有关初中科学教学中科学本质教育的有效性探索_科学本质教学行为

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有关初中科学教学中科学本质教育的有效性探索

摘 要：科学教育的本质是培养学生的科学素养。培养学生的科学素养不仅需要显性教育，更需要隐性教育。本文从培养学生科学方法、科学态度和科学精神三个方面，多角度地阐述了科学本质教育的有效性，目的是倡导科学教学显性和隐性两种教育方式有机结合，并充分发挥科学教育的功能。

关键词：初中科学;本质教育;有效教学;策略探索

科学教学中教育的本质是什么？科学教育的本质是培养学生的科学素养，以具体的科学知识学习为载体，并在此基础上渗透科学方法、科学态度和科学精神的教育。

当前，初中科学教育的主要方式是显性教育，它是指通过直接的、有意识的、外显的教育活动使受教育者自觉受到影响的教育。显性教育具有目标明确、过程可控、效率显著等特点和优势。由于它高效、可控，所以成为平时教育最常用的方式。但显性教育也有其自身的弱点，那就是显性教育的意图过于明显和外显，倾向于集体灌输，它容易忽视学生的个体差异性，也不利于学生主动性的发挥，所以单纯的显性教育容易让学生丧失对学习的兴趣。而隐性教育是通过间接的、无意识的、内隐的教育活动使受教育者潜移默化地受到影响的教育。它的内容主要包括思想品德教育、行为习惯养成、创造意识和创新能力的培养等方面。隐性教育和显性教育相比较，它具有教育途径的开放性、教育方式的隐含性、教育影响的间接性、教育主体的自主性等特点。正是由于隐性教育的这些特点，才使得它在培养学生的科学素养方面有不可或缺的作用。

一、隐性和显性互补，优化科学方法教育

巴甫洛夫认为：“认识一个科学家的方法远比认识他的成果价值要大。”在科学教学中培养学生的能力问题，从根本上来说就是要解决通过什么样的途径和采用什么样的方法才能获得正确认识的问题。在初中科学教学中，所涉及的科学方法大致呈现如下表：

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一般地说，科学方法的教育有“显性”和“隐性”两种方式。“显性”方式重在让学生模仿和应用有关科学方法解决问题，使学生在对科学方法的操作训练中有意识地掌握科学研究的方法和策略。而隐性方式重在让学生感受科学方法，并受到科学方法的启蒙和影响，使学生在潜移默化中对科学研究的策略和方法有初步的认识。

比如，控制变量法是一种使用频率非常高的科学方法。可以用显性教育方式分析影响实验结果的主要因素，对所研究的问题中的各种变量（自变量、因变量、调节变量、无关变量）进行确认与分类;然后怎么把有关变量转化为可测量、可感知的量。但是如果在具体的教学中加以渗透和应用，可能会起到更好的效果。如在课外活动课上，笔者挖掘教材中没有安排探究的内容，进行重整，创设情境，营造探究氛围，生发隐性探究主题，以提高学生的探究能力和学习兴趣。提出一个问题：“植物的生长会受到哪些因素的影响”，要求大家分组进行探究。某小组讨论后认为可能有三个因素会影响植物生长，并设计了如下表所示的方案（说明：所用的花盆和植物相同。“+”的数量表示浇水量的多少或光照时间长短。）

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在此基础上，笔者进一步提问：

（1）在科学实验中，当实验结果会受到多种因素影响时，必须控制好变量。

1、2号花盆的其他因素都是相同的，唯一不同的因素是_______。

（2）仔细分析1号与3号花盆的实验设计，你认为他们所要探究的问题是______。

（3）为了通过与1号盆的比较来确定浇水量多少对植物生长的影响，请你参照上表的方法对4号盆的土壤种类、浇水量、光照时间作出设计。

尤其是第（3）问，很自然就渗透了如何应用控制变量法来设计实验，如何将变量转化为可感知、可量度的事物、现象和方法（行为），说明在实验中如何测量一个变量，说明需要“做什么”和“怎样做”。

