提出从两方面进行HPS架构,可以是针对科学本质的特定要义(科学的相对性、科学定律与科学理论的区分),寻找教材中与其对应的主题内容提出架构；也可以是选择教材中某一主题(例如元素周期表与周期律),提出该主题的HPS架构,呈现科学本质要义。第六章主要涉及科学本质教学过程,分别从教学模式与教学方法两个层面阐述。结合具体实例,从理论基础、目标、实现条件、操作程序等提出了科学本质教学的“科学-探究”教学模式与基于实验辐射发展的教学模式。继而,提出了融入HPS开展科学本质教学的教学方法,包括历史个案研究方法(以单摆为例)、“历史-探究”方法(以卢瑟福原子核式结构与光的折射为例)、类比方法(以卢瑟福原子核式结构为例)。因而,第五章与第六章的论述构成了整个科学本质教学。有效科学本质教学的实现,离不开科学教师对科学本质概念的转化。科学教师的科学本质观与科学本质学科教学知识是完成这一转化的必要条件。因而,第七章基于学科教学知识(PCK)的几种典型观点,建构了科学本质学科教学知识,指出科学教师的科学本质观是关键部分之一,也是当前科学教师的专业知识与专业能力的缺失。继而基于HPS的方法,以“科学思想史”的教学与科学本质的明示进行了实践论证,一方面视为教师获取科学本质概念转化能力的有效途径,另一方面作为基于HPS视角促进科学本质理解的力证。结语基于对论文研究结果的总结,提出了研究过程中的不足,也是对本研究的反思与展望。【关键词】：科学本质HPS科学史科学哲学科学社会学科学教学学科教学知识科学本质学科教学知识

【学位授予单位】：华东师范大学 【学位级别】：博士 【学位授予年份】：2010 【分类号】：G301 【目录】：摘要6-8Abstract8-21第1章引论21-361.1问题的缘起21-301.1.1科学本质显性时代的到来21-231.1.2我国学生的科学技术观之比较与反思23-271.1.3HPS价值在国际科学本质教学研究中的彰

显27-301.2研究的问题、意义与创新30-321.2.1研究的问题301.2.2研究的意义30-321.2.3研究的创新321.3研究设计与论文架构32-341.4概念界定与假设34-36第2章HPS促进学生科学本质理解的研究路径与反思36-722.1科学本质内涵的界定与研究37-432.2促进科学本质理解的教学策略之研究43-502.3以HPS促进学生科学本质理解之研究50-622.3.1从科学史走向HPS50-512.3.2融入科学史对科学本质理解的价值体现51-532.3.3融入科学史于科学教学以促进科学本质理解的研究过程53-552.3.4融入科学史以促进科学本质理解的教学方法或模式55-592.3.5其人与其思想——HPS融入科学教学的代表人物59-612.3.6HPS研究组织的形成及运行61-622.4科学本质理解之评价研究62-672.5我国(大陆)科学本质研究67-722.5.1我国(大陆)科学本质研究现状67-702.5.2启示与借鉴70-72第3章理解科学本质的多维视角72-1323.1科学史与科学本质理解72-873.1.1能量守恒定律的发现及科学本质探析73-773.1.2光的本性之争及科学本质寓意77-813.1.3科学的主观性81-843.1.4科学定律与科学理论的区别84-873.2科学哲学与科学本质理解87-1053.2.1科学哲学的历史发展87-953.2.2科学哲学的核心问题(科学合理性、科学发现模式)及科学本质教学寓意95-1053.3科学社会学与科学本质105-1163.3.1科学社会学与科学史、科学哲学的关系105-1103.3.2从科学社会学的视角认识科学的社会本质110-1163.4科学本质的多维理解——兼谈HPS、STS与SSI的关系116-1323.4.1HPS与科学本质理解117-1223.4.2科学本质的多维理解——HPS、STS教育与SSI的关系认识122-132第4章科学教育中的科学本质与HPS132-1614.1科学教育标准中的科学本质与HPS133-1494.1.1美国《国家科学教育标准》与2061计划中的科学本质与HPS134-1374.1.2英国国家课程标准中的科学本质与HPS137-1394.1.3澳大利CSFII与维多利亚科学核心学习标准中的科学本质与HPS139-1424.1.4台湾九年一贯”自然与生活科技”课程纲要中的科学本质与HPS142-1434.1.5香港科学教育领域中的科学本质与HPS分析143-1464.1.6大陆科学课程标准中的科学本质与HPS分析146-1494.2科学教材中的科学本质与HPS149-1614.2.1从第三届国际数学与科学研究(TIMSS)看教材中的科学本质与HPS151-1524.2.2国外学者们对科学教材中的科学本质与科学史的分析152-1564.2.3我国(大陆)科学教材中的科学本质与HPS分析156-161第5章科学本质教学内容161-1905.1科学本质教学目标的表述161-1725.1.1科学本质与科学史的不同需求161-1645.1.2当前科学本质教学目标预设中存在的问题164-1665.1.3科学本质教学目标表述——案例剖析166-1725.2科学本质教学中的HPS架构172-1905.2.1不同科学本质要义的HPS架构172-1805.2.2基于主题内容的HPS架构——以元素周期表与周期律为例180-190第6章科学本质教学过程190-2416.1科学本质教学模式190-2106.1.1”历史-探究”教学模式191-2036.1.2基于科学史实验发展的教学模式203-2106.2基于HPS的科学教学方法210-2416.2.1历史个案研究210-2236.2.2历史-探究方法223-2296.2.3以类比方法进行科学本质教学229-2386.2.4科学写作238-241第7章科学本质教学知识及其发展

