关于动物的科学知识篇1
关键词：高中物理教学知识现代技术
1在高中物理教学中渗入现代技术知识的目的
现在的社会是高科技、高信息化的社会。科技是科学和技术的总和。科学是以系统、组织、实证性方法所获得的关于自然、社会和人类思维的知识体系。技术泛指其它操作方面的技巧。全民科技素质提高的主要途径是学校教育，现代教育的目的与功能在不断变化，所培养的人由有文化知识到有专业学科型到知识、能力综合型。当代社会对教育现代化提出更高的要求，学校教育的目标向提高学生综合素质发展。我国教育改革的核心是实施素质教育，提高国民素质，现代教育被赋予新时代的含义，其目的是提高全民科学素质，培养了解科技发展最新动向的，有科学知识、态度、能力的公民。在科技高速发展的当今社会，现代教育的目标是提高学生学习能力，培养其科学素质，就是要提高全体公民的科技素质，因此，学校教育的关键是设立科学有效的教学体系结构。面对科学技术的迅速发展，在中学物理教学过程中渗入现代技术，及时介绍与所学知识有关的现代技术信息，鼓励学生用所学知识理解和认识现代技术，引导学生关注科技发展前沿，激发学生对现代技术的新奇感，使学生扩大视野，提高学生的科技意识，从而提高学生的科学素质、科学探究兴趣和创新意识，使学生对现代技术有更加全面的认识，对科技与人类的关系重新进行价值判断。面对社会经济发展与激烈的国际竞争，全面推进素质教育是我国基础教育的目的。物理教学必须即将物理学发展的前沿动态及实际应用引入教学中，表现出必要的敏感性，使学生及时了解现代科学技术，提高教学效率。因此，在中学物理教育中渗入现代技术知识是非常必要的。物理教学中现代技术知识的渗入让学生深入了解物理学发展前沿，了解物理学的研究方法，全面发展学生的科学素质，了解科技发展最新动向，重视科学探究，加强科学、技术、和学校的联系。随着科学技术的迅猛发展，强化科技意识是提高学生素质、深化教学改革的有效途径。随着与物理学相关的科技成果广泛应用，基础物理教育应该不断地吸收现代科技的新成果，让学生正确审视人与自然、科技与社会，理解科学技术是一个不断变化发展的动态过程，引导学生客观评价对科技给人类带来的积极影响，对科学技术的应用进行价值判断，能够增强学生的民族自豪感和自信心，树立科学服务于人类的责任感。学好物理的关键在于培养学生学习物理的兴趣。物理难学，是因为物理学理解困难。因此要提高中学物理教师的学术水平，使更多的学生爱学物理，教师在建立基本物理概念的过程中，尽可能引用现代物理学知识，可激发学生求知的兴趣，要让他们了解物理学发展前沿激动人心的领域，使他们对发展中的物理学产生强烈的追求欲望；要将现代科技成果有意识地贯穿于教学中，融合于我们的中学物理课堂，培养出能参与科学技术决策和具有良好科学素质的人才。渗透与高中物理知识的现代科学技术知识随着时代而更新，用现代的观点来重新审视中学物理，中学物理教师找到与现代物理学进展相衔接的“接口”，了解现代物理学前沿，使学生可以更好地理解自己所生活的社会中的一些科技现象，提高学生对科技在社会发展中的地位，促进物理知识的学习。
2在高中物理教学中渗入现代技术知识的教学方法、途径及原则
采用数据收集办法收集学生对现代技术知识的了解对在物理教学中渗透现代技术知识的态度，了解学生学习主动性。教师在教学过程中有意识的介绍与所学知识相关的现代技术知识，布置现代技术知识内容，要求学生课后查找资料，让学生自己用所掌握的知识在课堂上进行讨论交流，组织学生和教师共同进行讨论，时常布置一些科普读物，以激发学习兴趣加深记忆，也可以将相关现代技术知识的影像资料播放给学生看。在引入现代技术知识走进物理课堂时，应注意采用多种方法，注意以介绍基本原理和背景知识为主，降低难度，结合课本知识的学习引入相关成果，从各种学习资料中搜集相关现代技术知识，使其与高中物理教学内容有关、这对学生科学素质的提高有积极作用。选择与高中物理教学知识有关的现代技术知识，使所选内容符合学生所掌握的知识，要有利于科技意识的普及，有利于培养科学的世界观、价值观，有利于教育目标的多重的教学功能，有利于学生整体素质的提高，有利于科学技术与社会实际的联系。与物理学相关的教育资源是非常丰富，教师可以用恰当的方法向学生介绍适合于学生的现代技术知识，教师应该引导学生结合生活中遇到的科技知识，根据所学知识与社会实际紧密联系，培养学生解决生活实际问题的能力，提高学生学习物理的兴趣。结合媒体渗透现代技术知识。电视、报纸、杂志等大众传媒经常把现代技术知识加工成科普性质的形式，介绍一些现代技术领域的进展和应用。
3物理教学中渗透现代技术知识对学生的影响
物理教学中渗透现代技术知识用的教学方法使学生产生学习物理的渴望，对物理学对现代科技发展的作用产生了更深刻的认识，学生渐渐的喜欢物理课，力图用所学的物理学知识解释生活中的科技现象。自主探究能力明显增强。使我们的教学形成了教师与学生互相促进的良性循环状态，使学生的思维能力、创新能力得到加强。使学生感到物理知识非常亲切，从而产生了学习物理的积极性，使学生学习物理的内在需要得以加强。培养了学生获取信息的能力。我们所处的整个世界就是一个巨大的信息源，要培养学生获取信息的能力，只有具备了一定的方法，才能掌握一定的获取信息的手段。在中学物理课中渗透现代技术知识，通过对现代技术知识的了解和自主探求，可以使学生掌握获取信息的途径。
结束语
总之，在高中物理教学中，充分的运用现代技术会使物理课堂更加生动。
参考文献：
[1]李智明.浅谈高中物理的入门教学[J].玉溪师范学院学报，2001（S1）
[2]何长江.几种高中物理教学方法浅析[J].时代教育（教育教学），2010（08）
关于动物的科学知识篇2
论文关键词：学科教学知识；分子生物学；教学质量
进入21世纪，以分子生物学为先导的生命科学正经历新的发展阶段，特别是分子生物学的理论发展和技术创新，使生物技术产业的增长达到了前所未有的程度，这将从根本上推动科学、经济和社会的发展。分子生物学是从分子水平研究生命本质的一门学科，是当前生命科学中发展最快并与其他学科广泛交叉和渗透的前沿研究领域，其基本原理和研究技术已应用到生命科学的所有分支，它的内容得到了更大的扩展，分子生物学已发展成为生命科学相关专业的重要基础理论学科。面对进一步加强分子生物学教育质量和针对性的要求，学习和研究国外创新的教育理论和方法，对于提高我国分子生物学教学质量具有直接的借鉴和启发意义，而发轫于美国的学科教学知识理论则是近年来在我国教育界深受关注的一种教育理念。
1学科教学知识的概念和内涵
1．1学科教学知识的概念
学科教学知识(pedagogicalContentKnowledge)简称pCK，最早是由美国斯坦福大学舒尔曼教授提出的。他指出，教师的知识包括7个范畴的知识：学科内容知识(contentknowledge)、一般教学法知识(generalpedagogicalknowledge)、课程知识(curriculumknowledge)、学科教学知识(pCK)、关于学习者的知识(knowledgeoflearnersandtheircharacteristics)、教育情境知识只(knowledgeofeducationalcontexts)和关于教育的目标、目的和价值及其哲学和历史背景的知识(knowledgeofeducationalends，purposesandvalues，andtheirphilosophicalandhistoricalgrounds)，学科教学知识就是“教师个人教学经验、教师学科内容知识和教育学的特殊整合”，是教师将学科内容转化和表征为有教学意义的形式、适合于不同能力和背景学生的能力，是综合学科知识、教学和背景知识而形成的知识，是教师特有的知识。它包括表达思想的最好方式，最有用的类比、样例、图示、解释和演示等易于学生理解的表征方法，也包括教师消除学生对某一特定学习内容的偏见和误解的策略，以及用怎样的方式组织、表达使不同兴趣、能力和背景的学生理解教学内容的知识。
l．2学科教学知识的内涵
教师必须拥有所教学科的具体知识：事实、概念、规律、原理等，而这些学科知识来自于科学领域的专门学科，教师不能仅仅对某一概念、原则或原理有直觉的个人的理解，为了促进学生的理解，他们必须先理解向学生表征概念的方法，帮助或引导学生以个人有意义的方式理解教学内容以减少其形成错误概念，应该学习将自己拥有的学科知识转化成易于学生理解的表征形式的知识。也就是说，教师的pCK是在具体的教学情境中，结合学科知识、学生的知识(能力、学习策略、年龄和发展水平、态度、动机、前知识)、背景的知识(社会的、政治的、文化的和自然环境)和教学法的知识经由自身的价值观做出判断、选择、重组而形成的。实际上pCK就是教师自身具有的复杂而成熟的理解与学生的理解之间的一道桥梁，它的内涵即在于学科知识在一定的教学情境中如何采用最适当的表征方式使学生易于理解。
2学科教学知识在分子生物学教学中的指导应用
分子生物学知识体系庞杂，专业名词和知识点较多，难懂难记，抽象复杂的分子机理需要充分发挥想象力来理解，且学过的内容也较难记住，许多学生就容易在学习分子生物学时产生畏难心理，致使学习积极性下降，甚至厌学；分子生物学理论性强，研究内容抽象，并以大量的实验为基础，对实验技能和实验条件的要求较高；分子生物学领域不断出现的新发现和新进展也对教师整合既有的学科内容、快速领会和把握这些学科前沿、衔接新的理论知识提出更高的要求。针对这些问题，借鉴学科教学知识理论，指导教师在教学实践中进行积极的探索和有益的尝试。
2．1做好教学设计
在具体的分子生物学教学过程中，教师按照pcK理论要素(学科知识、学生的知识、背景的知识和教学法的知识)逐条对应到具体的教学设计中，较好地融合教学过程的诸多要素。
2．2积累学科教学经验
教师对于自己耍讲解的分子生物学及其扩展内容要准确理解和把握，分析不同教科书的例证与讲解的重点内容之问的关系，明确可以增加的有利于学牛理解的课外内容；要充分了解学生对于教授内容的熟悉程度及专业知识基础，提前思考学生在接受教授内容时可能遇到的难；选择使用最佳的方式(模拟、图解、举例、解释示范等)清楚呈现所要讲授的知识点；对于学牛有兴趣并在课堂上提出的课程相关或无荚的问题要有应急处理的能力。