然后在条件成熟后选择合适的课题安排学生进行科学探究活动，让学生根据已有的认知自觉应用控制变量法解决问题。在学习“研究滑动摩擦力的大小跟哪些因素有关”和“研究导体的电阻大小与哪些因素有关”等相关内容时，引导学生应用控制变量法如何转化变量，得出结论。让学生熟悉使用这种科学方法的基本步骤和内在逻辑。

另外，对于理想法、推理法等广泛的科学研究的方法可以用隐性教育的方式。例如，伽利略针对亚里士多德的力学观点的理想实验。在一个光滑的斜面上释放一个小球，设高度为h，斜面光滑无摩擦，小球会滚到对面一个光滑平面的同样高度上。不管斜面的倾斜度如何，倾斜度越小，小球滚动越远，其速率减小得越慢。

若第二个平面是严格水平和光滑，小球的速度将不减慢，沿着平面永远地滚动下去„„

通过介绍伽利略的运动理论和他对力学的研究，学生理解理想化方法运用于科学的重大意义;同时又渗透了逻辑推理的科学研究方法。

由于显性方式需要学生对所学科学方法有较丰富的感性认识和一定的理性认识，这就决定了在初中阶段学生通过显性方式所学的科学方法是十分有限的，隐性方式在科学方法的教育过程中显得尤为重要。而科学方法大多隐含于教材中，这就需要我们自觉地挖掘教材中的方法教育因素，让学生在学习知识的同时也接受科学方法的教育。所以，初中阶段科学方法的教学应该是显性和隐性相结合，一方面培养学生能模仿和应用部分科学方法解决问题，另一方面让学生在潜移默化中对更广泛的科学研究的方法和策略有一定的认识。

二、隐性和显性并举，促成科学态度

科学态度指对于科学技术在人类历史和现实生活中的作用的认识，也指对科技成果的亲近感。这样“显性”的亲近感并不要求对相关科技成果有深刻的理解，但从内心愿意接近它，了解它的心理趋势是“隐性”的。如果教学内容一味强调“显性”的主干知识而忽略“隐性”的态度，教学的方式是单纯灌输式，那么这种教育则是对科学态度的扼杀。

如笔者在教“水循环”一节时，除了让学生知道地球上的水循环外，更主要的应把精力放在“珍贵的水资源”部分。尽管水资源总量很丰富，但可供人类使用的淡水资源却只占总量的0.3%，加上人口和经济的快速增长，各种导致水体污染的事故增多;我国水资源已面临严峻的考验。为此，我国各地采用多种节水措施，比如农业上采用喷灌、滴灌来替代沟渠输水，从而有效减少输水中的渗漏和蒸发。同时应让学生知道，如果遇到有恶意破坏水资源的事件，应及时向有关部门举报。当然还要让学生意识到，节约用水，应从自己做起，从身边的小事做起，如水龙头不要开得太大，家中的水重复使用等。又如，在学习《生态系统的保护》一节中，教材列举了吉林长白山等21个自然保护区，虽然例子典型，但毕竟离学生太遥远，我结合当地的树林来探讨“生态系统的保护”，引起了学生极大的关注和兴趣，提高了学生的公民意识。同时，我校的青少年科普馆也是培养科学态度隐性教育很好的课程资源。

因此，科学态度是一种心理趋势，所以它的培养不可能被量化而只能是渗透式的。我们在平时的教育过程中应用隐性教育对学生进行潜移默化的影响。

三、史料和实验发掘，渗透科学精神

科学精神是科学的灵魂，科学精神的内涵决定了其培养方式是间接的、内隐的，即隐性方式。其内涵主要包括求实精神、求证精神、探索精神、创新精神、协作精神和怀疑精神等。新《课程标准》中的三维课程目标（“知识与技能”“过程与方法”“情感、态度与价值观”）之一的“情感、态度与价值观”实际上就是科学精神。

