⑴ 公民科學素質計算方法
如何培養學生探究能力,提高科學素養 「新課標」下化學方面培育學生科學素養和探究能力〔摘要〕新課標中的「科學素養」理念和三個維度的課程目標是新課標的一大亮 點,方向明確,內容翔實,要求具體,給化學教學賦予了新的教育內涵,對中學化學課 程的改革和發展具有重要的指導意義,為了探索適應新課標下的教學,正確培養學生的 科學素養,就必須明確科學素養的涵義,了解科學素養的意義,明確與科學素養相匹配 的化學教學目標體系,才能培養出具有科學素養的人. 〔關鍵詞〕課程標准,化學,實驗,科學素養, 探究能力, 培養 教育部頒布的《全日制義務教育化學課程標准》(以下簡稱「新課標」)明確指出： 「義務教育階段的化學課程以提高學生的科學素養為主旨,激發學生學習化學的興趣, 幫助學生了解科學探究的基本過程和方法,培養學生的科學探究能力,使學生獲得進一 步學習和發展需要的化學基礎知識和基本技能,引導學生認識化學在促進社會發展和提 高人類生活質量方面的重要作用,通過化學學習培養學生的合作精神和社會責任感,提 高未來公民適應現代生活的能力.」[1]新的化學課程目標從提高未來公民科學素養的高 度,構建了從知識與技能、過程與方法、情感、態度與價值觀三個維度的課程目標體 系,全面體現了新課改理念和對學生科學素養的要求,更符合學生的發展需要,具有較 強的時代感[2].長期以來的化學課堂教學片面強調知識與技能目標,忽視了全面培養學生 的科學素養.因此,如何發揮化學課程的教學內容覆蓋面廣,實驗類型多,與生活關聯 強的學科優勢,使其真正成為培養學生科學素質的重要領域,應是每位化學教師研究和 探索的課題. 1 科學素養的概念 「科學素養」一詞源自英文 scientific literacy,這個詞本身有兩個不同的含義： 一個是跟學者專家有關,指有學識、有教養；另一個跟普通公民有關,是指有文化、能 閱讀、書寫和計算.最旱給科學素養下定義的是美國斯坦福大學科學教育專家赫德(p.d. h u rd )他於 1958 年撰寫了《科學素養：對美國學校的意義》(science literacy,its meaning for american schools)一文,文中把科學素養解釋為理解科學及其在社會中的 應用,並探討了科學與社會的聯系[3],隨著科技和社會的發展,科學素養的內涵也發生著 變化.20 世紀 50 年代,科學素養強調的是了解科學術語和科學過程,能閱讀報紙或雜志 上有關的科學技術方面的報道和爭論的能力.到 20 世紀 70 年代,隨著科學技術對社會 1 影響的增大,科學素養的內涵中增加了對科學與社會的關系、科學的道德規范、科學和 人類的關系等方面的要求：重視解決問題的能力,如運用科學方法解決日常問題、掌握 科學研究基本程序等.自 20 世紀 80 年代中期以來,科學素養的內涵進一步豐富和深 化,包括了科學世界觀、科學事業的性質、科學思維習慣以及科學對人類事務的影響等 方面[4],2000 年,聯合國經濟合作與發展組織(oecd)啟動了著名的 pisa 項目,其中對科 學素養的定義是：科學素養是指在科學技術極大地影響著人們的生活的條件下,科學地 思考問題的能力.這種素養包括理解科學概念並運用科學觀念的能力.其中,科學概念 涉及物理、化學、生物科學、地球與空間科學等學科.我國在由國務院 2006 年 2 月 6 日 正式發布的《全民科學素質行動計劃綱要》也對「公民科學素質」的內涵作了界定： 「公民具備基本科學素質一般指了解必要的科學技術知識,掌握基本的科學方法,樹立 科學思想,崇尚科學精神,並具有一定的應用它們處理實際問題、參與公共事務的能 力」. 2 培養學生科學素養的意義 2.1 中小學基礎科學教育,是我國實施科學素養行動的最緊迫和最關鍵的任 務自 20 世紀 90 年代初以來,中國科協針對 18 歲至 69 歲的成年公眾相繼進行了 5 次 科學素養的專門調查.調查結果顯示：中國公眾的科學素養整體水平雖然呈現快速增長 的趨勢,但與發達國家相比還有很大差距,隨著受測試者的受教育程度的提高,具備科 學素質的比例也在提高.但是,從比較中我們看到,我國具備科學素養的公眾中受過正 規的學校科學教育的比例均與美國、歐洲、加拿大等發達國家存在較大的差距.各國經 驗表明,正規的科學教育是提高公眾科學素養的最基本的途徑和最主要的手段,因此, 我國的學校教育,從小學、中學到大學,在提高公眾科學素養方面任重而道遠,特別是 中小學基礎科學教育,是我國實施科學素養行動的最緊迫和最關鍵的任務. 2.2 未成年人是實施科學素養行動的重點人群之一目前,世界各國都將未成年人作為提高科學素養的重點人群,未成年人科學素養水 平是我國未來人力資源的基礎,決定國家未來的科技創新能力,是實現 21 世紀中葉我國 成年公民具備較高科學素養的長遠目標的關鍵.隨著我國「全民科學素質行動計劃」 (2049 計劃)的正式啟動和實施,人們日益認識到,公民具備科學素質是建設創新型國家 的重要基礎,培養學生的科學素養具有重要的現實意義.