2．3丰富教学手段
学科教学知识指导教师采取新的视角、新的模式和丰富多变的教学方法来改进分子生物学教学。多罗西·沃森(1989脱过：“如果课堂活动不能生动地激发学生的兴趣，不能有效地满足学牛的需要，就毫无意义。”利用信息技术将最新的科学研究、发现和方法直接引入课堂，激发学生探究兴趣，可以充分调动其学习积极性，使学习成为他们主动、自觉的活动；多媒体教学使所讲的内容形象化、具体化，通俗易懂，易于学，丰理解记忆；教师精心设计有意义的问题，鼓励学生展开想象的翅膀，积极引导，促进学生理解掌握抽象的概念和复杂的机理；准备充分的案例讨论使学生在广度和深度上进行探索、分析和鉴别，学会将基本概念、理论知识和实际应用相联系。
2．4完善教学理念
学科教学知识是一种开放性的教育理念，其可贵之处即在于善于吸收采纳其它教学理念教学方法的长处，优势互补，更有效地提高教学效果。分子生物学是…门试验科学，在教学过程中积极应用实践教学的方式方法，通过特定的实验设计引导学生经常进行实验操作，使学生既能更好地理解掌握理论知识，又能锻炼实践动手能力，从而达到提高学生综合素质的教学目标。
关于动物的科学知识篇3
物理是一门自然基础学科，它与社会生活是紧密联系的。如果在教学中单纯的传授理论知识，容易打压学生的学习积极性，学生不知道学习这些物理知识有何用处。如果从社会问题出发，让学生在鲜活的案例中探寻物理知识，那么，物理课堂氛围活跃了，物理知识也活化了。比如说：从卫星的发射、回收、应用和航天器的飞行中探寻质点的运动知识。从汽车的安全带、枕垫和安全气囊中探寻牛顿运动三定律知识，寻找牛顿运动规律。
从高速行驶中出车祸容易发生伤亡现象探寻功率、动能的有关知识。并用功率、动能的知识来解释这些生活中的现象，提出几点生活中应注意的地方。从社会问题出发，探寻物理知识有助于学生提高学习积极性和兴趣，活跃课堂氛围，使学生更好理解物理知识，在学习物理知识的同时理解物理知识的社会价值及其实用价值，将科学、技术和社会完美结合起来。同时，从社会问题出发，探寻物理知识，改变传统教师为主的课堂教学观念，在教学活动中充分发挥学生的主动性，扩大学生的视野，让学生接触到更多与本专业相关的社会知识，促进学生专业课的学习。
2讲解现代技术，挖掘技术与科学、社会之间的关系
现代科学技术的变革和创新离不开物理知识的支撑，在物理教学中讲解现代科学技术，让学生在了解技术的同时理解其与科学、社会之间的关系。比如说：讲解最新的摩擦焊接技术、机械设备克服摩擦设备的研究，将其回归到物理中的摩擦应用知识，科学运用于社会生产，产生了技术，而技术又创造社会价值。使学生认识到物理中学习的摩擦知识对摩擦技术研究的重要性，动员学生主动进行技术创新，学会将知识运用到社会生产中，实现知识的融会贯通。再比如说：在转速表的研制、改进中探寻刚体转动定理，让学生自己去挖掘转速表中隐含的物理知识，并在技术创新的基础上提出一些合理化建议促进转速表的改进。运用实例进行物理教学，丰富课堂内容，调动学生的学习积极性，提高教学效果。
3客观认识科学和技术产生的社会价值
科学和技术产生了社会价值，促进了人类进步，而这种社会价值并不全部是正面的，科学和技术同时也带来了一定的不良影响。比如说：科学和技术的发展应用于矿产资源的开发中，带来了自然环境破坏问题，带来了环境污染问题。教师应多在课堂上组织类似课题的讨论，提高学生的社会责任感，使学生认识到科学和技术的两面性，使学生关注社会，并参与到社会活动中，树立起可持续发展和科学发展的观念。在物理教学中运用StS教学模式，培养学生的创新精神、探索精神、社会责任感，实现课内与课外的兼修，营造良好的学习氛围，使学生从实际问题入手，探索物理知识，挖掘科学与技术、社会之间的关系，从而不断提高分析问题、解决问题的能力。
4结束语
关于动物的科学知识篇4
【关键词】StS教育高中物理教学渗入实践
【中图分类号】G633.7【文献标识码】a【文章编号】2095-3089（2014）01-0182-02
目前，高中物理课程理念强调物理教学应“加强与学生生活、现代社会及科技发展的联系，反映当代科学技术发展的重要成果和新的科学思想，关注物理学的技术应用所带来的社会问题，培养学生的社会参与意识和对社会负责任的态度。”因此，笔者以此为理念尝试高中物理教学渗入StS教育的实践。
1.StS和StS教育概念
StS是指科学、技术、社会，是英文Science、technology、Society的首字母缩写，是一门探究科学、技术和社会之间相互关系规律及其应用的新兴学科。StS具有横跨多学科、多领域的特点，突破了学科间的隔阂，强调教育教学的开放性、社会性和现代性。而StS教育从属于StS大领域，是指在日常的教育教学活动中将科学、技术与生活有机的结合起来，让科学知识在生活背景下有效传递给学生，注重学生在学习和生活过程中发现问题、解决问题能力的培养。
然而就高中物理学科而言，学科知识本身就与自然、科学、技术、社会、生活有着紧密的联系，将StS教育与物理学科知识相结合，对于中学物理教学来说是很必要的，让物理学科教学注重与社会需求、科学技术紧密联系也将是物理教学发展的趋势。
2.高中物理教学渗入StS教育的实践
2.1联系生活经验开展教学
我们在平时的教学中不难发现教材中的学科知识本身就有许多联系科学、技术、社会和生活的内容，只要善于分析重组这些易于渗入StS教育的学科知识，并将其转换成学生感兴趣的、有一定生活背景的内容呈现出来，再在教学过程中把相应所要传递的物理学科知识与这些问题结合起来，这不仅能提高和激发学生的学习兴趣，更能培养了学生正确的科学价值观。
只有将课堂所授知识延伸至生活，提供学生探究身边的相关“科学、技术、社会”问题的机会，这些问题包括社会所关注的科学技术热点问题，我们身边的物理问题或现象等，而并不是真正科学定义的物理学难题，或是对物理教育工作者来说的物理学难题，教学中要在引导学生进行研究性学习的过程中适当渗透StS教育。比如，课堂上讲授“平抛运动”知识点时，可以联系越野车飞跃沟壑却不掉进沟里的现象并当场用模型演示平抛运动实验；要涉及“向心力和圆周运动”知识点时，可以联系过山车的运动原理，引导学生思考为什么不会掉下来；涉及“超重和失重”知识点时，将人在电梯中的感受作为讨论点展开，并用实验装置进行演示。总之，通过渗入StS教育，能有效培养学生“生活物理化，物理生活化”的意识，最终达成学生的终身发展。
2.2突破学科间的隔阂
StS教育还善于将物理学科与其他学科结合起来。我们在平时的教学中就需要关注物理学科知识与其他学科之间的联系，积极促成学生站在更高的高度，拥有更宽阔的眼界来发现问题、解决问题，培养学生能够运用多学科知识综合而全面解决问题的能力。
比如，“电磁感应的应用”一课中，我们可以通过设计相关实验来促进学生理解科学与社会、技术之间的联系。课前需准备好一把小提琴琴弓，提前将钢丝绳绷紧并固定在一个铁支架上，然后在底座钢丝绳附近摆上磁铁，并用扬声器连接到钢丝绳的两端备用。在实验课堂上教师将小提琴的琴弓轻轻地从钢丝绳上划过，电路自然由于钢丝绳的振动而切割了磁感线而产生了感应电流，显然接下来只要用手控制钢丝绳振动的长度，由于电流的变化，扬声器将会发出让学生感到新奇的“音乐”，最后再根据小提琴的构造将钢丝绳加长弯曲其并以四股排列，加上琴弓，我们的装置变成了名副其实的“电提琴”。此时，科学、技术、人文、艺术得到了有机结合，学生一看就能发现是“电磁感应”这一科学原理在技术上的应用，这种教育教学就能很好的让学生理解科学与技术之间的联系，让物理学科和本来毫不沾边的音乐学科之间架起了沟通的桥梁。
2.3积极开展相关社会实践
鼓励学生积极参与学校或社区组织的相关社会实践活动，参与关注当地环境保护、台风灾害、河道污染、空气污染、海洋污染等问题，在实践过程中发现问题、反思问题，再用所学的物理学科知识尝试解决这些实际问题。这样不仅有利于学生加深对物理科学知识的理解，同时还增强了学生运用知识的灵活性，让科学知识服务于社会生活，是StS教育渗透到高中物理教学的有效手段。
比如，在学习完“交流电”的学科知识后，可以组织学生参与社区环保活动，要求学生调查社区部分居民的用电习惯，去寻找和发现存在问题的用电方式，预计和假设可能会发生的意外事件和造成的后果，并尝试设计解决的方案，再将成果提供给社区居民，宣传安全用电的知识。这样不仅让学生有机会运用所学的物理学科知识与技能在现实生活中，同时又巩固了知识并能增强学生的社会责任感。
3.结语
其实，“物理”就在我们身边，作为教师，我们必须把物理教学和生活紧密结合，使学生能把所学的学科知识与生活、生产、科技联系起来，做到学以致用。总之，将StS教育渗入高中物理教学中去已经成为一种趋势，因此，一线的高中物理教师应当重视StS教育给物理教学带来的教育契机，通过反思和实践积极加强StS教育的渗透，积极促进中学物理教育的发展。
参考文献：
[1]赵学漱.StS教育的理论和实践[m].杭州：浙江教育出版社，2002
[2]雷剑.StS教育在高中物理教学中的应用[J].湖南农机，2010，第37卷第4期（206）
[3]张涌.高中物理教学中的StS教育[J].物理教学，2004，（11）
关于动物的科学知识篇5
1提高生物学科阅读素养，促进学生自主学习
绝大多数教师都非常重视学生的自主学习过程。然而，在实际教学工作中，往往由于学生缺乏良好的生物学科阅读素养而难以落实或深入到一定的学科知识本质。而目前在生物教学中往往出现这样的情况，学生在课堂上很少自己去认真仔细地阅读生物知识，即使阅读也只是浮光掠影式进行的阅读；或是阅读生物学科教材和阅读小说、故事一样跳读和浏览性阅读；或是直奔主题式的阅读。相当一部分学生在阅读时喜欢带着问题直接找答案。教师在教学中往往也不重视阅读，没有提高学生生物学科阅读素养的意识，只注重课堂深入浅出的讲解，认为与其在阅读上浪费时间，不如将教材内容“掰开了，揉碎了”讲给学生听，这势必影响到学生自主对教材的思考和理解。这一现象不解决，那么提高学生自主学习能力，变被动学习为主动学习，培养学生可持续发展学习则成为一句空话。
