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科学课要体现科学的本质
科学课程标准提出,科学教育要注重培养学生良好的科学素养,使学生逐步领会科学的本质。但是,课程标准并没有对科学的本质进行进一步的阐释,以前的自然教学也没有提出让学生领会科学的本质。那么科学的本质究竟是什么?为什么科学教育十分重视学生理解科学本质?这里涉及到人们对科学的认识,对科学课程的认识问题。自19世纪初期科学开始在学校课程中取得一席之地以来,人们一直希望学生不仅要学会科学的知识与技能,掌握科学的方法,而且要通过科学的学习,内化科学精神,形成科学价值观,懂得和欣赏科学的本质,是科学教育对个人的文化品质和生活质量产生有益的影响。到现在,科学作为一种文化现象,已经得到很多学者的认可。邦格认为,科学文化是当今最先进的文化现象。因此让学生在科学学习中领悟科学的本质,就是接受科学文化的熏陶,接受当今最先进的、没有国界的文化,意义十分深远!
   
科学课脱胎于自然课,而又有所发展,是站在自然(常识)的肩膀上发展起来的。《科学》是一门新的课程,因而就提出了新的要求,其中对科学本身的认识是科学教育的重要内容,也是《科学》不同于《自然》的新的特点,即这一学科的教学过程中要体现科学的本质,要体现科学是一种文化现象的特点,课程标准用科学素养这个词来表述。
   
对科学的本质界定,有不少不同的理解,不过一致认同的有这样三点:一、科学是一种实证的系统。既然科学是实证的,它就可以通过证实的、证伪的方法来得出结果,而且可以重复多次,是可检验的。第二、科学的结论是符合逻辑的,我们可以通过推理的方法得出结论。第三,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。
   
科学作为一种文化现象,其特质着重反映在科学家的身上,比如说求实的精神;理性的精神,对客观世界的尊重; 以及在此基础上形成的民主意识;探索的精神等等。我们小学科学课在以下三个方面体现了这些特点:一个是培养孩子的实证意识;这种实证意识可以用多种方式培养;第二个是他们的思考符合逻辑;第三是培养学生的质疑精神。
   
实证意识:即科学是讲求证据的,科学的结论可以经得起证实,也经得起证伪。实证意识既是思想文化的一种形式,也是科学方法论的重要内容。
   
逻辑思维:即科学都是符合逻辑的,科学的结论及经得起实证的检验,也经得起逻辑的检验。
   
质疑精神:即科学是没有尽头的,在不断的质疑过程中向前发展。
   
在对科学课的探索过程中,有的老师对科学课程的理解比较到位,教学中能够自觉地体现科学的课要求;有的老师还停留在原来的认识高度上,往往在教学中忽略了科学课的特点,停留在自然课的基础上。
   
下面是一位老师在教学过程中所采取的策略,具体到一节课、一个环节怎样处理,怎样体现可学科的意味,怎样由意识的渗透对科学本质的理解,课堂教学中有许多生动的例子,也有许多有效的策略。

《各种各样的叶》中关于是不是同一种叶的讨论:

    老师拿出两片叶子,并要求学生找出这两片叶子的相同之处。有的学生小组找到七个相同点,有的小组找到九个相同点,因而得出结论:它们是相同的叶子。接着老师又拿出两片树叶,让学生比较它们是不是同一种叶子并要求说出理由。结果一个小组找出了8个不同点,说明这两张叶子不是同一种树的叶子。
   
随后,老师又拿出两片叶子,看似差不多,却又不一样,问:大家说是不是同一种树叶?学生有的说是有的说不是,都有自己的说法,也都有支持自己的证据,谁也说服不了谁。怎么办?最后老师拿出了整个树枝,可以看出上面的树叶是有变化的,学生明白了,原来是同一种树叶!
   
找相同点和不同点,其实就是找证据,证据意识是实证意识的重要方面,这是在操作的过程中渗透了证据意识。让学生在找相同点和不同点的过程中,对证据增加认识。在课堂教学中,教师先让学生找出叶子的相同点和不同点,最后拿出整条树枝,使学生明白:整条树枝意味着什么?树枝是最有力的证据,最重要的证据!整堂课也就是告诉学生,证据有重要和次要之分,有最有力的证据,也有一般的证据。这无疑进一步加强了学生的证据意识。
   
把证据意识作为训练学生实证意识的重要方面来展开,这是这节课所表现出来的操作策略。在我们的社会里,许多情况下,不讲证据,只讲权威,这不是科学教育。从现在开始,对学生不断进行实证意识的训练,那么学生的科学素养将会不断得到加强,对个人的发展和社会的发展产生极大的影响。
   
能体现逻辑思维的科学课,最明显的是教科版《马铃薯在水中是沉还是浮》这一课。在作者所听过的十多节课中,都反映出同样的问题。
   
桌子上放着两盆液体,老师出示两个马铃薯,分别放到盆子里。马铃薯在一盆液体里沉,另一盆液体里浮。交换马铃薯,再分别放入盆中,在刚才沉的盆子里,马铃薯还是沉,浮的还是浮。把两个马铃薯放入其中一个盆中,都浮起来了,放入另外一个盆中,马铃薯都沉下去了。这时候学生说:噫,这个水是怎么回事?有的就说:老师,浮的一盆水是盐水!听一个学生这样说,好多学生都会跟着认为是盐水。这时大多数老师都会说:好!真聪明!告诉大家,老师在课前确实放了盐。
   
接下来老师又问:这是盐水吗?怎么来验证呢?学生会说:烧一烧就烧出盐来了。接着学生动手实验,按照教材的方法烧盐水,结果真的烧出了白色的粉末,学生都认为这就是盐!证明了使马铃薯浮起来的液体就是盐水。

   
老师又问:还有什么方法证明这盆水是盐水?学生思考之后说:做一杯盐水试试看。于是,分小组做盐水使马铃薯浮起来的实验,最后试验成功了,学生十分开心。
   
像这样的过程充满探索性,孩子们很有兴趣,学习积极性很高,一堂课上下来也很顺。我们很多老师差不多就是这样操作,效果很好,得到大家认可。那么,有没有更好的教法呢?