我國《全民科學素質行動計劃 2 綱要》將未成年人列為實施科學素養行動的四大重點人群之一,提出要完善基礎教育階 段的科學教育,提高學校科學教育質量,使中小學生掌握必要和基本的科學知識與技 能,體驗科學探究活動的過程與方法,培養良好的科學態度、情感與價值觀,發展初步 的科學探究能力,增強創新意識和實踐能力. 2.3 培養學生的科學素養是適應現代生產和生活的需要科學技術的社會化和社會的科學技術化,是現代科學技術發展的一個顯著特徵和重 要發展趨勢,科學、技術與社會相互作用的結果,一方面使得科學技術滲透到社會的各 個領域,極大地改變了人們的生產方式、工作方式、工作質量、學習方式和生活方式. 另一方面也對享受現代科學技術福祉的公民素質提出了更高的要求,要求每一位公民都 應具有一定的科學素養,具有一定的科學知識和科學方法,能認識科學的本質和價值, 能積極參與有關科學技術的社會問題討論和決策,一個不具有基本科學素養的公民,是 很難在未來的社會中生活和生存的,因此,培養學生的科學素養是學生將來適應現代生 產和生活的需要. 2.4 培育學生的科學素養是化學課程改革的重點化學教學旨在把未來的公民培養成為具有一定的化學科學基礎知識,正確地認識化 學這一科學的本質,成為具有良好的科學態度、情感和價值觀,能認識科學、技術與社 會之間相互關系,具有人類和社會可持續發展的意識、有社會責任感的公民.由於化學 作為一門自然科學,其教學內容覆蓋面廣,利於多層次、多渠道地實施科學素養教育, 所以教育部頒布的《化學課程標准》確立了化學課程改革的重點是「培養學生學習化學 的興趣、以提高學生的科學素養為主旨」,這一新課程理念對中學化學課程的改革和發 展具有重要的指導意義. 3．基於科學素養的化學實驗教學目標體系科學素養的基本要素包括「科學知識」、「科學過程和科學方法」、「科學的本質 和價值」,培養科學素養,如何構建與科學素養相匹配的化學實驗教學目標體系是關鍵 [3] ,為此新課程標准制定了化學實驗教學目標體系如下表所示： 3 表 化學實驗教學 目標 實驗知識與技 能 實驗探究能力 化學實驗教學目標體系 培養學生的科學索養 化學實驗事實知識,化學實驗儀器和葯品方面的知識, 化學實驗安全方面的知識,化學實驗基本操作技能,化學實 驗儀器和葯品的選擇技能,綜合運用技能 發現和提出實驗問題能力,猜想與假設能力,實驗設計 能力,控制實驗條件能力,收集證據能力,得出結論能力, 反思與評價、討論與交流能力 實驗態度、情 感與價值觀 被動型實驗態度,興趣型實驗態度,自覺型實驗態度, 正確的情感與價值觀 註：表格引自：張建夫等.化學課程中學生科學素養的培養. 4、實施科學素養的實驗教學策略 4.1 在化學實驗中感悟科學情感,培養中學生良好的科學品質科學品質是一種非智力因素,它主要包括情感、意志、興趣、作風、態度等方面. 良好的科學品質能使人們樂於參與科學的學習與實踐活動並從中得到樂趣和滿足,能使 人們有堅強的意志,表現出高度的自覺性、頑強性和自製性,能堅持實事求是的作風, 謙虛謹慎、勤奮努力.在中學化學教學中,通過多種生動活潑、豐富多彩的實驗活動, 逐漸培養學生的良好品質,對發展學生科學素質有重要意義. 化學實驗及實驗過程中蘊含著大量的、直觀的素材,及時適度地利用這些素材組織 教學,不僅可以使學生從中感悟化學實驗的內在樂趣,而且還能讓學生的科學情感在實 驗的過程中得到陶冶和提升.例如,通過向學生展示整潔規范的實驗環境、擺放有序的 儀器裝置、形狀多樣的實驗儀器、豐富多彩的實驗現象等,培養學生的鑒賞能力,以此 激發學生學好化學的興趣；通過教師規范而熟練的操作演示及講解說明,讓學生在感受 實驗操作的同時,引發對化學實驗規范的思索,確立基本的科學實驗態度；通過學生實 4 驗、家庭小實驗、趣味實驗等實踐活動,讓學生在動手實驗、觀察現象、揭示本質的一 系列活動中親身體驗化學實驗的內在樂趣,激發求知和探究的慾望；通過組織學生撰寫 實驗報告或設計實驗方案等活動,讓學生把在實驗過程中的感悟充分表達出來,培養學 生實驗表達能力和創造能力. 4.2 解決生活中的化學問題,提高學生學習化學的積極性學生的化學素質重要的是看他能否運用化學知識去理解、解釋、解決生活中的化學 問題,去學習新知識以適應社會發展的需要,因此,在中學化學教學中應緊密聯系生 活、生產、科技等方面的知識,訓練學生應用化學知識解決實際問題的能力.新課標提 倡從生活走進化學、從化學走向社會.學習化學的興趣是學習化學的主要動機之一.生 活中的化學與學生有著密切的關系,從學生熟悉的身邊化學現象入手,引導他們發現問 題、展開探究,增強學生學習科學的興趣,加深他們對化學知識在生活中應用的認識. 例如,學習「水」時,介紹新型能源的開發、目前各國開發新能源的舉措等,又如,學 習酸的通性、ph 時,要求學生用 ph 試紙測定肥皂水、食醋、礦泉水等液體的 ph 值,要 求農村學生測自家土地的 ph 值,判斷各種液體和不同土壤的酸鹼性,使學生親身體驗到 生活離不開化學,化學源於生活. 