为此，教师必须有计划有步骤地培养学生生物学科阅读素养，指导学生在生物文本的阅读过程中，如何发现问题，深入思考、认真分析，解决问题。培养学生自主学习生物知识前提就是学会阅读生物文本资料，提高生物学科阅读素养。如伴性遗传，学生要完成这部分内容的自主学习，必须要有对这部分内容深入思考的阅读，理解知识的本质，并能应用于实际，解决具体问题。否则只是表面内容的识记不是真正的生物知识的自主学习，也达不到生物学科发展对学生的应有要求。这就要求教师通过各种教学设计提高学生带有生物学科特点和学科思维的阅读素养。
2提高生物学科阅读素养，锻炼学生学科思维
近几年的江苏高考和各地模拟试卷的质量分析表明，构成一些学生感到解题困难的主要因素之一是他们的学科阅读素养的不足，往往导致题干信息不能有效提取，图文信息不能很好地把握和转化，知识不能有效地整合和迁移。按照认知学习的说法，阅读是一种知识的重建过程。生物学科里的符号、公式、方程式、流程图、示意图、表格等内涵丰富，具有一定的抽象性，同样需要相应的学科思维的阅读才能理解、转化新知。因此，带有生物学科特点的阅读是生物学习活动形式之一，是生物学科思维构建的基础。
对于生物学科而言，有效的阅读是建立生物学科知识模型和解决生物学科问题的语言基础。提高生物学科阅读素养有助于学生生物文本阅读技巧与能力的发展，有助于学生生物学科思维的形成与转换，有助于培养学生提取、整理、整合信息的能力，分析、解决问题的能力，从而提高学生的学科思维能力。
例如很多课本生物学知识的内在逻辑关系就能很好得体现生物学科思维，如光合作用探究历程。阅读这些资料的本身就能使学生对如何进行生物科学研究和生物学科思维的过程有了一定的思考。这样的内容的深入研究有利于学生提高生物学科阅读素养，掌握生物学科方法，锻炼学生生物学科思维。
3提高生物学科阅读素养，提高生物课堂效率。
教师在课堂上必须十分重视提高学生生物学科阅读素养，运用多种形式对学生进行阅读技能训练。
对于学生来讲，学习压力使得不能有很多的时间进行学科阅读训练，同时学生的思维惰性也影响学生的学科阅读活动。此时，教师需要在学生阅读前，提出一些指向明确的问题，让学生带着问题去阅读、去思考。学生通过阅读有关资料、去找寻问题的答案，在任务的驱动下，使阅读更有效。
如在教学中教师随教学进程可提出问题让学生阅读一个或几个重点的相关段落。为了使学生对所阅读的重点段落做到字斟句酌，要常变换形式提出问题让学生阅读思考。如阅读减数分裂概念时，可提出这样一些问题：①什么样的生物进行减数分裂？②什么时候发生减数分裂？③减数分裂的结果和有丝分裂有什么不同？④染色体减半发生在在第几次分裂？⑤除数量变化外染色体种类的变化有什么规律？这些问题会使学生产生强烈的好奇心，学习兴趣极浓。教师指导学生阅读教材，使他们带着问题听课，这样就能很容易地突破难点，掌握重点。同时注意前后知识的联系，使学生在旧知识基础上掌握新的知识，既提高了课堂效率，也可促进学生生物学科阅读素养的提高。
4提高生物学科阅读素养，实现生物知识的高效建构
具备一定生物学科特点和学科思维的阅读可以控制和调节学生主体的注意力和信息加工过程，从而提高生物知识的建构效率。
比如在学生生物知识建构中，往往有许多相关或相近的知识点，学生在理解这些内容时较易混淆。教师指导学生在阅读容易混淆的概念时，要运用对比法加以区分，通过提高学生生物知识对比阅读素养，找出异同点，从而掌握概念的实质。如线粒体和叶绿体、原核细胞和真核细胞，有氧呼吸和无氧呼吸，减数分裂和有丝分裂等。通过对比阅读，使学生辨析异同，可培养学生分析比较能力、综合思维能力、归纳概括能力、求异思维能力，有助于学生高效建构知识。
关于动物的科学知识篇6
关键词：物理思维障碍；科学思维；牛顿第一定律
中图分类号：G633.7文献标识码：a文章编号：1003-6148（2018）1-0032-4
物理规律是一类物理现象及物理过程本质的、内在的联系在人们头脑中的反映。物理规律是物理学理论体系中最核心的內容，物理规律的教学是物理教学的核心内容，也是培养学生科学思维的重要途径。
然而，学生在学习物理规律时存在着思维障碍。因此，笔者在物理规律的教学中，针对学生的思维障碍，以知识为载体，发展学生的科学思维，以达成学生主动探寻规律的目的。物理规律的发现过程是一个渐进的过程，因此，教师要引导学生通过符合其认知规律的学习活动沿着科学家发现规律的思维过程，发现并总结规律。如果将物理规律的发现过程比作“藤”，科学思维就是“藤”上结出的“瓜”。物理规律教学中，教师要基于学生物理思维障碍的突破，引导学生沿着探寻物理规律的过程，发展科学思维，力争将科学思维的培养融入物理规律的探寻过程中，实现“顺藤摸瓜”的教学效果，以提高学生的学习能力。
物理思维障碍指的是学生由于物理思维中心点不明确、思维对象不确定、思维方向不正确、思维逻辑不连贯、思维受到无关因素的干扰等原因，导致在认识客观物理事物的本质属性、内部规律以及物理事物间的联系和相互关系时，思维出现偏差或中断，从而造成了物理学习困难。[1]
因此，教师在教学中要基于学生物理思维障碍的突破，创设情境让学生经历发现、探究的过程，运用科学的思维方法思考并自主探寻规律，并将科学思维内化为自己的思维和行为方式，以培养用科学思维探求新知识、研究新问题的习惯和能力。
牛顿第一定律是在机械运动、运动快慢、力的基础上，对运动和力关系的深入思考，是初中建立运动和力关系的基础，是后面学习二力平衡、物体浮沉条件及应用的理论基础，也是高中学习牛顿第一定律、牛顿第二定律的基础。本节内容由“阻力对物体运动的影响”“牛顿第一定律”两部分组成。牛顿第一定律是经典力学的核心内容之一，是力学的基础，是将运动和力联系起来的纽带。能否正确领会这一物理规律，不仅会影响学生对本章的学习，还会影响运动和相互作用物理观念的建立和形成。“阻力对物体运动的影响”是培养科学探究以及质疑与创新、解释与论证等科学思维的知识载体，“牛顿第一定律”是培养科学推理、科学建模的科学思维的知识载体。通过实验、观察、思维建构知识的过程，则是培养尊重事实、敢于质疑、勇于创新、探索自然、理论联系实际、辩证唯物主义的科学态度与责任的良好载体。
1学习“牛顿第一定律”的物理思维障碍
为了了解学生学习本节内容时的知识经验和认知水平，笔者设计前测题，对117名学生进行前测。解答前测题时需要学生自己构建模型。通过对前测结果的统计和分析，可以看出：
知识、经验与技能方面：73%的学生认为物体运动需要力来维持，原因是学生缺乏对现象的观察，混淆了运动和运动状态的变化，对力能改变物体的运动状态的认识停留在识记层面；35%的学生知道如何控制从斜面上自由滑下的小车在水平面运动的初速度大小。
思维、方法和能力方面：73%的学生缺乏分阶段研究物理过程的方法；61%的学生缺乏运用证据反驳或说明观点的科学论证能力；84%的学生缺乏将复杂问题简单化，从实际情境中提炼物理概念、物理过程的科学建模能力和意识。
以上问题，究其原因是学生缺乏分阶段研究物理过程的方法，存在逻辑思维障碍。在思考问题时，缺乏目的性、条理性，对于复杂问题，往往不依据现象、数据分析，而是凭感觉去判断，不依据理论按照一定逻辑关系去推理，而是主观臆断。
2突破思维障碍，“顺藤摸瓜”培养科学思维的教学策略
“牛顿第一定律”一节内容隶属于“运动与相互作用”部分，反映了运动和力的关系。教学中必须以促进学生科学思维的发展为目标，考虑学生探寻规律的“思维关键点”，帮助学生突破思维障碍，循序渐进地探寻规律。
笔者针对学生的思维障碍，创设情境，激发学生的认知冲突，通过一连串的问题启发学生思维，围绕学生学习的“思维关键点”，引导学生经历体验、探究、论证、推理、建模过程，纠正错误认知，从有限次实验结果过渡到理想实验规律。教学策略如图1所示：
这一过程，笔者围绕反映教学内容逻辑的知识序这棵“藤”，引领学生摸到了科学思维的“瓜”，“顺藤摸瓜”的学习过程，有效地达成了引领学生在探寻规律的过程中发展科学思维的目的。
3基于科学思维培养的“顺藤摸瓜”的学习活动设计
探寻规律的过程要遵循学生的思维发展规律，以“思维关键点”为依托，创设物理问题情境，突破学生现阶段的认知水平，促进其在实验基础上通过科学推理总结、理解规律。所以，围绕“运动和力的关系—探究阻力对物体运动的影响—牛顿第一定律”的知识序，笔者合理安排课堂教学的时空顺序——教学序，实现引导学生自主探寻规律、发展科学思维和科学探究能力的目标。
3.1【环节1】运动和力的关系
活动一（实验）：在水平桌面上，用手推小车，运动一段路程后松手，小车又运动一段路程，最后停下来。
提问：看到什么现象？想到什么？
引导学生关注并区分物体运动和物体运动状态的变化，引导学生将小车的运动过程分阶段描述，分析其在水平方向的受力情况。
活动二（播放视频）：用力踢足球，踢出去的足球在草地上继续滚动，最后停下来。
提问：看到什么现象？想到什么？
活动三（演示实验）：小车在气垫导轨上的运动。引导学生分析，认识到物体的运动不需要力来维持，力的作用是改变物体的运动状态。介绍亚里士多德的观点和伽利略的观点。
【设计说明】
通过观察实验、事例分析等活动，结合分阶段研究物理过程的方法，引发学生的认知冲突，激活学生思维，有效突破了学生混淆运动与运动状态变化的思维障碍点，纠正了“物体受力才运动”和“物体运动需要力来维持”的错误前认知，使学生初步认识了运动和力的关系。学习活动中，学生经历从实际情境中提炼物理概念、物理过程的科学建模过程，实现了依托“运动和力的关系”，通过运用证据反驳或说明观点的方式发展科学论证、科学建模、解释的科学思维，感受物理与生活的密切联系，形成了尊重事实和敢于质疑的科学态度。
3.2【环节2】探究阻力对物体运动的影响
（1）引出探究问题