241-2617.1科学本质学科教学知识

(PCKforNOS)241-2477.1.1学科教学知识241-2447.1.2科学本质学科教学知识244-2477.2科学教师的NOS及其提升之实证研究247-2617.2.1研究过程与方法247-2487.2.2数据与资料分析248-2597.2.3探讨与结论259-261第8章结论与反思261-2678.1研究的主要结论261-2648.1.1学生需要发展的科学本质的内涵与科学本质理解261-2628.1.2以HPS视角开展科学本质教学的可能性2628.1.3以HPS融入开展科学本质教学262-2638.1.4实现有效科学本质教学的必然因素——科学本质教学知识及教师的NOS理解与发展263-2648.2反思与展望264-267附录267-277附录1:ROSE项目中关于学生科学技术观的调查(中英文调查问卷)267-269附录2:2061计划中的科学本质相关图(科学探索中的证据与推理,科学调查)269-271附录3:科学教师的“科学本质观”前后测问卷271-274附录4:攻读博士学位期间主持(参与)的课题及教学、科研成果274-277参考文献277-299后记299-300

科学本质 篇2

关键词：科学本质,质疑精神,实证意识,逻辑思维

教学中如何体现科学的本质?对科学的本质界定,有不少不同的理解,但一致认同以下几点:第一,科学是一种实证系统,它可以通过证实的、证伪的方法来判断并得出结果,而且可以重复多次,是可以检验的;第二,科学的结论是符合逻辑的,可以通过推理的方法得出结论;第三,科学结论是有局限性的,随着时间的发展,其结论也是可以改变的。对小学科学课而言,它在以下三方面体现了这些特点:一是培养学生的质疑精神;二是培养学生的实证意识;三是培养学生的逻辑思维[1]。

但仅仅有这样的理念是明显不够的,关键是在课堂实际操作层面,而这一步的落实,需要我们教师不仅要对科学课有一个整体的把握,还要精心设计教学,把“科学本质”细化渗透到探究活动的具体指导上。

一、思维发展从质疑开始

所谓质疑,是指学生在学习活动中遇到问题时所产生的一种主动寻求答案、积极探究的心理状态。强烈的质疑意识,是思维的动力,它能驱使学生去发现问题、提出问题,进而思考如何解决问题。所以在教学中教师应积极创造条件,不断引导学生向原有的知识经验质疑,向课本质疑,向自己或同学的实验现象和结论质疑。随着经常质疑,学生的求知欲望会更强烈,思维会更活跃。而在不断质疑的过程中,培养了学生不迷信权威、勇于挑战的科学精神,接近科学的真谛。

1.创设安全的心理环境,鼓励学生大胆质疑

课堂上学生往往不敢主动质疑,是因为许多学生担心:我提的问题同学们会嘲笑我吗?老师会批评吗?要克服学生这种紧张的心理,打消他们的顾虑,在教学中教师要充分营造宽松的教学环境,允许学生自由提问,大胆质疑,鼓励他们提出哪怕幼稚可笑的问题。因为只有学生在心理上感到安全时,才不会害怕展现他的独特想法和个性化意见,从而让学生充分表露灵性,展现个性。有时为了帮助学生消解教师权威,一个较为行之有效的策略是:公开自己的思考过程,甚至必要时扮演一种故意持相反意见或犯逻辑错误的角色,然后邀请或欢迎学生公开批判、审查自己的思维或行为。

2.设置有结构的探究材料,提供质疑机会

学生的质疑往往具有很大的随机性,但有时我们也可以通过有结构的材料,把可能会引起学生质疑的内容预设其中,做好充分准备,让学生产生疑问,发现问题,并提出问题。

如在“导体与绝缘体”一课的教学中,教师课前有意识地给不同的小组提供干湿程度不同的小木块。学生试验后,当一些小组认为木块是不容易导电的物体时,另外几个小组则纷纷质疑,认为木块是容易导电的。教师没有直接下结论,而是让这些小组进行重复检验,结果仍是相同的答案,交换材料,发现对方并没有错,但这时,学生发现“问题”出在木块本身上。通过教师提供的材料,让学生有意识地发现问题,产生质疑,从而使学生明白:原来干木块不易导电,湿木块容易导电。在质疑中,学生的认识又有了新的提高,概念又向前发展了。

3.提高学生的观察能力,培养学生质疑意识

观察是科学探究的开始,是外界信息输入的窗口。观察与思维是紧密联系的,观察能力的高低决定了认识水平的高低,观察得越深入,形成的表象越丰富,产生的问题也就越深刻。因此,在教学中要努力提高学生的观察能力,引导他们抓住事物的本质,边观察边思考,边思考边质疑。

如在教学“用水测量时间”一课时,学生观察测量了量筒内的水积聚到50 mL和100 mL时,分别用了多少时间,然后据此推测,如果漏完150 mL,200 mL,250 mL和300 mL的水分别需要多少时间。经过实践检验,发现预测时间越来越不准确,到最后的300 mL所需时间要远远大于预测时间。为什么会越来越慢?为什么所需时间和水量不成比例?学生在观察中发现问题,又试图根据自己的理解解释问题:水量慢慢变少,质量越来越小,受到的重力越来越小等等。之后经过进一步观察(前10 mL和最后10 mL的流水速度),又提出“既然水流的速度是在不断地变化,那么古人如何用水来计时,如果自己做个水钟,又如何解决这个问题?”这些问题的提出已经蕴涵了对该现象的思考和解决问题的策略。从这一过程可以看出,教师为学生设置了有结构的观察活动,学生在这些观察活动中自然而然地发现问题、提出质疑,并尝试解决问题。