4.3 在團結協作的實驗探究中,培養中學生的科學精神 21 世紀不僅是競爭的時代,也是交流合作的時代.科學技術的進步、社會分工的細 化,人際之間的交往將日益頻繁.新課標要求培養學生團結合作的能力,因此,合作也 是化學教學的重要課題和目標,理應成為學科教學關注的熱點. 中學化學實驗中,有許多都是以團隊協作形式呈現的,如小組實驗、興趣實驗、研 究性實驗等等.教學中,應根據不同的實驗類型,積極創造條件,組織學生開展小組研 討和實踐活動,讓學生在交流才智、集思廣益、共同解決問題的過程中學會交往,從中 培養學生的團結協作意識. 4.4 在改進實驗的過程中,培養中學生的創新能力中學化學實驗中,還應培養敢於超躍現狀的科學創新精神.科學精神是科學素質的 靈魂,也是培養科學素質的人格要素,它體現的是人們對所從事的科學活動的關心和熱 愛,對科學研究的基本態度.因此,中學化學實驗教學中,不僅要培養中學生嚴謹細致 的科學作風、實事求是的科學態度、團結協作的團體意識,還應注重在實驗探究中培養 敢於超躍現狀的科學創新精神.在當前大力提倡和實施素質教育的今天,根據化學實驗 5 的自身優勢,創設條件,促進學生創新精神的培養,不僅是素質教育的要求,更是時代 賦予教師的職責,因此,在化學教學中應增加實驗教學的探究性,引導學生對教材中現 有實驗方案進行改進或優化,對有關儀器或葯品進行變換或替代,這是實驗教學中培養 學生創新思維的有效方法[5]. 5、培養學生科學探究能力化學是一門以實驗為基礎的科學,化學實驗對於化學課程目標的全面落實具有重要 的作用.化學實驗是培養學生創新意識的最佳途徑,科學探究作為一種重要的學習方 式,教學中可採用形式多樣的探究活動.例如,學習「水」後,讓學生走出課堂,調查 本地水資源的利用和河水污染情況,深入社會生活實際去獲得第一手的信息,通過發現 問題後提出解決問題的合理化建議,並寫出調查報告.又如,空氣中氧氣的含量測定的 演示實驗,將其改為探究實驗方法,用多種方法進行實驗,實驗的目的是了解空氣中氧 氣的含量,等等. 興趣是最好的老師,它是影響學生學習自覺性、積極性和學習效果的最直接因素. 著名心理學家布魯納說：「學習的最好刺激乃是對所學材料的興趣.」新課程標准明確 提出教師教學要關注學生的情感和情緒體驗,強調在課堂教學中首先要創設民主、和 諧、融洽的情感氛圍,以情喚起學生的共鳴,使學生輕松愉快和滿懷信心進行認知活 動.強調「設置情境,以趣導學」,培養學生的思維探究能力.心理學研究表明,當一 個人對某種事物發生興趣時,他就會主動、積極、執著地去探索.學生在學習活動中, 對自己感興趣的現象、原理、規律等,總是主動、積極地去認識、探究. 可見,興趣是 學習的基礎,也是探究的動力.前蘇聯教育家蘇霍姆林斯基一語道破了學無無興的嚴重 性：「學生在某一學科上落後並不可怕,可怕的是他那冷漠的態度」. 因此,在教學 中,應設法激趣,以誘發學生的探究動機. 5.1 通過直接設疑提問,刺激學習興趣,引導學生思考如在學習 NO2 與水的反應時,我設計了以下問題：①觀察現象②如何驗證 NO2 與水 反應的產物③改進實驗使 NO2 盡可能多的轉化為硝酸,並寫出總反應方程式④如果③中 NO2 改為 NO 呢? 在這樣幾個遞進的問題中,學生通過討論,合作,不僅自己在探究中獲 得新知識,復習鞏固舊知識,而且還從最後兩個問題中聯繫到了工業生產硝酸,思維也 有了拓展.在這個過程中,我們要很好地引導學生,使不同水平的學生都有展示自己才 華的機會,要肯定學生思維上的閃光點,及時地給予表揚與贊同,使學生的發散思維發 揮地淋漓盡致. 6 5.2 引導學生積極參與實驗,自主進行實驗探究,激發學生學習興趣學會了科學探究的方法.化學作為一門以實驗為基礎的學科,實驗是它的靈魂.化學 實驗不僅使學生能夠獲取直觀信息、認識化學世界,而且能夠幫助學生認識化學規律、 形成化學概念、理解和鞏固化學知識、提高各種能力,更重要的是化學實驗過程本身就 是培養學生創新精神和探究能力的最佳途徑.比如,讓學生演示氨易溶於水的「噴泉實 驗」的同時,思考噴泉實驗的基本原理是什麼?是否還有產生噴泉的其他裝置?能否設 計黃色的、黑色的、藍色的噴泉?教師提前設計一套裝置,在實驗錐形瓶外有一水槽, 瓶中加入酒精,水槽中加入冷水後,再加入足量濃硫酸和生石灰,結果也產生了噴泉. 這樣,不同層次學生的探索興趣都會得到激發,創造能力也會得到不同程度的培養和提 高. 5.3 從化學在社會和生活實際應用入手,激發學生的興趣和培養探究能力.化學是當代科學技術和人類物質文明迅速發展的基礎和動力.化學學科自身的發展 促進了人類生活質量的改善和生活水平的提高.人類的衣、食、住、行無不與化學和化 學材料息息相關.在課堂上讓學生親身體驗化學與我們社會生活的廣泛聯系,感受到化 學是鮮活的、生動有趣的,體會到化學是實在的、有用的.如在講《原電池》這節內容 時,先提出問題：「為什麼初中製取 H2 時,要在硫酸中加硫酸銅呢?為什麼我們用的干 電池會產生電流 ?」接著講「好,我們學了今天的內容就能解決這些問題.」