1.挖掘史料资源，渗透科学精神教育

我们可以在知识学习和技能训练的过程中开掘出科学精神培养的有效资源，对学生进行潜移默化的影响。

比如，笔者在教授“电磁感应”时，没有简单地介绍法拉第的实验，而是花了很长的时间做历史铺垫：奥斯特发现电流的磁感应不久，安培、科拉顿和法拉第等科学家都相继提出了利用磁产生电的问题，但他们开始都未意识到这是个暂态效应。安培认为，只要在导体附近有一强电流或强磁体，导体中就会感应出电流来。他进行了实验，没有成功，法拉第在很长一段时间内的想法与安培的想法大致是一样的，他做了许多实验都失败了。直到1831年8月以后，才逐渐意识到这是一种“暂态效应”，终于发现了电磁感应现象。科拉顿在法拉第发现电磁感应之前，曾做过这样一个实验：他把一个螺旋管与电流计相连接，为了避免实验时磁铁对电流指针的影响，他将电流计放在另一个房间。实验时，他将磁铁插入或抽出线圈以后，再跑到另一个房间去观察电流计指针的变化。当然什么也看不到了。他哪里知道，就在从一个房间跑到另一个房间的过程中，电流计的指针早已恢复原状了。

在教学中利用科学史进行隐性教育，不仅使学生对于电磁感应现象的本质的认识和理解更为深刻，而且在潜移默化中让学生得到科学精神的熏陶。

2.开发实验资源，渗透科学精神教育

科学实验是人类认识世界的一项重要活动，是进行科学研究的基础，也具有隐性育人功能。在实验过程中多鼓励学生针对实验的不足参与实验的改进设计，多鼓励学生利用生活素材设计实验等，这样可以培养他们的求证精神和探索精神。

比如，关于空气中氧气含量的测定实验。（1）针对教材中实验操作较复杂、学生不能全部动手参与实验而引导学生作了如下改进设计：

①手持燃烧匙橡胶底座，用酒精灯给红磷加热直至红磷燃烧（一旦有火焰产生即可）。

②红磷燃烧后迅速将燃烧匙底座放在水槽中，并立即盖上塑料杯（不要碰倒燃烧匙）。

③请各小组学生选出手持燃烧匙底座和盖塑料杯的学生，另两位观察实验过程。

④盖好塑料杯后，任何学生不要再碰水槽或塑料杯，仔细观察实验现象。

（2）针对用燃着的红磷伸入广口瓶中密闭燃烧的方法来测试空气中氧气的含量，实验过程中易产生少量热空气外逸，影响到实验的科学性、准确性，我们引导学生对该实验进行了改进，让红磷（白磷）燃烧在全封闭的测气系统中进行。

通过让学生参与实验改进设计，能激发学生对科学实验探究的欲望和学习成就感，培养学生的科学实验探究精神和求证精神。当然，利用生活素材做实验设计可以培养科学探究的精神，如可以用一次性医用注射器，做大气压实验、制作液体对容器底部压强的装置，制作潜水艇模型，压缩空气做功的装置等。

总之，在新课程理念指导下，通过对实验的探索和研究，不仅能培养实验技能和动手操作能力，还能培养学生良好科学态度、科学精神。

综上所述，当前教育存在的诸多问题如厌学、负担过重、应试教育等都和一个事实有关，那就是在平时的教育中为了追求高效、可控而过多地强调显性教育，忽略了隐性教育对人的影响，学生在日积月累的灌输和说教下渐渐失去了对科学最初的那份好奇和亲切，也就失去了学习的兴趣。美国哈佛大学校长在世界大学校长论坛中曾指出：“如果没有好奇心和纯粹的求知欲为动力，就不可能产生那些对社会和人类具有巨大价值的发明创造。”可见，扼杀学生的好奇心和求知欲就是扼杀一个民族的希望。显性教育和隐性教育是相互交织、共同对人的成长产生作用的，两者缺一不可，其中隐性教育在科学素养的培养上更是有不可或缺的作用。如何在科学教学过程中做好显性教育和隐性教育的转化和渗透是教育的艺术，也是我们努力的方向。

参考文献：

1.胡炳元.物理课程与教学论.浙江教育出版社，2003版.2.沈嘉祺.论隐性教育.教育探索，2002年第1期.3.王小棉.论教师隐性教育观念的更新.教育研究，2003（8）.（作者单位：浙江省玉环县陈屿中学）