引导学生将问题转换成可探究的科学问题——探究阻力的大小对物体运动速度变化快慢的影响。
（2）引出探究实验装置
提出问题：怎样用斜面、水平长木板设计在运动方向上不受动力的小车？
展示实验装置（如图2所示），每组三个装置的斜面部分完全相同，水平面由粗糙程度不同的木板构成，小车在水平面运动受到的阻力分别为3n、2n、1n。
（3）设计探究实验
引导学生从变量识别、操作变量的角度思考，设计探究实验。学生认识到：
①自变量是小车在水平面受的阻力大小，需要改变、知道大小；
②控制变量是小车在水平面运动的初速度大小，控制其不变的方法引导过程如下：
展示图1所示的装置，问运动的小车在哪个水平面停下来快？学生预测后演示，遮住斜面部分，让相同的小车从斜面不同高度自由滑下（用摄像头拍摄），使小车在摩擦力大的水平面停下。学生推测原因，播放实验拍摄的视频。
演示：将两个图2所示的装置并排放在水平桌面上，两端对齐，让完全相同的小车分别从两个轨道最高点由静止开始同时自由滑下，观察两小车是否一直并排滑动，直到轨道零刻度线处。对调两小车，重复上述实验。
③因变量是小车在水平面运动速度变化的快慢，对其测量转换成小车在水平面运动的时间。
④实验数据记录表格如表1所示。
（4）学生分组实验探究，收集证据
（5）分析论证，交流合作
【设计说明】
引导学生“探究阻力对物体运动的影响”时，通过“引出探究问题—转化科学探究问题—引出探究实验装置—引导设计实验—进行实验收集证据—分析论证”等一系列循序渐进的学习活动，保证了科学探究活动的高效、有序开展。科学探究过程，促进了学生科学论证、质疑与创新、解释的科学思维的发展，培养了科学探究能力，促进了学生不断探索、合作交流的科学态度与责任的形成。
3.3【环节3】牛顿第一定律
（1）从有限次实验结果过渡到理想实验规律
如果做第4次实验，让小车在水平面受的阻力更怎样？小车运动时间比第3次怎样？小车速度变化快慢比第3次怎样？
如果做第10次、100次、1000次、10000次实验，甚至更多，如果每次让小车在水平面受的阻力比上次更小，小车运动时间会比上次怎样？小车速度变化快慢比上次怎样？
假如小车在完全光滑的水平面上运动，一点阻力都不受，小车在水平面运动时间会怎样？小车速度变化快慢会怎样？小车运动方向会不会改变？小车将会如何运动？
（2）牛顿第一定律
介绍物理学史
①伽利略的观点
介绍伽利略理想实验，引导学生科学推理。明示以实验为基础，结合科学推理得出结论是重要的科学研究方法。
②笛卡尔的观点
如果运动物体不受任何力的作用，不仅速度大小不变，且运动方向也不变，将沿原来的方向运动下去。
③牛顿的补充
静止的物体在没有受到力的作用时，将保持静止状态。
（牛顿第一定律的内容）
解读牛顿第一定律：
教师引导学生从如下层面思考，并解答相关问题：
①对牛顿第一定律内容的分析：研究对象、條件、观点。②能否用实验验证？③总结运动和力的关系：物体不受力时，运动状态会不会改变？怎样才能改变物体的运动状态？运动物体一定受力吗？维持运动需不需要力？
【设计说明】
在实验条件不允许的条件下，师生共同演绎从假如做第4次实验，到假如做第10000次实验，启发学生思维，让学生顺利从有限次实验结果，通过科学推理过渡到理想实验，促进了科学推理、科学论证、质疑与创新、科学建模、解释的科学思维的发展。
总之，物理规律的教学中，教师要了解学生的已有认知水平和能力水平，基于学生物理思维障碍的突破，结合认知目标和科学思维两个维度安排学习活动，通过提出问题—猜想假设—实验探究—科学推理等论证的过程，达成从物理视角循序渐进地认识客观规律，并在解决问题的过程中提高认识的目的。这个过程中，教师要围绕反映教学内容逻辑的知识序这棵“藤”，引领学生摸到科学思维的“瓜”，通过“顺藤摸瓜”的学习过程，有效发展其科学建模、科学推理、解释与论证、质疑与创新的科学思维。
作者：张羽燕
参考文献：
关于动物的科学知识篇7
关键词生物教师学科知识结构塔形模型
中图分类号G633.91文献标识码B
苏霍姆林斯基说过，教师的知识功底和学科能力越深厚，视野就会越宽广，他就不仅仅只是一名教师，更是一位教育者。笔者在无数次的听课、教学研讨活动和调研中发现，多数中学生物教师对自身的学科知识功底和学科能力持肯定态度，而且发现中学生物教师自身学科知识功底越单薄，对自己缺乏学科知识和学科能力的觉察能力就越低下。这样，教师们对自身学科知识水平的评价与其在生物学课堂教学中的真实表现就出现了一个可观察到的明显差距。因此，“中学生物教师应该具备怎样的学科知识结构？”就成为一个需要迫切解决的问题。本文的目的在于建立中学生物教师学科知识结构模型，阐释中学生物教师学科知识结构特点，帮助中学生物教师准确检测自己的学科知识水平。
1中学生物教师学科知识的“球形结构”
教师的学科知识结构是指教师所具备的学科的各种知识之间的比例关系、关联程度、组合方式以及由此形成的功能整体。显然，教师的学科知识结构因人而异，但从胜任中学生物学教学角度讲，中学生物教师的学科知识结构应有一个基本框架和要求。
赵学漱研究员借助地球的内部结构模型来描绘中学生物教师的学科知识结构，如图1所示：描述“为什么”的知识——即原理性知识，位于最内层，构成模型的内核；描述“什么样”的知识——即定律性知识，位于中间层，构成模型的幔层；描述“是什么”的知识——即事实性知识，位于最外层，构成模型的外壳。这三层组成了一个形如地球内部结构的“球状结构”，形象地反映了生物教师学科知识结构内部的比例关系、关联程度等特征。但是，随着我国课程改革的深入，这种球形结构显然已经不能较好地适应生物新课程的需求。例如关于知识的产生背景、知识之间的联系、知识有什么用以及与工农业生产密切相关的实践性知识和学生的生活性知识等都没有涉及，因此需要建构一个更合理的模型来阐释与当前生物教师的工作任务相适应的中学生物教师的学科知识结构。
2中学生物教师学科知识结构的“塔形模型”及特点
2.1中学生物教师学科知识结构的“塔形模型”
从生物新课程的要求出发，借鉴上述“球形结构”，结合长期的教师培训研究，中学生物教师的学科知识结构可用“塔形模型”（图2）来描述。“塔形模型”包括三层：基底层、核心层和冠状层。
基底层是指生物学的基础知识和生物学的基本实验操作技能以及基本的生物学思维方法，除此之外，该层还必须包括与工农业生产密切相关的实践性知识和与生活常识紧密结合的生活性知识，以保证与学生自身的“最近发展区”紧密联系，避免由于极端理性教学所带来的学习兴趣的丧失和精神世界的萎缩。此层还应包括相关学科（如数学、物理、化学、环境科学、人文科学等）的知识。从以上描述可以看出，基底层反映的是生物教师学科功底的宽度和广度，是教师能胜任常规中学生物学教学任务的基础。
核心层是指生物学科特有的学科视角、思维方法以及学科的核心概念。该层反映的是生物教师对生物学知识之间的内在逻辑、生物学思维方法和学科本质的认识，代表中学生物教师学科知识功底的纵深度，是教师进行高效、优质教学的核心——帮助学生形成生物学科特有的视角和思维方法，帮助学生理解生物学科本质，建构学科的核心概念体系。生物学的核心概念居于学科中心，具有超越课堂之外的持久价值和迁移价值。这对培养学生的创新能力至关重要。因此该层是生物教师学科知识结构的主干部分。
冠状层是指生物学观念和生物学哲学。该层不是具体的生物学知识，而是在生物学的具体事实和生物学概念、原理、规律等学科知识和学科技能基础上加以提升和凝练而形成的思想性认识。该层反映了教师对生物学知识的哲学思考，该层不仅有助于教师讲清楚是什么，更有助于教师站在宽广的视野下阐明为什么，达到求本溯源的效果。
2.2中学生物教师学科知识结构的特点
教师的学科知识结构直接影响到学生的知识结构，进而影响到创新型人才的培养，因此教师应该具有合理的学科知识结构。依据上述模型，笔者认为，生物教师的合理学科知识结构具有如下特点：①知识内容系统、全面：博大与精深相统一，不仅要有扎实的本学科的知识功底，还要广泛涉猎，见多才能识广，才有利于把握知识的内在联系和必然规律，才能拓展思维，富于联想，从不同的角度启迪学生思维。②知识比例协调、均衡：在上述的塔形模型中，各层的配置适当，各要素比例协调。对基底层的知识要精于一点，通于一线，要广泛涉猎。对核心层的知识要达到精准和专深的程度，要及时更新。对冠状层的知识要不断地积累和内化与升华。③知识之间相互关联、可沟通：教师的生物学知识结构存在两种相关，即层次之间的纵向相关和各组成要素之间的横向相关。两者互相沟通、互相渗透、互相支撑，形成了一个相互联系的整体，达到了功能的最优化。④知识结构动态、可调节：生物教师的学科知识结构应具有开放性的特点，教师能够不断更新知识，淘汰过时陈旧的知识，及时吸纳新的知识，以便适应教学的需求，调整和扩展自己的知识结构。⑤知识结构要具有创造性：现代心理学认为，一种合理的知识结构，对于同化原有知识、概念从而形成新的观点和概念是十分有利的。教师合理的学科知识结构不仅能够体现知识之间的联系和规律，而且有助于教师对新生成的问题产生论断的力量，提出引发新问题、获取新知识的科学思维方法。
生物教师学科知识结构的核心是学科特有的学科视角、思维方法以及学科的核心概念。因为它反映的是生物教师对生物学知识之间的内在逻辑、生物学思维方法和学科本质的理解。
理解生物学科、理解学生学习生物学的心理过程和理解生物学教学规律是教师进行高效、优质教学的三大基石。其中理解生物学科是首要。生物学知识多的人不一定能成为好的生物教师，但优秀生物教师一定有好的生物学科功底。因此生物学教师要准确评价个人的学科知识水平，找到差距，建立合理的学科知识结构。这是把课讲得透彻、本质、简明扼要的基础。
参考文献：
关于动物的科学知识篇8
关键词：课程目标；科学素养；教学
中图分类号：G633.7 文献标识码：a 文章编号：1003-6148(2012)2(S)-0031-4