新課學 習以後,學生自己運用所學的知識來回答一開始提出的問題.又如學習「氮氧化物的產 生及轉化」時,學生看完課件後,就產生了好奇：人遇到雷雨要躲,而莊稼為什麼卻喜 歡雷雨?這樣學生在好奇中處於積極主動思維的學習狀態,主動討論去尋求答案. 當 學生能用化學知識解決一些日常生活中的問題後,他們就會產生成就感.學生的興趣被 激發,必然產生進一步去了解、去認識的求知慾望,探究意識在這種慾望中自然形成. 6、通過多種途徑,營造探究氛圍真的現代教學觀 ,就是採用各種教學手段,最大限度地調動感知器官,激起學生 高度的學習興趣和最大限度的集中注意力,連續不斷地啟發學生積極思維和探究能力. 7 6.1 教學中巧問善誘是營造這種氛圍的最好方法.教學過程是一個特殊的認識過程,也是一個復雜的思維過程.思維源於問題,問題促 進思索.教師富有針對性和啟發性的課堂提問可以激發學生的思維,啟迪學生的心扉, 鼓舞學生探究的勇氣.因此,教學中要善於問,更要會問,更要指導學生多問善問.要 問得恰當,問在知識關鍵處；讓學生感到時時有問題可想,促使聯想,對比思考,設想 種種解決方案,從而使一系列復雜的心理活動在學生的大腦中展開,學生形成開放式探索 性思維.如講《鹽類的水解》一節可以這樣引入這樣的問題：「酸的溶液由於 c（H+）>c （OH－）而顯酸性,鹼的水溶液由於 c（H+）＜c（OH－）而顯鹼性,正鹽的組成中只有 金屬離子和酸根離子,既無 H+又無 OH－,但它們的水溶液並不都顯中性,你們知道這是 為什麼嗎?」這些 問題揭示了日常概念與科學概念的矛盾,激起了學生強烈的好奇心, 很快吊起學生的學習「胃口」,思維馬上變得活躍起來,教學難點很容易予以突破.當 然,對於學生的回答,教師要充分肯定正確的見解,對錯誤的回答要善於誘導,為學生 的思潮推波助瀾,為學生創設一個安全可靠的心理港灣. 6.2 創設質疑情景,激發自主探究的慾望.傳統的教育在能力培養過程中,往往存在一種缺陷即缺少獨創性.經驗告訴我們, 在已知與未知之間,在學過和未學過的知識之間,在未知領域與新領域的知識之間沒有 學生不可逾越的鴻溝.只要教師能為學生架設聯系的橋梁,諸多認識問題是可以突破 的,這正是探索性實驗培養的關鍵. 盡管我國近幾年來教改一直進行,但傳統的教學方法在教育領域里始終占據著主要地 位,即要求學生理解教材里的知識,並通過反復做習題來熟記知識,學生的大腦儲存和 堆滿了考題,但鮮有獨辟蹊徑、標新立異的勇氣,也難以具備發現新問題、運用新方 法、提出新見解的能力.質疑是探究的開始,更是創新的動力.成功的化學教育應該是 使學生在存疑、思疑、質疑、解疑、釋疑、答疑的過程中,能夠具備發現問題、分析問 題、解決問題的能力.化學教師必須走出傳統教學的窠臼,精心創設質疑情境,使學生 學會批判性質疑和探究性質疑. 7、引導學生自己解決問題能力,形成自覺的探究習慣通過指導學生收集、查閱資料,自己解決淺層問題.課堂教學中常常會有一些與本 節知識有關,即本節知識的生長點,但這些知識又不屬於本節必須掌握的內容.可指導 8 學生自己查找相關資料進行閱讀、分析,以成為本節課的延續和深化.這樣做學生就逐 漸養成不斷探究化學奧秘的習慣. 討論,是培養學生探究能力的很好手段.學生可根據已有的知識,最大限度地發揮 其創造潛能,調動其探究積極性.通過引導學生討論,使學生解決有爭議的、有難度的 問題,並能在這樣的探究中找到樂趣.化學學習中會有許多有爭議或有難度的問題出 現,教師鼓勵學生通過討論解答.討論時,教師要啟發學生層層深入地分析問題,疏導 思維障礙；糾正思維偏差等. 指導學生整理、小結,歸納各知識點及各知識點之間的聯系,分析知識點與考點的 關系,研究學習方法,並對自己的學習過程、思維方法、思維品質進行評價和整理,從 而使知識達到高層的遷移.探究習慣一旦養成,思維品質也就得到了最大限度的優化, 探究能力自然也就得到了提高. 總之,中學生科學素養的形成不是一朝一夕就能培養出來的,需要教師不斷地引 導、培養.全面提高學生的科學素養,使中學生養成用科學的觀點去觀察、去思考、去 質疑的素養,需要中學教師堅持不懈、共同努力,才能抓出成效.化學課堂的教學是為 學生的發展服務的,學習不再是只為了分數和高考,而在於技能掌握、科學素養的提高 以及科學態度、價值觀的形成,在於科學的探究能力及合作精神的培養,在於創新潛能 的激發. 參考文獻： [1] 中華人民共和國教育部.全日制義務教育化學課程標准[m].北京:北京師范大學 出版社. [2] 石碧希.精心設計課堂教學、落實課程三維目標[j].福建教育學院學 報,2004(12):5-6. [3] 張建夫,趙輝,苑乃香.化學課程中學生科學素養的培養[j].周口師范學院學 報,2006, 23(2):77-80. [4] 范冬萍.提高公眾科學素養與科學教育新理念[j].華南師范大學學報(社會科學 版) ,2006,(6):9-14. 9 [5] 李清林.淺談化學教學中學生科學素養的培養[j].瀘州職業技術學院學 報,2007(1):82-84. [6]上官子木 2006.3 [7]《中國教育與探索》 中國科技文化出版社 2007 年第 11 期 《創造力危機——中國教育現狀反思》 華東師范大學出版社 10