质疑精神和质疑能力的培养其实并不是十分困难,只要教师留心,课堂上的细小地方都可以引发学生天生的求知欲和好奇心,关键是我们教师有没有这样的意识,能不能为学生提供观察、实践、发表的机会。相信如果教师意识跟进了,设计到位了,质疑精神和质疑能力的培养也会水到渠成,顺理成章。

二、让证据说话成为习惯

《浙江省小学科学教学建议30条》中第17条明确指出:科学课的重要特性表现在对证据的追求和对证据的尊重。要注重证据,突出科学本质,突出证据来源正确,证据运用恰当。在教学中,要培养学生的实证意识,培养用证据说话的习惯,应十分重视以下几点:

1.谨防不科学的实验设计

既然要用证据来说话,那么在实验中一定要使学生有据可循、有据可依,教师在实验设计时就应该充分考虑实验科学性,谨防一些不科学的实验设计。如在“溶解的快与慢”一课教学中,没有学生用温度计测量水温,也没有学生用表来计量物质溶解的时间。教师没有提供这些测量工具,也没有学生提出要使用。就这样在“热闹”实验中,课堂上哪里有科学实证、科学数据的影子?用这样的实验再来确认一个生活中的常识,对学生来说是不是缺少点什么呢?尽管有时我们不用数据似乎也能得出结论,但如果能尽量用上数据,并有意识地引导学生用数据来说话,而不仅仅是实验表象,那么科学实验的意义就更深远了。

2.引导学生实事求是地说话

课堂里学生的表达往往会出现两种不客观的表现:一是观察实验中不认真仔细,等到发言时胡说瞎猜结果;二是人云亦云的从众心理。如在“热是怎样传递的”一课教学中,有一小组的火柴掉下来的顺序明明不是有规律地从左往右,但听到其他小组火柴都是从左往右有顺序地掉下来,于是他们小组也汇报说:“我们小组的火柴也是这样掉下来的”。

张红霞老师认为科学教育特有的内容是“让孩子们学习科学对事实的尊重、科学对观察的依赖、科学对结论的谨慎、科学对错误的勇于修正等”。因此,关注科学数据的真实性、可靠性是多么的重要!在教学中,尤其在评价中,当教师发现这种现象时,在第一时间里必须做出反应,通过及时地追问、质疑、举例、实验验证等,让学生对自己的表述做出反思,从而逐步引导学生说话要根据事实的科学态度,培养学生的实证意识。

3.关注“异样”的数据

在实验汇报中,有时经常会听到一些与多数小组不同的“异样”数据,作为教师首先要肯定学生汇报的真实的数据,因为数据本身是没有错的,关键是要引导学生寻找数据产生背后的因素,分析可能出现的原因,把这些异样数据变成宝贵的教学资源,培养学生严谨、尊重事实的科学态度。

如在“温度与温度计”一课教学中,教师设计了利用自身或当时现成的材料迅速改变温度计读数的教学环节,目的是让学生通过把温度计捏在手心的,或把温度计插进衣袖里,或把温度计藏到肚兜等方法来改变温度的读数,但无论怎样,温度计的读数都不会超过人体的温度(人体温度一般在37℃左右),这当然是教师的预设,或者说是教师的经验。学生活动后汇报,有的小组读数是34℃,有的组是36℃,也有的是37℃……最后一生说他们组的读数39℃!“39℃?是你看错了吧!”没容学生解释,教师迅速地把39℃从黑板上擦去了。课后,该教师也反思:如果能让那位学生上台展示一下就好了。因为如果用手搓温度计或者其他摩擦的方法,温度有可能达到39℃甚至更高。这种只凭自己原有的经验来代替科学结论的做法实在有悖科学课的基本要求。

教师面对“39℃”这异样的数据,应勇于直面“意外”,引领孩子去思考、去发现,倾听他们的不同解释,尊重事实根据,合理怀疑,从而真正培养学生用数据说话的科学品质。

三、注重逻辑思维的严密性

科学思维的两个基本要素是尊重事实,遵循逻辑。合乎逻辑的理性思维是科学的最基本特征,真正的科学探究必须是一个引导学生展开理性思考的过程。无论是问题的提出,猜想或假设的形成,实验计划的制订,还是对来自实验、观察等各种活动或各个途径获得的信息都需要进行理性的分析、处理和选择。只有真正地进行了理性思考,科学探究才会变得严谨、实在。

1.谨防以偏概全

每个探究活动,一般都会得出相应的实验结果,如对两盆凤仙花做生长对比实验:一盆浇水,一盆不浇水。一周后,浇水的长了10 cm,不浇水的长了5 cm,这就是这个实验的结果。但是否可以从这个结果得出“凤仙花浇水后可以在1周内多长5 cm”的结论呢?显然不行。影响凤仙花生长的因素,除了水分以外,还有阳光、温度、空气、种子的个体差异等[2]。因此,当我们在研究了铜和钢具有热胀冷缩的性质后,只能说有些金属具有热胀冷缩的性质;在研究了本班所有学生的指纹后,我们只能说全班学生的指纹都不相同;把能使马铃薯浮起来的液体烧干后出现了白色的粉末,教师必须追问:白色的粉末一定是盐吗?把燃烧的细木条放进小苏打和白醋混合的杯里,火焰熄灭了,学生表示是二氧化碳,教师也可以反问:一定是二氧化碳吗?我们只能从现象中判断这种气体的特点而已。