新课程改革已实施十年，基础教育课程建设及其具体的教学，的确出现了许多新景象。当然，在这个过程中也难免存在这样那样的问题。目前，在认真总结反思、深入研究的基础上，新修订的义务教育物理课程标准和教材即将实施。对于广大一线教师来说，深入学习和理解课程标准核心内涵，进一步审视实践行为，依然是十分必要的。
1教学目标立意
教学目标是对教学结果的期望。教学到底应产生怎样的结果，这对整个教学来说是一个方向性的问题。有人认为，传统教学的缺陷是偏于“知识立意”，因而提出“能力立意”的命题。其实，物理课程标准关于目标的定位更为准确，这就是培养与发展学生的科学素养。本文试从现代学习论的角度，谈谈对义务教育物理课程标准核心立意的见解。
1.1教学目标与广义知识
什么是知识?看起来很明确，其实一直是争论不休的。
就传统而言，知识通常被看作是“对事物的本质、联系的反映”。“对事物的本质、联系的反映”这的确是知识，但在现代教育心理学看来，学习所获得的不仅包括“知什么”的陈述性知识，而且包括“知如何”的程序性知识，即不仅包括客观事物的属性与联系反映所得的结果，而且包括知道怎么去操作、行动，即智慧技能、认知策略和动作技能等。显然，现代教育心理学认为知识包括很多领域，认知策略、动作技能和情感态度都是知识范畴。都是学习的产品。为了区别，通常将前者称为“狭义知识”，后者称为“广义知识”。
课程标准对目标的总体描述是“义务教育物理课程旨在提高学生的科学素养，让学生：学习终身发展必需的物理基础知识和方法，养成良好的思维习惯，在分析和解决问题时尝试运用科学知识和科学研究方法；经历科学探究过程，具有初步的科学探究能力，乐于参加与科学技术有关的活动，有运用研究方法的意识；保持探索科学的兴趣与热情，在认识自然的过程中获得成就感，能独立思考，敢于质疑，尊重事实，勇于创新；关心科学技术的发展，具有环境保护和可持续发展的意识，树立正确的科学观，有振兴中华、将科学服务于人类的使命感与责任感。”
显然，这样的目标不仅具有鲜明的广义知识色彩(比狭义知识内涵宽)，同时还包括了科学、技术与社会以及人与社会的关系(比广义知识内涵宽)。可以说，统摄了“科学探究(过程与方法)；科学知识与技能(知什么与知如何)；科学情(态度与价值观)；对科学、技术与生活、社会关系的理解。”这样的立意，实质上是从教育培养高度来考虑学科教学，即是将传统的以传授狭义(学科)知识为主的教学提升到广义知识、科学素养的教育层面。
1.2三维目标的内在联系
“三维目标”是对科学素养的概括性提法，这里主要谈三维目标的相互关系。
教学目标应该理解为学习目标，它所表达的是学习结果。美国教育心理学家加涅认为，学习的结果是导致人的能力和倾向变化，不论中小学生学习何种学科，在广义知识视野中，学习结果可以分为五种类型：一是“知什么”的陈述性知识，包括文字符号的学习，以及由文字符号所表征的概念、规律等事实性知识；二是智慧技能，是指用符号对外办事的能力。属于“知如何”的程序性知识，如运用定律公式解释或解答某个问题，又如运用概念、规则进行逻辑推理等；三是认知策略，即调控学习、记忆和思维等认知过程的能力，如某种学习方法、技巧等；四是动作技能，如制作和实验操作等；五是情感态度(笔者更愿意将其理解为心理学所说的“非智力因素”)，如兴趣、志趣、态度、意志品质与价值判断等方面。
从学习“导致能力变化”看，上述分类的前四项反映了“知识与技能”。技能不但包括学科的技能。例如智慧技能与动作技能就是指与学科相关的知识、思维、方法及其操作技能；而且也包括学习的技能，例如认知策略就属于学习活动的技能。即在学习中学会学习。从学习“导致倾向变化”看，第五项反映的就是“情感态度与价值观”。
无论是知识、技能的掌握。还是情感态度与价值观的形成与发展，一定是在学习过程中渐进建构的，即总是经历一定过程、通过某种方法获得的。过程与方法不同，定然会导致结果的差异。因此，教学目标中不能不考虑实现结果的过程与方法。
三维目标构成了既相对独立又互为结果、互为支持条件的目标体系。为什么这样说呢?三维目标对于学习的意义好似“一身两翼”的飞机。通过学习获得“知识与技能”这永远是最基本的，这如同承担载物功能的机身；而“过程与方法”和“情感态度与价值观”就如同两翼，飞机能否飞起来。能否飞得更高更远、甚至飞得更轻松，两翼是其强有力的保障。从这个意义上说，“过程与方法”和“情感态度与价值观”不但本身是目标要素，而且对于“知识与技能”的获得也是支持条件。所以。确立“过程与方法、情感态度与价值观”的目标地位，不但因为它们是科学素养的重要方面，还意味着学习的支持条件被得到重视。
2教学目标的层次性
提高学生科学素养是总目标，而目标的实现是有过程、分阶段的，因此教学目标具有层次性。教学应遵循“适应与发展”的原则。发展是以适应为前提的。因此，初中物理教学目标必须考虑两个基本面：一是初中生正处在从好奇兴趣走向认识(探究)兴趣、从直觉感知走向理性感知、从形象思维走向抽象思维的显著变化阶段；二是初中物理是物理学的入门课程。
2.1学习内容的安排
初中物理内容正是根据以上两个基本面来考虑的。八年级第一学期以“常见现象”为明显特征，如声现象、热现象(物态变化)、光现象(反射与折射)以及简单运动现象。对应的认知要求，主要是基本观察(生活观察、简单实验观察)和简单探究活动。知识性内容大多是定性的。少数的定量关系也都特别简单或不难接受。从第二学期起，逐步涉及抽象程度相对较高的问题。定量关系的规律有所增加，但在理解与应用难度上给予了明确的限制。总体上说，初中物理是以感知、体验、尝试为基本特征的。
“认知发展理论”特别重视学生的原认知因素，即学习的背景因素。学是在已有知识基础上进行的，尤其是物理学科这类理解性的学习。现代认知心理学家奥苏伯尔甚至这样说“假如让我把全部教育心理学仅仅归结为一条原理的话，那么我将一言以蔽之：影响学习的唯一最重要的因素，就是学习者已经知道了什么。要探明这一点，并据此进行教学。”有人可能会说。既然学生已经知道了，那还需要学习吗?其实，奥苏伯尔所说的“已经知道了什么”是指认知背景。越是低年级，学生的“物理背景”越单薄、且越依赖于生活经验，所以初中物理强调从生活走向物理，从最常见现象和最简单问题入门。同时，初中
物理学习是为高中物理学习创造背景的，因而初中物理内容还呈现出面面俱到的特征，几乎高中、大学的内容它都有，主要就是考虑为后续学习创造尽可能宽的背景。
2.2科学素养的体现
初中物理教学如何体现提高科学素养的要求。同样要考虑到前面所说的两个基本面。应该说，对于初中物理教学目标，没有谁会怀疑基本知识的重要性，也没有谁会否定记忆和做习题的必要性，因而这里要特别强调以下两点：
第一是兴趣。物理学可以说是整个科学大厦的基础。而初中物理又是物理学大厦的门槛，这时最需要的是好奇兴趣与探究热情。于是，初中物理课程将“保持探索科学的兴趣与热情，在认识自然的过程中获得成就感”作为目标要素之一。尽管科学道路是崎岖的，但决不能在人口处就将学生们吓跑。在笔者看来，好的初中物理老师，应该是善于引导学生“理”的。可惜中国人笃信“学海无涯苦作舟”，哪怕是低年级，也很少有人会去冒“玩中学”的风险。其实“玩中学”说的寓学于乐，只要善于引导，是完全可以学得更生动活泼一些的。追求生动活泼，初中物理具有得天独厚的优势，千万不能将本来有趣的教得没有趣。千万不能将“活的物理学教成没有血肉的骷髅”(杨振宁语)。
第二是活动。“玩中学”就是在活动中学，上面主要是说活动的兴趣价值，这里将要说明活动的认识价值。著名发生认识论心理学家皮亚杰认为，儿童的心理结构或认知结构，是在与环境不断适应的动态平衡过程中形成和发展的，他提出：主体与客体相互作用的活动，是认知结构产生的源泉，让儿童获得充分活动的机会，是认知发展极为必要、不可缺少的条件。在他看来，活动是认识产生的源泉，没有活动，认识就成了无源之水：活动也是认识发展的条件，缺少这一条件，认识就不可能得到很好的发展。物理学习的主要活动是实验与探究。从学习角度看，实验与探究的价值包括如下一些方面：
其一，为认知提供支持。比如图1和图2所示的现象观察或感觉体验，可以为认识“压力的作用效果与哪些因素有关”提供感知支持。类似的小活动，不但取材方便、操作简单，而且能为获取认识提供有效的现实背景，因而应该成为初中物理教学的最经常常化活动。
其二，实现目的性结果。比如，用刻度尺测量长度，可以练习刻度尺的使用并获得被测量对象的长度结果。也比如，对影响金属丝电阻大小因素的探究，可以验证相关猜想是否成立，获取有实证的相关结论。
其三，为训练操作技能提供机会。比如仪器、仪表的使用，实验装置的安装，排除简单实验故障等技能。
其四，习得问题解决的方法策略。实验与探究。常常表现为运用一定的知识和方法解决问题。这一层面的学习价值十分丰富，也是提高科学素养的主要方面。比如伏安法测量电阻或测量电功率，在知识上分别是基于，在方法上是将测电阻或功率转化为测量电压与电流。对于探究性实验来说，当有若干因素同时对研究对象发生影响时，需要对哪些因素进行控制、如何控制，这方面的经验与思维积累，对学生未来的社会实践或从事真正意义上的科学探究都具有重要意义。再就是，问题解决的“转化方法”充满了智慧色彩，很值得重视。比如，在探究电流产生的热量与哪些因素有关时，最大的困难是没有测量热量的仪表，在控制相关变量的条件下，转化为观察温度变化或热膨胀程度，这就是智慧。在我看来，并不是聪明的人才能学好物理，而是学好了物理会变得更聪明。好的物理老师，能让学生考出好成绩固然是必须的，但最为重要的是通过教学让学生更聪明，这是对学生终身发展特别有价值的。
3教学行为与目标落实
既然物理教学目标以提高学生科学素养立意，那么教学就应以此为出发点和归宿。现在常常讲教学反思，反思什么?从宏观上说，就是看目标把握是否准确、落实是否全面。在相关培训活动中，笔者曾以“声现象”教学为例与教师们聊过这样的话题，尽管不是很全面，但具有一定的代表性。
3.1问题要点
教师们不妨回顾一下，在声现象教学的前前后后，诸如“声音是由于()产生，的”这类形异实同的简单题，你一共让学生练了多少次?很多教师觉得，实际可做的题目很少，不拿简单题反复炒还能干什么?