⑵ 小學語文教師怎樣提高自身的素質
多看含有教育性的書籍，多與學生交流，了解學生的看法，上課時用標準的普通話，不講方言，不辱罵學生或體罰學生，與學生交朋友
⑶ 如何構建與科學素養相匹配的教學評價
如何培養學生探究能力，提高科學素養 「新課標」下化學方面培育學生科學素養和探究能力〔摘要〕新課標中的「科學素養」理念和三個維度的課程目標是新課標的一大亮 點，方向明確，內容翔實，要求具體，給化學教學賦予了新的教育內涵，對中學化學課 程的改革和發展具有重要的指導意義，為了探索適應新課標下的教學，正確培養學生的 科學素養，就必須明確科學素養的涵義，了解科學素養的意義，明確與科學素養相匹配 的化學教學目標體系，才能培養出具有科學素養的人。 〔關鍵詞〕課程標准，化學，實驗，科學素養， 探究能力, 培養 教育部頒布的《全日制義務教育化學課程標准》(以下簡稱「新課標」)明確指出： 「義務教育階段的化學課程以提高學生的科學素養為主旨，激發學生學習化學的興趣， 幫助學生了解科學探究的基本過程和方法，培養學生的科學探究能力，使學生獲得進一 步學習和發展需要的化學基礎知識和基本技能，引導學生認識化學在促進社會發展和提 高人類生活質量方面的重要作用，通過化學學習培養學生的合作精神和社會責任感，提 高未來公民適應現代生活的能力。」[1]新的化學課程目標從提高未來公民科學素養的高 度，構建了從知識與技能、過程與方法、情感、態度與價值觀三個維度的課程目標體 系，全面體現了新課改理念和對學生科學素養的要求，更符合學生的發展需要，具有較 強的時代感[2]。長期以來的化學課堂教學片面強調知識與技能目標，忽視了全面培養學生 的科學素養。因此，如何發揮化學課程的教學內容覆蓋面廣，實驗類型多，與生活關聯 強的學科優勢，使其真正成為培養學生科學素質的重要領域，應是每位化學教師研究和 探索的課題。 1 科學素養的概念 「科學素養」一詞源自英文 scientific literacy，這個詞本身有兩個不同的含義： 一個是跟學者專家有關，指有學識、有教養；另一個跟普通公民有關，是指有文化、能 閱讀、書寫和計算。最旱給科學素養下定義的是美國斯坦福大學科學教育專家赫德(p.d. h u rd )他於 1958 年撰寫了《科學素養：對美國學校的意義》(science literacy，its meaning for american schools)一文，文中把科學素養解釋為理解科學及其在社會中的 應用，並探討了科學與社會的聯系[3]，隨著科技和社會的發展，科學素養的內涵也發生著 變化。20 世紀 50 年代，科學素養強調的是了解科學術語和科學過程，能閱讀報紙或雜志 上有關的科學技術方面的報道和爭論的能力。到 20 世紀 70 年代，隨著科學技術對社會 1 影響的增大，科學素養的內涵中增加了對科學與社會的關系、科學的道德規范、科學和 人類的關系等方面的要求：重視解決問題的能力，如運用科學方法解決日常問題、掌握 科學研究基本程序等。自 20 世紀 80 年代中期以來，科學素養的內涵進一步豐富和深 化，包括了科學世界觀、科學事業的性質、科學思維習慣以及科學對人類事務的影響等 方面[4]，2000 年，聯合國經濟合作與發展組織(oecd)啟動了著名的 pisa 項目，其中對科 學素養的定義是：科學素養是指在科學技術極大地影響著人們的生活的條件下，科學地 思考問題的能力。這種素養包括理解科學概念並運用科學觀念的能力。其中，科學概念 涉及物理、化學、生物科學、地球與空間科學等學科。我國在由國務院 2006 年 2 月 6 日 正式發布的《全民科學素質行動計劃綱要》也對「公民科學素質」的內涵作了界定： 「公民具備基本科學素質一般指了解必要的科學技術知識，掌握基本的科學方法，樹立 科學思想，崇尚科學精神，並具有一定的應用它們處理實際問題、參與公共事務的能 力」。 2 培養學生科學素養的意義 2.1 中小學基礎科學教育，是我國實施科學素養行動的最緊迫和最關鍵的任 務自 20 世紀 90 年代初以來，中國科協針對 18 歲至 69 歲的成年公眾相繼進行了 5 次 科學素養的專門調查。調查結果顯示：中國公眾的科學素養整體水平雖然呈現快速增長 的趨勢，但與發達國家相比還有很大差距，隨著受測試者的受教育程度的提高，具備科 學素質的比例也在提高。但是，從比較中我們看到，我國具備科學素養的公眾中受過正 規的學校科學教育的比例均與美國、歐洲、加拿大等發達國家存在較大的差距。各國經 驗表明，正規的科學教育是提高公眾科學素養的最基本的途徑和最主要的手段，因此， 我國的學校教育，從小學、中學到大學，在提高公眾科學素養方面任重而道遠，特別是 中小學基礎科學教育，是我國實施科學素養行動的最緊迫和最關鍵的任務。 