小学科学教学如何发展学生的科学素养

小学科学教学如何发展学生的科学素养

小学科学课程是以培养科学素养为宗旨的科学启蒙课程,科学素养的形成是长期的,早期的科学教育将对一个人科学素养的形成具有决定性作用。承担科学启蒙任务的科学课要发展学生的科学素养,就要努力体现科学的本质,细心呵护儿童与生俱来的好奇心,培养他们对科学的兴趣和求知欲,让科学课具有浓浓的科学味。培养学生的实证意识、质疑精神、逻辑思维,需要教师通过不断的认识并有效内化科学的本质,只有对科学的本质有了一个整体的把握,并精心设计课堂教学,才能把“科学本质” 教育细化渗透到探究活动的每一个环节的具体指导上,才能达到我们预期的目标。

那么,科学的本质究竟是什么?对于科学本质的界定,虽有不少不同的理解,但一致认同的有这样三点:①科学是一种实证系统。既然是实证,他就可以通过证实的、证伪的方法来判断并得出结果,而且这种实证是可以多次重复的,是可以被检验的。②科学的结论是符合逻辑的,可以通过推理的方法得出结论。③科学的结论是有局限性的,随着时间的发展,其结论也是可改变的。原来大家都认同的结论会随着人类认识的发展变成非科学的知识。反映在我们小学科学教学中,主要体现为以下三个方面:一是培养孩子的实证意识;二是学生的思考要符合逻辑;第三是培养学生的质疑精神。但仅仅有了这样的理念是明显不够的,关键是在课堂实际的操作层面,我们必须把这种理念具体到探究活动的每一个环节的具体指导上。这样我们才能真正跨出这科学教育中至关重要的一步,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,还要精心设计课堂教学,把“科学本质” 教育细化渗透到探究活动的每一个环节的具体指导上。

一、科学的本质要求提问有科学性

进行科学探究的第一步就是提出科学的问题。爱因斯坦说过:”提出一个问题往往比解决一个问题更重要”。因为科学的认识都起源于问题,没有需要进行解释的新问题,也就没有科学研究和探索的目标。让学生学会学习、学会思考,学会提出有价值的问题,是提高每个学生的科学素养的首要步骤。但作为科学课研究的问题必须具有“科学性”,也就是具体的、明确的可以研究的科学问题。

怎样才能让学生提出具有较强科学性的问题呢?我认为,教师要善于运用各种教学方法和手段创设典型的问题情景来诱发学生提出问题。科学研究的事实表明,科学问题的提出是在一个不断循环的过程中完成的。让学生参与活动,学生会在“真实”的活动中,不断发现新矛盾,提出新问题。

在教学中,教师在让学生经历了一系列教学活动,在学生获得了初步认识,同时又想对其知道得更多的背景上,让学生提出科学问题,学生提出的问题就比较集中、角度小且容易研究。

二、科学的本质要求培养质疑精神

亚里士多德有句名言:“思维从疑问和惊奇开始。”质疑是学生有了新的发现后的猜想,是学生进一步探究的驱动力,更是培养创新能力的前提。在科学探究活动中,学生所具有的良好的质疑意识,无疑是探究活动的催化剂。从一定程度上说,培养学生的质疑意识比培养学生的解疑能力更为重要。所以科学教学就要求教师不断的引导学生向原有的知识经验质疑,向书本知识质疑,向自己或同学实验现象和结论质疑。对学生来说,因为是自己有疑问的问题,他们更乐于去探究,想“弄个明白”也是儿童的天性。另一方面,质疑能大大的激活学生深层次的思维。因为质疑会打破原来的思维的平衡状态,出现了活跃的不平衡,激发求得新的平衡。随着经常质疑,学生的求知欲望会更强烈,质疑情趣会更浓。

在教学中,教师要抓住教学过程中的每一个资源,有意识的引导学生去质疑,即便是学生的质疑在一定程度上阻碍了教学的推进,影响了结论的得出。因为研究学生有疑问的问题,会更有价值,更能发展学生的科学素养。

如在《把液体倒进水里》一课中,有一个实验就是判断酒精是否能溶解在水里?研究酒精和水混合前后重量和体积的变化情况,经过了猜测、实验之后,教师让学生自己作出判断。大部分学生的回答都是能够溶解,而此时老师也会很高兴,因为学生的回答正是我们所需要的结论。但在此时,假如我们追问一句:酒精是透明的,水也是透明的,到底有没有溶解又看不到,你是根据什么判断的?学生就会产生怀疑,产生矛盾的冲突,接下来再引导学生自己去实验去找到结论,虽然实验不一定成功,但是他们真正体验了科学,体验了问题,收获要比老师把结论呈现出来:“酒精确实是溶解在水里,体积有变化,变小了,重量没有变化。”要强许多。更何况老师就这样下结论本身也是违背科学的。