还能干什么?笔者向教师们提出：同学们是否都做过“土电话”或“比较材料的隔声性能”这类制作或实验?其回应大多是会心一笑，或窃窃私语：占时间、很麻烦、这些又考不到……。很显然，制作“土电话”和“探究隔声性能”之类的活动，实际上是被视为可有可无的，明显存在“以考定教”倾向。
再一种普遍现象是；不少教师在刚上了一两节课后，就忙着编造一些所谓联系生活、联系科技、拓展提高、培养能力的问题来。但许多问题只是教师的见识或经验，离学生的生活经验、阅历见识太远，弄得学生云里雾里。甚至，不少教师将自己也搞糊涂了，例如“听声音判断西瓜生熟程度，到底凭借的是音调还是音色，还是两者都有?”教材中没有，各种教辅资料中众说纷纭，自己又难于或者不敢干下结论。如此以其昏昏，何以使人昭昭?
当前初中物理教学普遍存在的问题。概括起来大致有三大表现：一是简单重复。二是随意拓展，三是活动缺失。这反映出，教学并不是以目标为导向，而是以应试为导向。应该承认，长期以来的考试命题确实存在一些问题，但随着对课程标准理解的深入，当前正在向着应然的方向改进。
3.2改进思考
仍以声现象的学习为例。如果从科学素养目标的角度来思考教学，就是要在简单重复和随意拓展上做减法，在活动上做加法。
声音涉及的振动和波动现象属于复杂运动，初中学生对振幅、频率以及声音基本特征的认识不可能深入，甚至难以接受。但是，为什么有初中教材将它放在第一章?咱们应当换一个角度来思考本章的学习价值。
事实上，这一章的学习首先是要“好玩”，通过活动体验学物理的乐趣。见识与尝试初步的探究。比如尝试让各种物品发出声音，也比如做个“土电话”玩玩，由此获得满足感和兴奋感。当然，学习不能只停留在“好玩”层次上，要考虑为后续学习创造背景。而这种背景的主要方面就是学会探究。大家是否注意到，声现象之后是热现象或光现象等等，在知识上几乎没有什么联系，而认识问题的途径和方法却是基本相通、可以迁移的。以感知振动为例，振动常常是难以直接观察的。可以通过转化来感知。例如用敲响的音叉接触面颊，这是触觉感知；或接触悬挂的轻小物，轻小物被弹开。或像图3所示那样，接触水面时溅起水花，这些都是视觉感知。再比如“探究材料的隔声性能”，目的主要不在精确地确认谁好谁差。而在于尝试探究，其中不但涉及控制变量的方法，还涉及到寻求衡量隔声性能的指标――在没有直接测量隔声性能仪器的条件下，必需想出简单可行的“土办法”。
总之，物理教学是不是体现了提高学生科学素养?依笔者的简单看法，就是看学生是否在掌握基本知识的同时，增长了思考与解决问题的智慧。
参考文献：
[1]钟启泉等，基础教育课程改革纲要(试行)解读(第1版)，上海：华东师范大学出版社。2001.8.
[2]阎金铎、郭玉英，中学物理新课程教学概论(第1版)，北京：北京范大学出版社，2008，2.
关于动物的科学知识篇9
关键词:Stei知识链;工程创新;知识经济
abstract:Viewedfromthestandpointofpracticalepistemology,thescience,technology,engineeringandindustrycorrelatewitheachotherinactualproductionandlifeandareinassociationwiththeformationandapplicationofknowledge,thusmakingtheknowledgeindifferentbutinterrelatedforms.itimpliesthatthereisanintangibleknowledgechain,namelytheSteiknowledgechaincomposedofscience,technology,engineeringandindustry.withrespecttotheSteichain,theengineeringinnovationplaysakeyroleintheprocessofofferingthe“artificialimplements”resultingfromengineeringknowledgewhichisincorporatedintotheproductivefunctionsinordertoacquirethefirstapplicationofcommercialization.theengineeringinnovationintheknowledgeeconomytimesisoftheoreticalandpracticalimportanceintheperspectiveofSteiknowledgechain.
Keywords:Steiknowledgechain;engineeringinnovation;knowledgeeconomy
在当今知识经济时代,知识创新正在成为创新的核心。工程活动架起了连通科学、技术与产业发展之间的桥梁,是产业革命、经济发展和社会进步的强大杠杆,也成为一个国家综合国力提高的重要现实指标。在我国建设创新型国家的过程中,工程创新已成为创新活动的主战场,是实现新型工业化发展目标的一个关键性环节,事关全面建设小康社会与和谐社会的大局。因此,“工程创新应该成为创新研究的新重点”［1］。目前,对工程创新的研究已受到许多学者关注,并有了诸如工程创新的意义、特点、规律［2］,工程创新与工程人才,工程创新的一般属性［3］,工程范式的创新［4］,工程教育创新［5］等研究成果。作为创新研究的新领域,工程创新研究还需要深入探讨。殷瑞钰院士提出的“四元知识链”概念［6］,为从知识链的角度探讨工程创新提供了新的视野。本文立足于实践的知识论立场,对科学—技术—工程—产业“四元知识链”进行分析,并从“四元知识链”的视角对工程创新进行新的解读。
一、科学—技术—工程—产业的知识链
1.科学、技术、工程、产业四元知识
近代以降在相当长的时间内,人们把科学、技术、工程看做是基于实证主义知识论框架下的认识论范畴,把科学视为认识世界的理性化、系统化的知识,甚至视为认识世界唯一有效的知识,技术和工程只是科学的应用。近年来,国外学者皮特(JosephC.pitt)、莱顿(edwinLayton)、文森蒂(walterVincenti)等对这种认识进行了批判。莱顿和文森蒂都赞同从具有实践导向和深刻反思的工程师的视角来看待工程知识,他们认为:“工程知识和一般的技术知识,组成了一种不同于科学知识普遍性的离散的知识形式”［7］43。皮特也在《工程师知道什么》一文中提出:“科学知识是有理论边界的(theory-bound),而工程知识是任务明确的(task-specific)”,“工程知识被证明要比科学知识更可靠”［8］。国内学者邓波等也对实证主义的知识论立场进行了批判［9］,他们认为,基于实证主义知识论立场下的科学观造成对人的生活世界的遗忘,使得人与世界最原初、最根本的关系表现为主客体二元对立的对象性关系,它是一种认识论的关系而非存在论的关系。这种认识论的关系束缚了人类从生活世界获得知识并应用知识来进行生产和生活实践的能力。要摆脱这种束缚并改变现有的困境,必须改变知识论的立场,即立足于生活实践的知识论立场,依据人与世界的境域化的、存在论的关系,从生活实践来考察科学、技术与工程三种不同知识形态的本质与特征。
笔者赞同从实践的知识论立场对科学、技术、工程三种知识形态进行区分,但更愿意在此基础上进一步拓展开来。由于国内外学者对科学知识、技术知识、工程知识三者的联系未作具体的论述,并且没有提及产业活动过程中的产业知识这一形态。因此,为了本文的目的,笔者基于实践的知识论立场,对科学、技术、工程、产业四种知识形态的区别与联系进行必要的阐述。
实践是人类有意识、有目的地从事生产、生活的探索性活动,正是这种实践使得人类不断获取认识和改造自然以满足人类生存和发展需要的智慧,也正是这种实践才是人类一切知识产生的源泉和动力。科学知识、技术知识、工程知识、产业知识就是在生产和生活实践中生成的彼此不同而又相互联系的知识形态。
李伯聪教授提出的“三元论”与产业哲学所倡导的“四元论”为科学知识、技术知识、工程知识、产业知识成为独立的知识形态的合法性提供了理论基础,从而确证了四元知识的合法性。科学知识、技术知识、工程知识与产业知识都有其自身的本质与特征。概言之,科学知识是描述性知识,旨在描述和解释世界的存在方式;技术知识是作为行动的程序性和规范性知识,旨在解决实践过程中“做什么”和“怎么做”;工程知识是作为造物行动中的情景化知识,旨在成功实现现实人工物的建造［9］;产业知识是作为生产产品或提供服务的社会化知识,旨在通过生产的产品或提供的服务来获得经济利益。它们都是在生活与生产的实践中不断获得并加以运用的。从生活世界的实践来看,科学、技术、工程、产业四元知识的区别主要体现在如下几个方面。
(1)实践对象与实践目的不同。科学是探求自然和社会的构成、本质及其规律的实践性活动。它直接以自然或社会为对象,其特点是探索与发现。科学的实践目的在于揭示规律,发现真理,以描述性的知识形态解释实践对象的存在及其运行方式。技术是这样的一种实践活动,即发明和创造能控制、应用、改进人工自然以满足人类社会需要的手段和方法。它主要以人工自然为实践对象,其特点是发明与创造。技术的实践目的是解决“做什么”、“怎么做”的问题,以多种技术知识的形式来指导程序性和规范性的行动。工程是人类有目的、有计划、有组织地建造某一特殊人工物(或人工物系统)的实践活动。它以人工自然物为实践对象,其特点是建构与创新,目的在于建造具体的人工物(或人工物系统),在造物过程中要运用到情景化、境域化的知识。产业是人类借助科学、技术以及工程等手段和方法,生产产品和提供各种服务以满足人的生产、生活需要的实践活动。它以自然资源(或人工自然物)为实践对象,其特点是生产与市场,实践目的是生产产品或提供服务,以获取经济利益。
(2)存在形态与功能不同。在存在形态上,科学知识是描述性知识,是明言的,可以文字、数字符号、图形等方式存在并传播与共享;技术知识既包括理论形态也包括经验形态,有些是明言的或可以转化为明言的,也有些只能是默会知识(如技能、诀窍);工程知识是科学知识、技术知识以及相关知识的集成与综合,具有复杂性、难言性、不可复制的特性;产业知识则是由同类的或相似的工程专业体系和相关的工程技术相互组织、复合而成的体系知识,具有排他性(如所谓的“隔行如隔山”)。在功能上,科学知识主要在于解释与预测;技术知识在于发明与申请专利;工程知识服务于具体的“造物”;产业知识服务于生产产品与提供服务。