2.要有寻求更多证据的意识

要防止以偏概全的逻辑错误,教师就要引导学生寻求更多的证据来证实。白色的粉末到底是不是盐?教师可以引导学生拿真正的盐来做比较。面粉在水中能溶解吗?用过滤的方法判断面粉是否溶解于水、观察滤纸上是否有物质遗留、观察过滤后的液体、往过滤后的液体中滴碘酒等不同的角度来观察判断。有时也可引入反证法,如在“空气占据空间吗”一课教学中,如果把杯子里的空气赶走,纸会不会湿(水能不能进入杯中)以此来证明空气的确占据空间。在“声音是怎样产生的”一课教学中,让正在发声的物体停止振动,还会有声音吗?以此来证实振动确实能发出声音。这些都是运用反证法求证的例子。

3.提供有结构的材料

有结构的材料隐含着逻辑,结构就是一种逻辑。如“物体在水中是沉还是浮”一课教学时,教师准备了三组材料。第一组提供木块、石块、泡沫、橡皮、铁钉、马铃薯、牙签等形状、大小、轻重都不同的材料。学生实验后,发现物体的沉浮与大小轻重无关,与原有的认知(学生认为重的沉,轻的浮,小的沉,大的浮)发生矛盾;第二组提供了大小不同质量相等的5个塑料立方体,实验后学生发现在质量相等的情况下,大的浮,小的沉;第三组提供了质量不同、大小相同的5个塑料立方体,实验后,学生发现在大小相同的情况下,重的沉,轻的浮。以上三组实验材料形成了一个有结构的整体,具有很大的启发性,使学生在探究中不断地否定自己,从而不断地激发学生进行更深入地探究。

再如“一杯水的观察”一课教学时,教师不但准备了纯净水,还向学生准备被污染的水。这就不利于学生对水实质的把握,学生上完一节课却难判断出水是无色无味的透明的液体还是有色有味的半透明的液体,这与材料的结构是紧密相连的,也可以说,这样的材料不符合逻辑。

科学课要让学生逐步领悟科学的本质,要让课堂都散发出浓郁的科学味,是一个长期的过程。如果在课堂上我们能本着发展学生的实证意识、逻辑思维能力和质疑精神的理念指导学生开展活动,相信科学课的活动会产生更大的效益,一定能为孩子终身的幸福奠下坚实的基础。

参考文献

[1]喻伯军.小学科学教学案例专题研究[M].杭州:浙江大学出版社,2005.

科学本质 篇3

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避免误差、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。

笔者认为，在初中阶段，应当让学生认识和理解一些在目前的科学教育当中比较认同的对科学本质的认识：

1.科学是一种探究

科学是一种人人都可以做的探究活动；科学探究需要质疑、观察、提出问题、假设、实验、推理、评价及交流等活动；通过探究发现已有科学知识的局限和谬误，拓展新知识。

2.科学是一套价值观体系

科学研究的社会性目的是通过将科学转化为技术促进社会发展，从而造福人类；对科学的不当应用可能会对人类产生不良的甚至灾难性的后果；科学研究需要怀疑、求真、求实、创新等态度和精神。

3.科學是知识体系

科学知识是人们对自然界的意义建构，是人们在一定范围和条件下对自然事物的合乎逻辑的阐释；科学知识需要观察或实验证据的论证；科学知识不是绝对真理，它可能有偏见或谬误，它会随着时代的发展而不断发展。

二、以科学史为载体，渗透科学本质教育

科学本质的内涵非常丰富，它涉及历史、社会、哲学、心理学等众多学科和领域。然而在初中科学课堂教学中，如何开展科学本质教育？笔者认为在实际的课堂教学当中，渗透科学本质教育时不能面面俱到，教学目标不宜过多、过大。教师要根据学生的认知能力和接触科学的程度，对能体现科学本质的课堂教学内容进行适当的筛选，注意引导学生循序渐进地领悟科学本质。而科学史作为研究科学发生、发展的历史，以其独特的研究视角成为科学教育的一种非常宝贵的教育资源。它在科学教育中的价值和功能，得到了国内外众多科学教育工作者的普遍认同。因此，笔者觉得以科学史为载体，通过在课堂上穿插相关的科学史，不仅可有效地激发学生的学习兴趣，还可有效地渗透科学本质教育。下面，笔者结合自己的课堂教学实践，浅谈两个以科学史为载体，渗透科学本质教育的实例。

实例一：基于植物生长素发现的科学史，渗透科学本质教育

在学习“生长素与植物的向光性”时，先呈现生长素发现的科学史：“早在1880年，英国科学家达尔文就注意到了植物的向光性现象。经过实验，达尔文推想：胚芽的尖端可能会产生某种物质，这种物质对胚芽生长会产生影响。1928年，荷兰科学家温特经过科学实验，最终表明，胚芽的尖端确实产生了某种物质，能够控制胚芽的生长。1934年，荷兰科学家郭葛等人从一些植物中分离出了这种物质，并取名为生长素……”。接着，老师适时地加以引导，渗透科学本质教育：科学是一种探究。科学是一种人人都可以做的探究活动。如果跨越时空的限制，那么生长素的发现历程就是一个科学探究的过程，它经历了：“提出问题”→“建立猜测和假设”→“进行实验”→“获取事实与证据”→“检验与评价”等科学探究的基本过程。科学探究需要质疑、观察、提出问题、假设、实验、推理、评价及交流等活动；此外，科学还是知识体系。科学知识是人们对自然界的意义建构，是人们在一定范围和条件下对自然事物的合乎逻辑的阐释；科学知识需要观察或实验证据的论证；科学知识会随着时代的发展而不断发展。通过探究可以逐渐完善和拓展新知识。