    在另外的课堂上,有一位老师也上了这一课。当学生说盆里的水是盐水时,老师问:你能确定老师的一杯水肯定是盐水吗?这个提问引起了学生的思考,有一些学生就说不敢确定。老师说,如果不能确定这杯水是不是盐水,那么我们怎么办?有的学生说:我们来把水烧干,有的学生说做一杯盐水试试看。
   
同样是烧液体,同样也是做盐水使马铃薯浮起来的实验,这次的实验是探索性的实验,前面是验证性的实验。对学生来说是验证和探索的区别,也是不同思维的结果。
   
把调羹里的盐水烧干后,出现了白色的粉末,好像是盐,可学生不敢确定是不是盐。做了盐水使马铃薯浮起来的实验之后,学生说那肯定是盐水!老师说:你们怎么肯定呀?老师提供糖、味精,把它们溶解在水中,放入马铃薯。学生做了,溶解了糖的水也能使马铃薯浮起来,溶了味精的溶液也能使它浮起来。这时候老师问:刚才老师的这杯水到底是什么水?学生说:可能是糖水,可能是盐水,可能是味精水,还有些小组说可能是三种水混合在一起!还有的学生说,现在反而不知道了!

   
在这个过程中,是个推理的过程、证实的过程、质疑的过程。在这个过程中科学的本质都隐含在这个是不是盐水?的活动当中。不能确定才是真正的科学结论!学生说的可能是盐水可能是糖水这个结论,是一个真正属于他们研究之后的结论,真正符合逻辑推理之后得到的结论。这样的课就体现了我们科学课对科学本质的追求,也体现了科学课和自然课的区别。

    还有一位老师是这样处理的,课快结束了,老师问:既然你们认为这杯水不能确定是盐水,那么让马铃薯沉的那杯水又是什么水呢?学生一愣,过了一会儿说:也确定不了,因为使马铃薯沉下去的这杯水有可能是清水,也有可能是淡盐水,也有可能是其它淡淡的水,浓度不够浮不起来。下课了,几个学生追着老师问:老师,这究竟是什么水呀?
   
老师的提问相当有深意,对科学的认识过程和科学的本质把握的非常到位。促使学生进一步思考,发展了学生的逻辑思维能力和思考方式,这是好课给我们的启示。学生有强烈的求知欲,他们会打破沙锅问到底,想了解最初的一盆水究竟是什么水,那么老师能不能把盐水的秘密告诉学生呢?不告诉学生,使孩子的印象十分深刻,搞了半天,找了那么多证据居然还是确定不了!告诉他们,满足了学生的好奇心和求知欲,下一次孩子还会更加积极的投入到你的课当中来。如果要告诉学生其中的秘密,那么首先得让他们承认自己在做了这么多实验后还确定不了,才能告诉他们。所以说,自然课(常识课)怎样向科学课发展?里边有好多文章可以作,这个文章做在哪里?就做在我们的课堂里!实际的操作层面上。它不仅仅是换了标准,不是把我们的原来的指导纲要换成了标准了,也不仅仅是换了课本,今天我用常识课本教学,明天用科学课本教学,就一定是科学课了吗?不一定!恐怕只换一下课本是不够的。关键是老师在认识上向前迈进一步,教师对科学、对教育、对学生有一个新的认识,这样我们才能真正跨出这一步。

    质疑精神的培养,渗透在教育的任何时候。其实,只要教师留心,课堂的细小地方,都可以引发学生天生的求知欲和质疑精神,如果我们的老师没有这样的意识,就很难培养起学生的指已经深了。
   
上《奇妙的指纹》一课的时候。学生在研究了指纹以后,最多的汇报往往是:老师!我们的研究结果认为每个人的指纹都不一样!” 大多数的老师都这样说:研究得很好!没错!指纹确实不一样——指纹可以作为识别系统,指纹可以破案,利用指纹可以做好多好多事,因为每个人的指纹都不一样。这是已有的结论,这是科学家们研究的结果,可小孩子们直接把它拿过来并作为今天研究的结果,这样的表述是否合适呢?有个老师就问:真的吗?是你们刚才的观察到的吗?
   
这个问题问得好,提醒学生关注真实的观察研究,不能把已有的知识经验混同于真实的观察研究,这是尊重事实的表现,是实事求是精神的体现。

   
有一次听课时,有个学生这样汇报:我们研究的结果是每个人的指纹都不一样。老师问学生:你们有不同意见吗?有一个学生问:双胞胎的指纹有没有相同的呢?(他们班刚好有一对双胞胎)这时汇报的小组就回答不出来了!但他们的对话提醒了其他的学生:你的指纹可能跟你的爸爸妈妈一样、可能跟你的亲戚朋友一样。你有没有比过呀?那个汇报的小组就说不出来了!只好说:我们回去研究之后再去下结论。
   
这一环节老师处理得很好,他有意给学生思考、质疑的机会,然后紧紧抓住学生证伪的方法,引导学生深入思考,发展了学生认识事物的思维。这体现了科学课的特征。