三、科学的本质要求用证据说话

“科学是人类对物质和自然现象的描述,这种描述的主要特征是客观性。”由此可见,科学的本质就是“求真”。当用科学教育引导孩子们去理解科学的本质、学习科学家研究科学的方法以及形成科学的情感、态度、价值观的时候,科学教育应该和科学的本质一样,那就是——求真!因而,小学科学教学必须培养学生获取事实证据的意识和能力。

在观看的一节录像课上,老师引导学生探究“磁铁的各部分磁性强弱都一样吗”的问题时,学生实验后得出了如下数据(A、B、C、D、E各点悬挂回形针个数):

(看到这样的一些数据后,该教师已经有些慌乱了)

师:请仔细分析这些数据,你发现了什么?

生:磁铁的各个部分磁性的强弱不一样。

生:我发现C点是没有磁性的,而A点和E点的磁性最强。

生:我有意见,我发现第7组不是A点的磁性最强,因为是B点吸的回形针的个数最多。

师:是不是第7组的实验在操作时有错误了?你们看,大部分小组的数据都表明越靠近两端,磁性就越强。而且老师和科学家的研究也是这样的。

接着老师在黑板上写下了“磁铁的两端的磁性最强”而就在此时,提出异议的学生在看了看老师和同学之后,极不情愿的坐了下去。

分析这些数据,4、6、7、8组很明显的存在问题,并且学生也已经有所发现,但是老师为了能让课有一个所谓的“科学的”结论,轻易的判定“磁铁的两端的磁性最强”。这样的场面在我们的课堂中还经常出现,我们不禁思考:教师为了结论,不顾客观事实的做法,展示给学生什么样的科学形象?这样的科学课给孩子们渗透着什么样的价值观?

科学要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。这位作课老师的这一做法,漠视了数据,弃科学的本质不顾,忽视了科学理性态度的培养,与我们的科学教育是相悖的。科学是讲求证据的,科学的结论可以经得起实证。有些数据不能直接称为证据,必须加以分析和总结,才能和结论建立起联系,成为证据。

我认为在本课教学中,既然出现了这样的情况,教师就应该引导学生反思实验的过程是不是规范,甚至让这些组的学生重新做一遍,因为尊重事实,是科学探究的本质要求。而对于“C点没有磁性”这一论点,又正是引导学生质疑的好时机,也可以引导学生换成小一点的铁一类的物体再试试,比如大头针、铁粉等。

四、科学的本质注重严密的逻辑思维

在针对科学问题提出了科学假说,通过观察实验收集了资料以后,要对资料进行分析和解释,这就离不开严密的逻辑思维。虽然在这一过程中所运用的逻辑思维与手段,对于小学生而言,是比较难以独立进行的,但作为教师要努力引导学生,和学生一起共同完成。在很多科学课上,教师就是通过不断的追问,不断的质疑来训练学生严密的逻辑思维的。

比如在《使沉在水里的物体浮上来》一课的教学中,教师演示完马铃薯“一沉一浮”的现象后,提出了马铃薯在水中是沉还是浮的问题,学生也纷纷确定使马铃薯上浮的是盐水。此时教师并没有随机迎合,而是反问学生:“你根据什么确定这盆水一定是盐水呢?”学生一想就不敢确定了。“那我们怎么来验证我们的猜测呢?”教师紧跟着问。于是在师生的交流中得出了用“烧一烧”的方法。学生烧了之后,觉得好象是盐,却又确定不了,再做了往水里加盐使马铃薯浮起来的实验。学生看到马铃薯在盐水里浮起来了,就肯定那盆液体就是盐水。此时,教师却又反问:“你们这么肯定吗?”说完又提供了糖、味精让学生继续探索。学生发现:溶解了糖或味精的水也能使马铃薯浮起来。此时教师又问:“那么这盆能使马铃薯浮起来的液

体到底是什么?”学生说:可能是糖水,可能是盐水,可能是味精水;还有学生说可能是三种水的混合水;更有学生说这是什么我反而不知道了。探究活动就在相互争论、不能确定中结束了。本课例中,“不能确定”就充分蕴含了学生的逻辑推理。逻辑思维是借助于概念、判断、推理等思维形式所进行的思考活动,是一种有条件、有步骤、有根据、渐进式的思维方式。科学都是符合逻辑的,科学的结论既经得起实证的检验,也经得起逻辑的检验。学生从不能确定是盐水——做“烧一烧”的实验——做一做浮起来的实验——进行糖、味精的探索——最终的不能确定,整个教学线路就是一个严密、有层次的逻辑推理过程。学生最后的“不能确定”正是其逻辑推理后得出的结论。

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。