实例二：基于原子结构模型发展历程的科学史，渗透科学本质教育

在学习“原子结构的模型”时，先呈现原子结构模型发展历程的科学史：“1803年，英国科学家道尔顿提出了近代原子学说，认为原子是微小的不可分割的实心球体。1897年，英国科学家汤姆生提出了自己的原子模型：原子是一个球体，正电荷均匀分布在整个球体内，电子像面包里的葡萄干那样镶嵌在其中。1911年，英国科学家卢瑟福提出了原子的核式结构模型：在原子的中心有一个很小的原子核，原子的全部正电荷和几乎全部的质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外空间绕核运动，就像行星绕太阳运动那样。1913年，丹麦科学家波尔改进了卢瑟福的原子核式结构模型，认为电子只能在原子内的一些特定的稳定的轨道上运动……”。然后，老师再加以引导，渗透科学本质教育：科学是一套价值观体系。科学研究需要怀疑、求真、求实、创新等态度和精神。从道尔顿的“实心球模型”、汤姆森的“西瓜模型”、卢瑟福的“核式结构模型”、波尔的“分层模型”，所建立的原子的结构模型得到了不断地完善和修正。这期间经历了无数的艰辛，几代人的努力。正是因为有了这些探索者，才使人类对原子结构的认识一步步地走向深入，也越来越接近事物的本质。此外，科学还是一套知识体系。科学知识是人们对自然界的意义建构，是人们在一定范围和条件下对自然事物的合乎逻辑的阐释；它需要观察或实验证据的论证；科学知识不是绝对真理，它可能有偏见或谬误，它会随着时代的发展而不断发展。

目前，由于不同的老师对科学本质有着不同的看法和理解，因而在实际的课堂教学实践过程中，对于如何渗透和体现科学本质教育，肯定会有见仁见智的措施和方法。要更好地渗透科学本质教育，还得在今后的课堂教学当中不断探索、不断反思、不断实践！

参考文献：

［1］朱铁成，余霞莹.科学教育中体现科学本质之探讨.教育科学研究，2008.

［2］王晶莹.美国理科教师科学本质观研究述评.首都师范大学学报，2011（2）.

［3］徐蓉，陈志伟.科学本质如何运用到科学教学中.科学教育，2011（3）.

（作者单位 浙江省台州市白云学校）

科学本质 篇4

一、注重教学理念的更新，与时俱进

随着教育的.改革以及新课程标准的实施与推行，教师应将“学生第一、学生主体”的理念作为教学的主旨思想。而传统的教学理念满足不了学生的需求，更跟不上教育和社会的发展，必将被社会所淘汰，所以在高中的化学教学中，要重视教学理念的更新、与时俱进。教学理念并不是一成不变的，它与社会具有同一性质，是不断发展变化的。随着新时代新课标的推行，将摒弃腐败的教学理念，而且教育的性质也发生了改变，提倡素质教学，对学生各方面的能力进行培养，教育作为社会发展的基础，是社会发展的不竭动力，目的是在给社会培养一批新时期的高科技人才，这是社会发展的必然趋势。因此，在高中化学教学中，教师不要单纯地以教学生知识为主，而要让学生懂得怎么去获取知识，怎样才能更快地掌握知识，以及运用知识实践的能力，在教学中要贯穿“以学生文本，以学生为中心”的指导思想，进一步提升高中化学的教学质量。

二、注重实验与理论的结合，加强实践练习

化学之所以不同于其他科目，这是由它本身的性质所决定的。化学是一门理性的学科，而且与生活比较接近，这就说明它的实践性比较强，所以在高中化学教学中，教师要特别重视实验教学，理论知识的学习固然重要，但是如果学生只学会了理论知识，不能实践，不能熟练地运用知识，也是于事无补的。在教学中，教师一定要重视理论知识和实验的结合，发挥实验的双重作用，实验不仅是学生学习理论知识的基础，也是学生实践的地方，让学生把学到的知识在第一时间进行实践，会加深学生对知识的巩固以及对知识的熟练运用程度。化学的学习必然离不开实验，而实验的学习要从三个方面做起，大家都知道实验一般分为三部分：实验材料的准备、实验现象实验数据的记录、实验结论的总结这三部分。实验初期的准备，让学生先熟悉所需要做实验的课题，了解实验的内容，并准备好实验所需的器材;在做实验的过程中，教师要让学生亲手去做实验，教师在旁边对学生进行辅助，进行指导，让学生逐渐的掌握做实验过程，做好实验的数据统计工作;在实验最后，教师要引导学生一起对实验数据进行讨论，尽快得出实验结论，而且还要给学生讲明实验报告的填写过程。通过实验教学，学生的操作能力增强了，头脑灵活，严谨的思维、敏锐的洞察力，这对学生以后的发展和学习都会奠定充分的准备。

三、在教学中树立学生的主体思想

实施新课程标准的目的在于改善我国教学的现状，提升教育的质量，要想达到这一教学目标，首先是要在课堂上调动学生学习的主动性，激发学生的主体参与性，这就要在教学中凸显学生的主体位置，让学生在教室的这个舞台上发挥自己的个性，绽放自身的魅力。传统教学中教师霸权主义化，所开展的一切教学活动都是以教师为中心，这就抑制了学生主体参与性的发展，致使课堂气氛不活跃，教师和学生之间没有默契，没有配合。所以，在新时期的化学课堂上，教师要自降身份，要以朋友或者学生的身份去融入学生，接触学生，了解学生，然后再根据学生生活学习上的一些问题开展教学活动，而且在活动中，教师能发现学生的闪光点，增进师生之间的感情，为以后的教学发展打好基础。