2.2 未成年人是實施科學素養行動的重點人群之一目前，世界各國都將未成年人作為提高科學素養的重點人群，未成年人科學素養水 平是我國未來人力資源的基礎，決定國家未來的科技創新能力，是實現 21 世紀中葉我國 成年公民具備較高科學素養的長遠目標的關鍵。隨著我國「全民科學素質行動計劃」 (2049 計劃)的正式啟動和實施，人們日益認識到，公民具備科學素質是建設創新型國家 的重要基礎，培養學生的科學素養具有重要的現實意義。我國《全民科學素質行動計劃 2 綱要》將未成年人列為實施科學素養行動的四大重點人群之一，提出要完善基礎教育階 段的科學教育，提高學校科學教育質量，使中小學生掌握必要和基本的科學知識與技 能，體驗科學探究活動的過程與方法，培養良好的科學態度、情感與價值觀，發展初步 的科學探究能力，增強創新意識和實踐能力。 2.3 培養學生的科學素養是適應現代生產和生活的需要科學技術的社會化和社會的科學技術化，是現代科學技術發展的一個顯著特徵和重 要發展趨勢，科學、技術與社會相互作用的結果，一方面使得科學技術滲透到社會的各 個領域，極大地改變了人們的生產方式、工作方式、工作質量、學習方式和生活方式。 另一方面也對享受現代科學技術福祉的公民素質提出了更高的要求，要求每一位公民都 應具有一定的科學素養，具有一定的科學知識和科學方法，能認識科學的本質和價值， 能積極參與有關科學技術的社會問題討論和決策，一個不具有基本科學素養的公民，是 很難在未來的社會中生活和生存的，因此，培養學生的科學素養是學生將來適應現代生 產和生活的需要。 2.4 培育學生的科學素養是化學課程改革的重點化學教學旨在把未來的公民培養成為具有一定的化學科學基礎知識，正確地認識化 學這一科學的本質，成為具有良好的科學態度、情感和價值觀，能認識科學、技術與社 會之間相互關系，具有人類和社會可持續發展的意識、有社會責任感的公民。由於化學 作為一門自然科學，其教學內容覆蓋面廣，利於多層次、多渠道地實施科學素養教育， 所以教育部頒布的《化學課程標准》確立了化學課程改革的重點是「培養學生學習化學 的興趣、以提高學生的科學素養為主旨」，這一新課程理念對中學化學課程的改革和發 展具有重要的指導意義。 3．基於科學素養的化學實驗教學目標體系科學素養的基本要素包括「科學知識」、「科學過程和科學方法」、「科學的本質 和價值」，培養科學素養，如何構建與科學素養相匹配的化學實驗教學目標體系是關鍵 [3] ，為此新課程標准制定了化學實驗教學目標體系如下表所示： 3 表 化學實驗教學 目標 實驗知識與技 能 實驗探究能力 化學實驗教學目標體系 培養學生的科學索養 化學實驗事實知識，化學實驗儀器和葯品方面的知識， 化學實驗安全方面的知識，化學實驗基本操作技能，化學實 驗儀器和葯品的選擇技能，綜合運用技能 發現和提出實驗問題能力，猜想與假設能力，實驗設計 能力，控制實驗條件能力，收集證據能力，得出結論能力， 反思與評價、討論與交流能力 實驗態度、情 感與價值觀 被動型實驗態度，興趣型實驗態度，自覺型實驗態度， 正確的情感與價值觀 註：表格引自：張建夫等.化學課程中學生科學素養的培養. 4、實施科學素養的實驗教學策略 4.1 在化學實驗中感悟科學情感，培養中學生良好的科學品質科學品質是一種非智力因素，它主要包括情感、意志、興趣、作風、態度等方面。 良好的科學品質能使人們樂於參與科學的學習與實踐活動並從中得到樂趣和滿足，能使 人們有堅強的意志，表現出高度的自覺性、頑強性和自製性，能堅持實事求是的作風， 謙虛謹慎、勤奮努力。在中學化學教學中，通過多種生動活潑、豐富多彩的實驗活動， 逐漸培養學生的良好品質，對發展學生科學素質有重要意義。 化學實驗及實驗過程中蘊含著大量的、直觀的素材，及時適度地利用這些素材組織 教學，不僅可以使學生從中感悟化學實驗的內在樂趣，而且還能讓學生的科學情感在實 驗的過程中得到陶冶和提升。例如，通過向學生展示整潔規范的實驗環境、擺放有序的 儀器裝置、形狀多樣的實驗儀器、豐富多彩的實驗現象等，培養學生的鑒賞能力，以此 激發學生學好化學的興趣；通過教師規范而熟練的操作演示及講解說明，讓學生在感受 實驗操作的同時，引發對化學實驗規范的思索，確立基本的科學實驗態度；通過學生實 4 驗、家庭小實驗、趣味實驗等實踐活動，讓學生在動手實驗、觀察現象、揭示本質的一 系列活動中親身體驗化學實驗的內在樂趣，激發求知和探究的慾望；通過組織學生撰寫 實驗報告或設計實驗方案等活動，讓學生把在實驗過程中的感悟充分表達出來，培養學 生實驗表達能力和創造能力。 4.2 解決生活中的化學問題，提高學生學習化學的積極性學生的化學素質重要的是看他能否運用化學知識去理解、解釋、解決生活中的化學 問題，去學習新知識以適應社會發展的需要，因此，在中學化學教學中應緊密聯系生 活、生產、科技等方面的知識，訓練學生應用化學知識解決實際問題的能力。新課標提 倡從生活走進化學、從化學走向社會。學習化學的興趣是學習化學的主要動機之一。生 活中的化學與學生有著密切的關系，從學生熟悉的身邊化學現象入手，引導他們發現問 題、展開探究，增強學生學習科學的興趣，加深他們對化學知識在生活中應用的認識。 