(3)实践评价原则不同。对科学而言,实践评价主要指其真理性检验,其评价原则是坚持逻辑一致性与实证或伪证原则;技术知识则讲求价值性评价与事实性评价两大原则;工程知识讲求优化原则与多元性评价原则;产业知识则是追求产品的创新性、商业效用性、审美原则等。
(4)应用范围存在差异。科学知识的基本单元是科学概念、科学定理或定律,它具有公共性、共享性特征,任何时候任何国家(地区)的任何人都可以拥有和运用。但它又是有理论边界的,超出其理论边界就可能产生谬误。技术知识的基本单元是技术发明和技术诀窍(know-how),它具有私有的特性,即有专利权,这必然限制了它的使用范围。工程知识作为一种情景化、境域化的知识,就某一具体工程而言,它是唯一的,不具有普适性;但工程知识具有可试错性、可传递性等特征［7］48,往往可以适用于某些其他的具体工程领域。产业知识有共性产业知识与专有产业知识之分,共性产业知识的应用范围较广,而专有产业知识往往是商业机密,不外传。
综上可以看出,科学、技术、工程、产业作为人类认识世界和改造世界的实践活动形式,它们从现实的生产、生活实践中同知识的获得与应用相关联,生成彼此相互区别的知识形态。
2.Stei四元知识链
科学、技术、工程、产业四元知识不仅是相互区别的,而且在实践中是相互联系的,这种实践联系使之形成一条无形的科学—技术—工程—产业(Stei)四元知识链。它们之间的实践联系体现在以下几个方面。
(1)就实践目的或手段看,它们蕴涵于实践之目的—手段之间的转化关系中。马克思主义的实践观认为,实践是认识的源泉、动力和目的。认识活动中获得的知识最终要为实践服务。科学作为一种认识世界的实践活动,获得对世界存在方式的认识(科学知识)是目的;但当它以理论或原理的形式进入技术(工程、产业)活动领域,就转化为手段。同样地,技术活动中的技术发明与创造既是目的,又是手段。通过技术发明获得技术知识是目的,把技术发明的物化成果和技术知识应用于工程(或产业)之中,它就转化为手段。对于工程和产业,我们也可以作类似的分析。
(2)就实践过程来看,它体现于知识在科学、技术、工程以及产业等实践活动之间的输入/输出关系中。这主要强调各种知识形态之间的知识供给(knowledgesupply)或运用以及输出或反馈。具体地说,科学知识通常是技术、工程、产业等活动过程的知识供给者(knowledgesupplier),同时经过技术、工程或产业活动过程之后以某种信息的形式(也可能是新的现实问题)予以输出(反馈)。技术作为工程或产业的“单元”使得技术知识成为工程或产业活动的知识供给者;同时技术知识在工程或产业活动过程中也会有信息(或新问题)输出。工程知识、产业知识等也存在类似的情形。
(3)就实践结果来看,它体现于知识在科学、技术、工程、产业等活动中的凝结(或物化)过程中。科学知识、技术知识、工程知识、产业知识最终都以技术发明的物化(或工程所造之“物”,或产业所生产的产品)形式得以凝结。
因此,正是实践促成了科学、技术、工程、产业四元知识链的形成。这种知识链是科学、技术、工程与产业之间的一条无形链,它强调实践过程而非时间—历史意义上的承接,不是一种简单的线性关系,而是一种非线性的(或网络状的)关系。正如殷瑞钰院士所说:“这是很复杂的知识链,是多层次的知识网络,不同环节和层次之间存在丰富多彩、复杂多变的关系。”［10］要阐述它们之间的非线性(或网络)关系,需要打开作为每一知识单元的“黑箱”来进行分析。这有待对它们进行更深入的研究。
二、Stei知识链中工程知识的地位与作用
工程是建造物质世界从未有过的“物”的活动,就此而言,工程知识在工程建造中的作用只能是作为“造物”的手段而发挥作用的,处于从属地位。
1.工程知识作为科学知识、技术知识的集成体
工程知识和科学知识是两类不同性质的知识,不能把工程知识简单地视为科学知识的应用。thomastredgold(1788—1829)最早把工程视为科学的应用的观点［11］,以及邦格的技术是科学的应用的观点已经受到越来越多学者的批判。如莱顿、文森蒂、皮特［7］44等人从不同的角度对技术和工程是科学的应用的观点进行了批评。李伯聪教授也明确表示,尽管不能否认现代工程活动确实存在着一定的可以解释为“科学的应用”的成分,但决不意味着工程就是科学的应用［12］226。然后,这些国内外学者都从不同的角度说明了工程(知识)和科学(知识)是两类不同性质的活动(知识)。正如皮特反复强调的:“工程知识和科学知识是两类不同性质的知识,不能认为二者中的每一个必须依靠另一个,更没有事实根据说其中一个是另一个的子集。”［8］
就实践来看,工程知识是科学知识、技术知识以及其他相关知识的集成体。工程是一定边界条件下的有计划、有组织的造物活动,其目的是建造一个自然界不存在而又可带来一定经济效益或社会效益的人工物。在工程“造物”过程中伴随着工程知识的生成。工程是技术性要素与非技术性要素的集成体。技术性要素包括技术设备(机械、工具等),技术原理,技术方法等内容;非技术性要素包括资源、资本、人力、社会与环境条件等因素。而技术性要素(如技术原理、技术方法)中必然包含科学知识,如技术原理是科学原理(知识)与目的性的结合［13］;非技术性要素中包含着资本、人力等属于组织、管理等人文社会科学的知识。因此,工程活动中在对各种因素进行实践集成的同时,也包含着科学知识、技术知识以及其他相关知识的集成。由于每一工程都是情景化的、具体的、唯一的,所以工程知识包含科学知识是相对于某一具体工程而言的,它与皮特所强调的并不矛盾。
2.工程知识作为产业知识的“知识因子”
相对于科学和技术来说,工程往往发挥“集成”的作用;而相对于产业和经济来说,工程往往是“基层单元”和“构成单元”。相应地,工程知识往往作为产业知识的“知识因子”发挥作用。产业知识主要包括产业组织、产业结构、产业政策、市场调研与预测、产品研发、产品的标准与测定、营销策略、产品售后服务制度等内容。而工程知识主要包括工程规划知识、工程设计知识、工程管理知识、工程技术知识、工程安全知识、工程运行知识、工程环境知识等内容。同类工程或不同部类的工程的规划、设计、实施、运行和管理等都在不同程度上影响着产业的组织、结构、管理、产业政策和市场,乃至对产品的研发、生产、销售和服务都有着不可忽视的作用。作为产业知识的“知识因子”,工程知识在产业中的作用不容忽视。
三、工程创新的知识链视角
尽管就工程的实践“造物”而言,工程知识只是作为“造物”(实际目的)的手段而发挥作用,但这并不说明工程知识不重要。相反地,工程知识是人类知识宝库中重要的一部分。从知识分类和知识本质上看,工程知识还是“本位性”的知识而不是“派生性”的知识［12］261。在工程创新成为创新的主战场、知识创新成为创新活动的核心的当今时代,从Stei四元知识链的视角探讨工程创新有着重要意义。
1912年熊彼特提出了创新的概念,他认为,“所谓创新就是一种生产函数的转移,或是一种生产要素与生产条件的重新组合,其目的在于获取潜在的超额利润”,并且他将创新概括为五种形式:①生产新的产品;②引进新的生产方式;③开辟新的市场;④开拓并利用新材料或半成品供给来源;⑤采用新的组织方式［14］。后来他又在《资本主义的非稳定性》(instabilityofCapitalism)一文中提出了创新是一个过程的观点［15］。针对熊彼特创新概念的界定,从知识角度看,知识在现代社会越来越成为生产函数的转移中一个重要的参数,如追求高科技含量的产品往往成为创新的一种重要手段,这里的“高科技含量”一定意义上反映着知识的“高”与“新”。尤为重要的是,知识也日益作为一种重要的生产要素与生产条件的组合应用越来越受到知识型企业的青睐。知识已成为一种特质性的生产力［16］。因此,从知识的角度看,创新是凝结于产品中的新知识并入生产函数中得以首次商业化应用的过程。
工程设计是工程实践活动的关键环节,在工程活动中有着重要的地位和作用。莱顿对工程设计的重要性作了重要的评价：“从科学的观点看,设计什么也不是;可是,从工程的观点看,一切都是设计。”［12］238下面以工程设计知识为典型,从四元知识链的视角对工程创新进行分析。
在文森蒂看来,工程设计知识包括基本的设计概念(运行原理和常规构型)，设计标准和规格，理论工具(数学、推理、自然规律)，量化数据(描述性和说明性的知识)，实践因素和设计手段(程序性知识)等。他还发现工程设计过程本身也是一种知识的生成活动,工程知识的应用是作为实际目的的手段而发生的［17］。在这里,我们可以理解为,工程设计过程,既是已有的工程设计知识的应用过程,又是新的工程知识的生成过程。工程知识的生产不是目的,而是手段。
就实践的工程活动而言,创新是工程本身的内在要求,是工程活动的灵魂。工程设计作为其关键环节也必然体现和反映着工程创新。从四元知识链的视角来看,这种体现和反映表现在工程设计知识的生产与应用上。工程知识既是科学知识、技术知识及相关技术的集成体,也是产业知识的“知识因子”。在工程设计中,工程师要在一定边界条件下,设计出具体工程的运行原理与常规构型、标准与规格、有关量化数据,并结合其他实际因素(如文化风格等)最终拿出设计方案,描绘设计图纸。在这一过程中,在同时考虑技术性要素和非技术性要素的情况下,科学知识、技术知识及相关知识进行集成,使得这一过程既包含对已有的工程知识的应用,也包含新的知识的生成。新生成的知识作为产业知识的“知识因子”最终凝结于产品的生产中,从而实现创新。实际上,对每一项工程,无论是理念、规划、设计、实施,还是运行和管理,在每个环节上都会发生或大或小、或局部或全局的创新。从知识的角度看,每一项工程发生的创新总伴随新知识的生成,由于新知识的生成在工程活动中不是目的而是手段,所以它只能被并入到一定的生产条件当中,形成新的生产函数,为建造出合目的性的人工物并通过进入产业活动过程实现其潜在的经济利益服务。每一项工程的完成也预示着工程知识的一次创新,新的工程也酝酿着工程知识的再创新。如此循环往复,不断推动工程创新。因此,从四元知识链来看,工程创新是凝结于工程“人工物”中的工程知识被并入到生产函数中以获得首次商业化应用的过程。