总的来说，高中化学不仅难度大、复杂，而且还面临着高考的压力，如何在教学中使学生熟练地掌握并运用知识是高中化学教师头疼的一件事，本文从科学的本质上，结合化学自身的特点，对高中化学从三个方面进行了简要分析，希望广大高中化学教师能积极采纳，共同为我国的教育事业所奋斗，为社会培养新一批的高科技人才，促进社会的发展。

参考文献：

[1]林坚，黄婷。科学素养和人文素养的整合[J]。科普研究，(S1)。

[2]刘前树，李广洲。科学教育中科学本质的研究综述[J]。教育研究与评论：中学教育教学，(06)。

[3]魏壮伟。基于科学本质的“原子的构成”教学设计[J]。科学教育，(06)。

科学本质 篇5

杰出富豪：安康，华兰生物工程有限公司总经理，毕业于河南师范大学生物科学专业。富豪榜排名：2010年福布斯中国富豪榜排名第57位；2010年胡润百富榜排名第74位。现拥有财富：约103亿元(福布斯榜数据)造富专业详情：

从河南师范大学生物科学专业走出来的安康利用专业所学，抓住机遇，不断挑战。先后历任新乡市地区卫生防疫站科长、兰州生物制品研究所处长、华兰生物工程有限公司总经理。生物科技的发展迅猛，势不可挡。从20世纪孟德尔开创了经典遗传学揭示了生物遗传现象到现在，我们惊诧地发现自己已经活在生物科学的世界中了。如今，糖尿病人可以通过人工胰岛素减轻病痛；生物技术农作物可减少田间除草剂和杀虫剂的流失；诱人的转基因水果、蔬菜和大米都开始慢慢走上平常老百姓的餐桌……我们不由得感慨，生物科技确实在慢慢地改变我们的生活。

从生物体的分子、细胞、组织、器官、生物体、种群到生态系统，都是生物科学专业的研究对象。它是一门前沿的边缘学科，要想在此有成就，深造是在所难免的。它以实验为基础，是研究生命活动规律的科学。一般大学都设在生命科学院内，与生物技术、生物工程是兄弟专业。其专业涉及面相当广，包括植物学、动物学、微生物学、神经学、生理学、组织学、解剖学等等。生物科学课程繁重，所以要求学生对它有较强烈的兴趣，同时要求学习者勤奋刻苦、思维活跃，有较强的动手能力和合作能力。

主要实验有动物生物学实验、植物生物学实验、微生物学实验、细胞生物学实验、遗传学实验、生物化学实验、分子生物学实验等。就读这个专业的学生，会长期与试管、培养皿、显微镜等为伴，对于爱好生物研究的同学来说，可谓相当有趣。

学生毕业后可以到科研机构、企事业单位或高等院校从事与生物技术有关的应用研究、技术开发等工作。

特别感言：

科学本质 篇6

马克思指出：“人的本质并不是个人所固有的抽象物。在其现实性上，它是一切社会关系的总和”。(《马克思恩格斯选集》第2版第1卷第60页)在人类社会中，人是具体的、现实的、社会的人，不是抽象的人。人有自身的、现实的发展需求，其内在的情感、精神以及价值、理想等都会随着社会的发展而发展。人在改造自然、改造社会的劳动生产中，其行为不可避免地要与周围一切发生各种各样的关系，如生产关系、情爱关系、亲属关系、同事关系、政党关系等，进而形成政治的、法律的、道德的、宗教的以及行业、产业之间复杂的社会交往，并从不同侧面、不同层次体现着人的本质。因此，生活在现实社会中的人，必然是生活在一定社会关系中，而这种复杂的社会关系就决定了人的本质，形成了

人的社会属性。

马克思认为，人的本质是劳动。劳动不仅创造了人，而且是人的价值与全部关系形成和发展的基础。人的价值是抽象的，而社会关系则是我们能够切实体会到的，相对来说它也是现实的。人的价值以社会实践为载体，以推动社会发展为目标，一个人只有积极参与劳动实践，才能创造财富，实现并证明自身的价值，以此推动社会发展。

当今社会，我们每一个人都处在错综复杂的社会关系中，个人价值的实现无不受到这些关系的制约，并取决于这些关系的认可；我们对社会所作的贡献，其实可以等同于个体对社会群体的贡献。其贡献的大小基本上可以通过人们对你的尊重程度来得到反映，也就是说人的价值只有

通过人的社会关系来判断。

马克思主义发展观坚持以人为本的科学发展，坚持了人与社会的和谐统一，把人的发展与社会发展相统一，其科学性就在于谋求经济、社会、自然和人的全面发展，以促进人的全面发展为根本。科学发展观要求尊重人的发展需求，关心人的利益需要，在经济社会发展过程中不断提高人的素质和物质文化生活水平，在不断推进物质文明、政治文明、精神文明建设的过程中，不断推进人的全面发展。所以，人的全面发展是科