例如，學習「水」時，介紹新型能源的開發、目前各國開發新能源的舉措等，又如，學 習酸的通性、ph 時，要求學生用 ph 試紙測定肥皂水、食醋、礦泉水等液體的 ph 值，要 求農村學生測自家土地的 ph 值，判斷各種液體和不同土壤的酸鹼性，使學生親身體驗到 生活離不開化學，化學源於生活。 4.3 在團結協作的實驗探究中，培養中學生的科學精神 21 世紀不僅是競爭的時代，也是交流合作的時代。科學技術的進步、社會分工的細 化，人際之間的交往將日益頻繁。新課標要求培養學生團結合作的能力，因此，合作也 是化學教學的重要課題和目標，理應成為學科教學關注的熱點。 中學化學實驗中，有許多都是以團隊協作形式呈現的，如小組實驗、興趣實驗、研 究性實驗等等。教學中，應根據不同的實驗類型，積極創造條件，組織學生開展小組研 討和實踐活動，讓學生在交流才智、集思廣益、共同解決問題的過程中學會交往，從中 培養學生的團結協作意識。 4.4 在改進實驗的過程中，培養中學生的創新能力中學化學實驗中，還應培養敢於超躍現狀的科學創新精神。科學精神是科學素質的 靈魂，也是培養科學素質的人格要素，它體現的是人們對所從事的科學活動的關心和熱 愛，對科學研究的基本態度。因此，中學化學實驗教學中，不僅要培養中學生嚴謹細致 的科學作風、實事求是的科學態度、團結協作的團體意識，還應注重在實驗探究中培養 敢於超躍現狀的科學創新精神。在當前大力提倡和實施素質教育的今天，根據化學實驗 5 的自身優勢，創設條件，促進學生創新精神的培養，不僅是素質教育的要求，更是時代 賦予教師的職責，因此，在化學教學中應增加實驗教學的探究性，引導學生對教材中現 有實驗方案進行改進或優化，對有關儀器或葯品進行變換或替代，這是實驗教學中培養 學生創新思維的有效方法[5]。 5、培養學生科學探究能力化學是一門以實驗為基礎的科學，化學實驗對於化學課程目標的全面落實具有重要 的作用。化學實驗是培養學生創新意識的最佳途徑，科學探究作為一種重要的學習方 式，教學中可採用形式多樣的探究活動。例如，學習「水」後，讓學生走出課堂，調查 本地水資源的利用和河水污染情況，深入社會生活實際去獲得第一手的信息，通過發現 問題後提出解決問題的合理化建議，並寫出調查報告。又如，空氣中氧氣的含量測定的 演示實驗，將其改為探究實驗方法，用多種方法進行實驗，實驗的目的是了解空氣中氧 氣的含量，等等。 興趣是最好的老師，它是影響學生學習自覺性、積極性和學習效果的最直接因素。 著名心理學家布魯納說：「學習的最好刺激乃是對所學材料的興趣。」新課程標准明確 提出教師教學要關注學生的情感和情緒體驗，強調在課堂教學中首先要創設民主、和 諧、融洽的情感氛圍，以情喚起學生的共鳴，使學生輕松愉快和滿懷信心進行認知活 動。強調「設置情境，以趣導學」，培養學生的思維探究能力。心理學研究表明，當一 個人對某種事物發生興趣時，他就會主動、積極、執著地去探索。學生在學習活動中， 對自己感興趣的現象、原理、規律等，總是主動、積極地去認識、探究。 可見，興趣是 學習的基礎，也是探究的動力。前蘇聯教育家蘇霍姆林斯基一語道破了學無無興的嚴重 性：「學生在某一學科上落後並不可怕，可怕的是他那冷漠的態度」。 因此，在教學 中，應設法激趣，以誘發學生的探究動機。 5.1 通過直接設疑提問，刺激學習興趣，引導學生思考如在學習 NO2 與水的反應時，我設計了以下問題：①觀察現象②如何驗證 NO2 與水 反應的產物③改進實驗使 NO2 盡可能多的轉化為硝酸，並寫出總反應方程式④如果③中 NO2 改為 NO 呢？ 在這樣幾個遞進的問題中，學生通過討論，合作，不僅自己在探究中獲 得新知識，復習鞏固舊知識，而且還從最後兩個問題中聯繫到了工業生產硝酸，思維也 有了拓展。在這個過程中，我們要很好地引導學生，使不同水平的學生都有展示自己才 華的機會，要肯定學生思維上的閃光點，及時地給予表揚與贊同，使學生的發散思維發 揮地淋漓盡致。 6 5.2 引導學生積極參與實驗，自主進行實驗探究，激發學生學習興趣學會了科學探究的方法。化學作為一門以實驗為基礎的學科，實驗是它的靈魂。化學 實驗不僅使學生能夠獲取直觀信息、認識化學世界，而且能夠幫助學生認識化學規律、 形成化學概念、理解和鞏固化學知識、提高各種能力，更重要的是化學實驗過程本身就 是培養學生創新精神和探究能力的最佳途徑。比如，讓學生演示氨易溶於水的「噴泉實 驗」的同時，思考噴泉實驗的基本原理是什麼？是否還有產生噴泉的其他裝置？能否設 計黃色的、黑色的、藍色的噴泉？教師提前設計一套裝置，在實驗錐形瓶外有一水槽， 瓶中加入酒精，水槽中加入冷水後，再加入足量濃硫酸和生石灰，結果也產生了噴泉。 這樣，不同層次學生的探索興趣都會得到激發，創造能力也會得到不同程度的培養和提 高。 5.3 從化學在社會和生活實際應用入手,激發學生的興趣和培養探究能力。化學是當代科學技術和人類物質文明迅速發展的基礎和動力。化學學科自身的發展 促進了人類生活質量的改善和生活水平的提高。