从四元知识链的视角分析工程创新,对知识经济时代现实中的工程创新有着重要的理论意义和实践意义。一方面,它为从知识的生成与应用方面探讨工程创新提供了一个符合时代特征的理论视野;另一方面,在实践中按照工程知识如何在工程活动过程中起作用来实现工程创新,进而探寻一种新的生产力,显然是有重要意义的。
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关于动物的科学知识篇10
关键词:高中物理教学科学素养培养策略
一、对科学素养的理解
科学素养是由文化素养引申而来的,译自英文scientificliteracy,最早是由美国学者赫德(p.D.Hurd)在1958年提出的,表示个人所具备的对科学的基本理解。素养和素质含义接近,但素养与素质相比更强调后天修习涵养的作用,即学习提高的重要性。关于科学素养,人们基于各自的理解,从不同角度对其内涵进行了各种各样的阐述,然而,迄今为止,学者们对科学素养的理解仍然是不统一的。
从本质上说,科学素养是指在先天遗传素质的基础上,经过后天的教育和实践而不断发展起来的,认识自然和应用自然规律解决日常生活和社会发展中实际问题的内在素质结构。
科学素养国外研究:国际上普遍将科学素养概括为三个组成部分,即对于科学知识达到基本的了解程度;对科学的研究过程和方法达到基本的了解程度;对于科学技术对社会和个人所产生的影响达到基本的了解程度。目前各国在测度本国公众科学素养时普遍采用这个标准。
具备基本科学素养:只有在上述三个方面都达到要求者才算具备基本科学素养的公众。
科学素养国内研究:2000年8月,我国新世纪科学课程改革专家组对科学素养的内涵进行了广泛讨论,结合我国的实际情况并且借鉴国际科学教育界关于科学素养的探索成果,提出科学素养架构应该包括如下三个基本维度:科学知识与技能;科学探究过程、方法与能力;科学态度、情感与价值观。这就是我国科学教育界所构建的“科学素养”三维度概念模型。因此,从科学素养的构成侧面来看,它是科学基础知识与基本技能,科学过程、方法与能力,科学态度、情感与价值观三方面基本素质的有机统一。其中,基础知识与基本技能素质、科学过程、方法与能力素质属于科学素养整体结构中的智力因素,而科学态度、情感与价值观素质则属于科学素养整体结构中的非智力素质。
二、在高中物理教学中培养学生科学素养的策略
通过相关的调查研究发现:当代高中生整体上比较关注身边的世界,但对于新技术的发展比较淡漠。这无不令人担忧,没有对新科技的憧憬,我们能培养出科技后备队伍吗?目前,在高中物理教学中对学生科学素养的培养存在一些问题,比如:传统科学教育的弊端在一定范围内阻碍了学生科学素养的培养,重知识、轻能力,过于重视难题、忽视素质培养,严重地阻碍了学生身心的健康发展;科学课程结构的不合理性使学生对科学的理解呈现出分裂性,趋向功利的科学;科学教育环境的单一性,局限了学生获取知识的渠道,有可能导致学生科学兴趣的丧失;相当一部分高中生缺乏完备的科学认知观,割裂科学与人文的融通性,致使对一些科学概念判断不清,伪科学乘虚而入,搅乱学生对科学概念的认知。
针对目前在高中物理教学中对学生进行科学素养的培养中存在的一些弊端,国家对人才的要求,以及学生终身发展的需求,在高中物理教学中培养学生科学素养应采取以下策略。
2.1转变的观念。
在我国,人们习惯用“考分高,学习好”来衡量学生,用能否考上高等院校作为衡定人才的唯一标准。为了培养出少数高分学生,不少教师只注重科学知识的理解和掌握,完全忽视了科学方法、科学态度和科学精神的培养,学生根本不重视实验和实践,人为编造实验数据的现象时有发生。这一切阻碍了学生的全面自由发展。新课程强调:中学教育不是精英教育,而应面向每一个学生,着眼于全体学生的发展。对于选拔少数学习尖子、淘汰大多数普通学生的教育模式,必须给予根本性的改造。要将每个学生都看成有独立人格的个体,发展学生的主体性,理解尊重学生,平等地为每一个学生提供表现、创造和成功的机会。人才是多样化的。自古以来,三百六十行,行行出状元。为了实现科教兴国的伟大战略,提高全民族的素质,就需要实现新世纪物理教育的理念和目标――提高全体学生的科学素养。因此,教师和学生都要转变观念。
2.2.1教师观念的转变。
教师既要面向全体学生,使学生能接受基本的科学素养教育,又要坚持全面的物理科学教育,使学生在科学知识、科学方法、科学态度和科学精神等方面得到全面的教育。高中物理教师要知道物理知识是提高科学素养的基础和载体,教学目标要由以前知识技能一维目标向三维目标的转变。另外,在教学的过程中教师要做学生学习活动的促进者与引导者,关注物理学与技术和社会的关系,而不是纯粹地照本宣科,要重新构建知识结构,要从掌握物理学科专业知识的一元结构,向以学科专业知识为基础,同时具备一般科学文化知识及和学科相关专业知识,具备教育学、心理学、教育评价、教育科研方法等教师专业知识,具备教育哲学、方法论等理论知识的树形知识结构发展。
2.2.2学生观念的转变。
要将学习目标由重知识学习、纯粹为了升学向提高学习能力的转变,学会求知、学会做事、学会共处、学会做人,真正的学习必定是终身的,真正的教育是“授人以渔”,而不是“授人以鱼”。学习的目的是为了学会做事,提高学习能力应当成为学生的学习目标。另外学生的学习状态要由被动接受式向主动探究式的转变,把学习过程之中的发现、探究、研究等认识活动凸显出来,使学习过程更多地成为发现问题、提出问题、分析问题、解决问题的过程,变被动接受式为主动探究式学习。学习不是一种异己的外在的控制力量,而是一种发自内在的精神解放运动。从实践的角度讲,这种学习观的变革意味着要改变学生的学习态度,培养学生的责任感,并使学生养成终生学习的愿望和能力,使提高学生科学素养的目标得以实现。
2.2创设问题情境,激发学习兴趣。
“兴趣是最好的老师。”爱因斯坦这句话包含了丰富的哲理,可见激发学生学习物理知识的兴趣的重要性。多年的教学实践表明,在课堂教学中,教师有意识地创设问题情境,并通过提出一些与教学内容有关、富有启发性的问题,将学生带入情境之中,容易激发其学习动机,培养其学习兴趣。例如在讲人教版必修一参考系时,我先播放动画:路边的大树,奔驰的骏马、飞流而下的瀑布、川流不息的车辆。汽车里面有一名乘客问:“我动了吗?”司机说:“你没动。”而路边的行人说:“你跑得真快。”乘客到底是运动还是静止呢?然后很自然地引入新课内容。又如我在研究人教版必修一加速度的概念时,播放一段视频:飞机起飞、火车出站、运动员起跑、老虎突然去追鹿、汽车刹车等,让学生观察速度是否变化,变化快慢的程度是否相同,然后列表把初末速度对应时间填在表中,让学生回答,然后对比速度的引入进而引入加速度的概念。这些看似非常简单的问题,要解释清楚却有一定的困难。带着疑问学习,学生获取科学知识的兴趣提高了,课堂效率也就提高了。
2.3注重科学探究,培养科学能力。
《物理课程标准》指出:“科学探究既是学生的学习目标,又是重要的教学方式之一,将科学探究列入内容标准,旨在将学习重心从学生被动接受知识向主动获取知识转化,从而培养学生的科学探究能力、实事求是的科学态度和敢于创新的探索精神。”从学生角度看科学探究是一种学习方式,在物理课程的学习中引入科学探究,学生可以充分发挥主观能动性,自主地进行科学探究,在体验探究过程中,学习物理的基本概念、基本规律,掌握基本的探究技能,学会基本的科学方法。从教师角度看,科学探究是一种教学方式,在教学过程中教师不再是课堂的主角,只作指导和启发。因此在探究性教学中,教师要关注学生的探究过程,让学生充分地经历、体验与感悟。例如:在学习《自由落体运动》中,我让学生自己动手去做牛顿管实验,自己设计实验,不抽空气,观察会出现的现象;抽一部分空气,观察现象;抽成真空观察现象。先猜测可能出现的情况,然后实验探究,得出结论,发现规律。这样,在探究过程中学生不仅了解了知识生成的过程和来龙去脉,而且有效地提高了探究能力。
2.4加强物理与生活、技术、社会的联系,树立正确的情感、态度、价值观。
物理学是自然科学的一门基础学科,物理知识对科技的进步、社会的发展有极大的影响。例如:在教《能量守恒定律与能源》这一节课时,我在讲到常规能源及其保护时,从以下几个方面引导学生:首先,引导学生看视频学习了解我国的能源储量与利用情况,让学生记录分析家里常规能源的利用情况,估算出一个县城里能源的利用情况。其次,引导学生思考应该怎样节约能源。然后,引导他们调查社会上工厂里的能源利用情况,哪些地方存在浪费现象?可以采取哪些节约措施?在此基础上,倡议全校师生要节约和保护能源。学生的学习得到了老师和学校的支持,所以对这样的知识很感兴趣,学习的效果也非常好,学生们不仅掌握了物理知识,而且增强了社会责任感和主人翁精神。
2.5将物理学史教育有机地整合到物理课程教学中。
物理新课标是围绕着国家教育方针,以提高国民科学素养为目标而制定的,科学素养最核心部分就是受教育者对待科学的情感态度与价值观。物理学史以人类与物理世界对话的历史为研究对象,融合了与物理学有关的自然科学以及与人类思想、社会历史发展有关的多学科知识,是一门自然科学、人文科学、社会科学、思维科学紧密交叉渗透的综合学科。教师通过介绍成功的科学家遇到困难如何思考、如何探索达到目的,描绘物理学家探索科学的欢乐与痛苦、成功与失败,可使学生精神受到感染,情操得到陶冶,意志得到磨炼,鉴赏力得到提高,正确理解人和自然的关系,正确理解人与社会的关系,并产生热烈的感情,形成对美和善的辨别力和追求热情,从而使学生的心智得到和谐的发展。
2.6评价方式的转变。
我国现行的评价理论、方法和制度,与素质教育的要求存在明显的差距。例如,评价功能过于强调甄别与选拔,评价指标单一,评价主体和方法单一,学生在评价过程中基本处于被动地位,自尊心、自信心得不到很好的保护,主观能动性得不到很好的发挥,这些情况严重地制约了培养学生科学素养这一课程目标的实现。因此,建立体现素质教育理念的发展性教学评价体系,实现评价功能的转化,评价指标的多元化,评价方法的多样化,评价主体的多元化,加强学习过程评价管理,既是全面实施素质教育的客观要求,又是实现提高学生科学素养课程目标的重要保证。
科学素养是一种整体素质结构,我们必须克服传统物理教育中长期存在的只注重基础知识掌握和基本技能训练的“狭隘双基观”,切实树立起全面培养和提升学生科学素养的现代化学素质教育理念。
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