学发展观的出发点和归宿。

科学本质 篇7

关键词：小学科学,科学阅读,科学

小学科学教学的一个重要目的就是促进学生科学本质观的形成。所谓科学本质观,基本的理解就是人们对科学本质问题的认识。对于小学科学教学而言,需要确立的科学本质观包括科学的世界观,即自然界是可以被认知的;科学的证据观,即科学探究活动是需要证据的;科学的建构观,即科学知识是建构的产物;科学的道德观,即科学研究中需要遵循道德规范等。结合这一认识可以发现,小学科学教学中科学本质观形成的挑战在于,小学生已有的认知基础如何才能达到科学本质观的形成与发展要求。笔者在教学中尝试借助于科学阅读的方式化解这一矛盾,取得了较好的效果,下面试作阐述。

一、科学故事的阅读,促进科学世界观的形成与发展

科学世界观具有一定的宏观性质,对于小学科学教学而言,通过科学故事的阅读,可以让学生初步构建起科学世界观。能够让小学生进行有效阅读的科学故事还是比较丰富的,《将童话科学一网打尽》可以作为科学世界的启蒙与提高,其针对低、中、高三个年级均有不同层次的科学故事,学生在阅读中可以初步建立起对科学世界的认知。《蒲公英科学小百科》是一套通俗易懂的科学读物,非常适合中高年级学生的阅读,可以让学生迈入科学殿堂。

在选择了合理的读物之后,如何让学生有效阅读是一个关键。根据笔者的教学经验,发现结合学生的实际学习去进行有针对性的阅读,是帮学生形成并发展科学世界观的有效举措。举一个例子,在教“温度与气温”(教科版,四年级科学上册第三课)这一知识的时候,笔者让学生结合教材中所举的用温度计测量温度的例子,去阅读文艺复兴时代有关温度计发明的资料,学生经过阅读后发现,原来平常见惯了、用多了的温度计背后还有着那样丰富的知识,也认识到看似不同的温度计背后原来有着相同的原理,更让同学没有想到的是原来几百年前像伽利略这样的大科学家对温度计就已经有了研究。用学生的话说,就是“看似普通的温度测量工具后面也有着丰富的科学知识”,而这样的认识,笔者以为就是科学世界观的一种萌芽。

二、科学探究的阅读,促进科学证据观的形成与发展

科学研究是讲究证据的,这与小学生的生活经历并不完全相同。不少学生对于科学的认识往往局限于科学结论,而忽视了科学形成过程中证据的作用,因此在小学科学教学中有加强科学证据观教学的必要性。而科学阅读可以在这方面发挥一定的作用。根据笔者的研究,要想让学生通过科学阅读来生成科学证据观,关键在于向学生提供具有一定科学探究过程的阅读材料,而这样的材料一般情况下相对较少,教师可以通过整合书籍资源与网络资源的方式,自主设计一些阅读材料供学生阅读。事实证明,多提供带有科学探究细节的科普资料,可以让学生更多地关注科学探究的细节,从而实现科学证据观的自然形成与发展。

三、科学结论的阅读,促进科学建构观的形成与发展

不同时期人们对科学结论的形成的认识是不一样的,很长时间以来,人们总认为科学结论是一个真理,是永远不变的。可是随着科学史家对科学过程的研究,人们发现科学结论本身是具有建构性的,这一科学观已经越来越受到世界范围内科学家的认同,笔者以为在小学科学教学中必须向学生传递这一观点。

阅读显然是一个好的方式。在小学科学教学中,太阳是一个绕不开的话题,从太阳的旋转到光的传播,都与太阳有关。笔者随后向六年级的学生提供了关于地心说和日心说的阅读材料,材料重点强调两种学说在当时那个时代的合理性,学生通过阅读后逐步认识到,原来托勒密的地心说也是有证据的,而哥白尼的日心说同样是有证据的,只不过是后来的理论包容了原有的理论,因为具有更广范围内的合理性,因此才被认为是“更正确的”。这样的比较,会在小学生的心中种下一颗科学建构观的种子:任何一个科学理论都存在被进一步改造或丰富的可能,而证据的寻找则是关键。这样的阅读,能让学生将科学证据观、科学建构观结合起来,对于提高学生的科学素养来说,更为有益。

四、科学家故事阅读,促进科学道德观的形成与发展

科学道德观是小学科学教学不能回避的重要话题,有人说科学是人类这国内列车前进的发动机,而科学道德则是控制这个列车的方向盘。符合伦理道德的科学道德观,才能保证科学发展造福于人类。

关于这一点,可以向学生提供的阅读材料一般是两类:一类是人类历史上原子弹的制造;二是当代基因技术。事实证明,这两类知识都是小学生喜闻乐见的,他们会将阅读材料努力转换成自己的语言,并利用不同的场合讲给他们的爸爸妈妈听。而在讲述的过程中,他们也会重点强调原子技术的正负作用,告诉别人原子弹“不是个好东西”,而“转基因技术食品不能轻易食用”等,这样的认识可以在孩子们的心中种下善良的科学道德观的种子。

科学本质 篇8

关键词：新课程 理念 科学本质 前概念 科学探究

【分类号】G633.3

一、新课程理念下，解读科学本质

实现新课程标准以来，我们一直试图从三维目标来把握科学教学的本质，但是却不知三维目标是为何服务，我们为什么要制定这三维目标。究其根本，我们初中科学教学制定三维目标是必须为让学生认识科学本质，培养学生科学素养服务。

新课程在这些认识的基础上，增加了对科学知识的基本形式和建构过程，科学探究过程以及科学伦理的描写，我将着重从这个三面谈谈自己是如何通过教学实践引导学生逐步认识科学本质的。