人類的衣、食、住、行無不與化學和化 學材料息息相關。在課堂上讓學生親身體驗化學與我們社會生活的廣泛聯系，感受到化 學是鮮活的、生動有趣的，體會到化學是實在的、有用的。如在講《原電池》這節內容 時，先提出問題：「為什麼初中製取 H2 時，要在硫酸中加硫酸銅呢？為什麼我們用的干 電池會產生電流 ？」接著講「好，我們學了今天的內容就能解決這些問題。」新課學 習以後，學生自己運用所學的知識來回答一開始提出的問題。又如學習「氮氧化物的產 生及轉化」時，學生看完課件後，就產生了好奇：人遇到雷雨要躲，而莊稼為什麼卻喜 歡雷雨？這樣學生在好奇中處於積極主動思維的學習狀態，主動討論去尋求答案。 當 學生能用化學知識解決一些日常生活中的問題後，他們就會產生成就感。學生的興趣被 激發，必然產生進一步去了解、去認識的求知慾望，探究意識在這種慾望中自然形成。 6、通過多種途徑，營造探究氛圍真正的現代教學觀 ，就是採用各種教學手段，最大限度地調動感知器官，激起學生 高度的學習興趣和最大限度的集中注意力，連續不斷地啟發學生積極思維和探究能力。 7 6.1 教學中巧問善誘是營造這種氛圍的最好方法。教學過程是一個特殊的認識過程,也是一個復雜的思維過程。思維源於問題，問題促 進思索。教師富有針對性和啟發性的課堂提問可以激發學生的思維，啟迪學生的心扉， 鼓舞學生探究的勇氣。因此，教學中要善於問，更要會問，更要指導學生多問善問。要 問得恰當，問在知識關鍵處；讓學生感到時時有問題可想，促使聯想，對比思考，設想 種種解決方案，從而使一系列復雜的心理活動在學生的大腦中展開,學生形成開放式探索 性思維。如講《鹽類的水解》一節可以這樣引入這樣的問題：「酸的溶液由於 c（H+）>c （OH－）而顯酸性，鹼的水溶液由於 c（H+）＜c（OH－）而顯鹼性，正鹽的組成中只有 金屬離子和酸根離子，既無 H+又無 OH－，但它們的水溶液並不都顯中性，你們知道這是 為什麼嗎？」這些 問題揭示了日常概念與科學概念的矛盾，激起了學生強烈的好奇心， 很快吊起學生的學習「胃口」，思維馬上變得活躍起來，教學難點很容易予以突破。當 然，對於學生的回答，教師要充分肯定正確的見解，對錯誤的回答要善於誘導，為學生 的思潮推波助瀾，為學生創設一個安全可靠的心理港灣。 6.2 創設質疑情景，激發自主探究的慾望。傳統的教育在能力培養過程中，往往存在一種缺陷即缺少獨創性。經驗告訴我們， 在已知與未知之間，在學過和未學過的知識之間，在未知領域與新領域的知識之間沒有 學生不可逾越的鴻溝。只要教師能為學生架設聯系的橋梁，諸多認識問題是可以突破 的，這正是探索性實驗培養的關鍵。 盡管我國近幾年來教改一直進行,但傳統的教學方法在教育領域里始終占據著主要地 位，即要求學生理解教材里的知識，並通過反復做習題來熟記知識，學生的大腦儲存和 堆滿了考題，但鮮有獨辟蹊徑、標新立異的勇氣，也難以具備發現新問題、運用新方 法、提出新見解的能力。質疑是探究的開始，更是創新的動力。成功的化學教育應該是 使學生在存疑、思疑、質疑、解疑、釋疑、答疑的過程中，能夠具備發現問題、分析問 題、解決問題的能力。化學教師必須走出傳統教學的窠臼，精心創設質疑情境，使學生 學會批判性質疑和探究性質疑。 7、引導學生自己解決問題能力，形成自覺的探究習慣通過指導學生收集、查閱資料，自己解決淺層問題。課堂教學中常常會有一些與本 節知識有關，即本節知識的生長點，但這些知識又不屬於本節必須掌握的內容。可指導 8 學生自己查找相關資料進行閱讀、分析，以成為本節課的延續和深化。這樣做學生就逐 漸養成不斷探究化學奧秘的習慣。 討論，是培養學生探究能力的很好手段。學生可根據已有的知識，最大限度地發揮 其創造潛能，調動其探究積極性。通過引導學生討論，使學生解決有爭議的、有難度的 問題，並能在這樣的探究中找到樂趣。化學學習中會有許多有爭議或有難度的問題出 現，教師鼓勵學生通過討論解答。討論時，教師要啟發學生層層深入地分析問題，疏導 思維障礙；糾正思維偏差等。 指導學生整理、小結，歸納各知識點及各知識點之間的聯系，分析知識點與考點的 關系，研究學習方法，並對自己的學習過程、思維方法、思維品質進行評價和整理，從 而使知識達到高層的遷移。探究習慣一旦養成，思維品質也就得到了最大限度的優化， 探究能力自然也就得到了提高。 總之，中學生科學素養的形成不是一朝一夕就能培養出來的，需要教師不斷地引 導、培養。全面提高學生的科學素養，使中學生養成用科學的觀點去觀察、去思考、去 質疑的素養，需要中學教師堅持不懈、共同努力，才能抓出成效。化學課堂的教學是為 學生的發展服務的，學習不再是只為了分數和高考，而在於技能掌握、科學素養的提高 以及科學態度、價值觀的形成，在於科學的探究能力及合作精神的培養，在於創新潛能 的激發。 參考文獻： [1] 中華人民共和國教育部.全日制義務教育化學課程標准[m].北京:北京師范大學 出版社. 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