二、科学本质观影响下的教学实践活动

（一）课堂提供平台，重现前概念

以《力的存在》这节课为例，新课程教科书上出现了最原始的问题，力是什么，它能产生什么效果。这里非常注重前概念的思想，让学生充分暴露前概念。由此我产生了利用前概念的修正去完成科学教学，同时体现科学本质的想法。我们可以这样设计：生活中很地方都用到力，说说你对力的初印象，创设机会让学生说一说，从科学知识建构角度来描述力的特点，学生汇总前概念：①力是肌肉酸痛？②力是无法直接看到的；③只有有生命的物体才能用力④要有接触才能产生力。这样的前概念，对教师和学生来说都是一种资源。 我们应把这种“资源”作为让学生理解新知识的突破口，引导学生从原有的前概念中引申出新的科学概念。

以上的教学我理解为科学知识的建构的角度去理解科学本质，真正体现科学是一系列的思维方式，我们的教学设计应该是让学生的思维真正动起来，产生足够的思维冲击。

（二） 通过“对话”的方式修正知识的前概念

《力的存在》案例的延续：

修正的过程：说说力—— 感受力----------举例归纳

（1）师生与教材的对话：对文本展开多层面、多视角、个性化的对话，促成文本意义的生成，“构筑世界”，说说力的初印象。

（2）师生与情境的对话：结合学生扳手的情境对知识进行体验和探究，形成丰富而灵活的理解

（3）学生与学生的对话：通过相互交谈、讨论、质疑、分享，把对问题的认识和见解“显现”出来，“构筑伙伴”。

（4）教师与学生的对话：师生是教学的交互主体，师生对话是生成课堂教学意义的源泉，教学相长。

我们可以通过这些对话互动对上述的力的分析进行再筛选，同时再提出修正性问题：大家对力的看法有没有发生一些改变，或者有没有一些新的想法产生？

我们完成了科学前概念的修正，学生原有的对力的认识，在这里通过“对话”的方式自主的进行了修正。让学生清醒的认识到科学并不能对所有问题提供完全的答案，科学知识应该是我们再体验中逐渐获得近事实真相。

（三）基于不同的教学方式，多角度的完成科学知识的建构

创设机会让学生说一说、用画一画方式展现原认知、构建模型的方法，建立科学概念。

说一说：刚才《力的存在》教学中，我们采取了让学生说一说力的初印象，其实，我们在很多教学中都可以额有这样的环节。比如说你知道哪些磁现象？也可以是很多猜想和假设 ，比如，你觉得摩擦力跟什么因素有关？在我的课堂中学生可能会暴露前概念—— 认为摩擦力是跟受力面积有关的，课堂中直接设计实验解决了这个问题，凸显对前概念的尊重。

画一画：如果你的前方，有一台“电子扫描隧道显微镜” 描绘你看到的蔗糖、水、蔗糖放入水中形成的蔗糖水。 这里，我们给学生留出了我们的教学空白：我们既没有告诉学生分子是什么形状，也没有明确交代分子之间是否存在着间隙，我们要做的等待他们的想象成果，当学生开始展示作品的时候，我们非常的震惊，学生的确有惊人的“想象力” ，全面的暴露了学生的原认知，充分展现学生认知的“现有水平” 。

三、科学本质下对科学探究理解

建构主义科学本质观就认为，科学本质就是探究。科学探究是创造性思维、实验活动，和逻辑推理的交互作用的过程。科学探究在教学的实践过程中应当防止探究教学陷入僵死的模式，陷入探究流程固定模式的误区。

1.教师要稚化自己，使自己本身作为一个探究者

教科书的第三章《地球形状和内部结构》。虽然是教材中的案例，我们可以引导学生做这样的质疑： 两支铅笔的指向方法是否和现实中的桅杆一致。

在师生的共同质疑下，我们可以做出这样的改进，将铅笔指向圆心这一边我们可以继续质疑：这个实验能证明地球是球体吗？学生开始思考圆柱体，或者一些不规则的立体造型，也能够模拟出现铅笔芯看不到的情况。这种质疑的精神，可以有效的培养学生科学素养。

2.科学探究作为一种精神，不仅是在课内，更可以是课外

我们在寒假布置了一项作业，让学生“挖一挖”土壤，再“捏一捏”--------土壤制作模型。某学生是这样记录的：我觉得我刚才挖到的土壤是砂土，依据是它符合“该土种通透性强，通气良好，好气性微生物活动占优势易耕作。我认为最适合做模型的土是粘土。学生在任务型的驱动下，完成了这样的探究学习，在实践中完成了3种土壤的区分，而且还利用土壤资源制作了模型，體会了成功的乐趣。

3.在讲授授课中也能够体现科学探究

在《光的反射》这节课中，为了突破概念教学，在概念教学中体现探究精神。我做了这样的教学设计：①暴露学生前概念：有一束光线射向平面镜，请你根据你的初步认识，画出这条光线经过平面镜反射后的光线大概在哪个位置？②展现学生思维的过程：你能谈谈你为什么这么画？学生回答是根据对称原理来画的。这里体现了科学的研究方法。③最后是概念的复原：让学生进行名词解释，给他们提供（反射角、入射角、反射光线、入射光线，法线）让学生对号入座，对于概念性的认识，学生在自主认识的基础上对概念性进行了突破，完成了概念学习的探究。

长期以来，科学本质都是科学哲学、科学史、科学社会学等学术领域关注的话题。关于科学本质的认识，不同的国家有着不同的认识，甚至不同的学派有着不同的观点，作为初中科学教师，我们所做的，就是悉心研读课标，精心设计教学，积极探索课堂教学模式，真正落实课程变革的理念。

参考文献：

[1].陈志伟，陈秉初《中学科学教学论》，科学出版社，2012.9