研究潛科學(xué)思想,著眼學(xué)生化學(xué)科學(xué)素養(yǎng)培養(yǎng)

【摘要】本文就何謂潛科學(xué)及潛科學(xué)思想的特點(diǎn)作了具體的闡述以及如何著力培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)等方面作了論述。

【關(guān)鍵詞】新課改;化學(xué);潛科學(xué)思想;科學(xué)素養(yǎng)

在新課程改革中，著眼學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)。即“激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的興趣，學(xué)會(huì)探究與應(yīng)用科學(xué)知識(shí)，掌握科學(xué)研究的科學(xué)方法，培養(yǎng)他們形成科學(xué)的思想等這四大方面的科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)。”而加強(qiáng)對(duì)潛科學(xué)思想的研究，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)有著積極的影響和深遠(yuǎn)的童義。本文就這方面闡述個(gè)人的愚見(jiàn)，望同行不吝指教。

1.何謂潛科學(xué)與潛科學(xué)思想

自然科學(xué)的發(fā)展史告訴我們，任何一種科學(xué)學(xué)說(shuō)的誕生，都必須要經(jīng)過(guò)不斷的探索和實(shí)驗(yàn);任何—種科學(xué)觀念，在其最初的表現(xiàn)形式上，只能是—些閃光的思想、假說(shuō)、想像、猜想、直覺(jué)、頓悟與靈感，正是這種新思想的潛流與舊觀念、舊理論的碰撞、沖突與重組才能產(chǎn)生定向的新思維。可以說(shuō)，潛科學(xué)指的是那些尚處孕育中的、屬于“科學(xué)幼芽”的內(nèi)容，而潛科學(xué)思想則是指科學(xué)結(jié)論與原理產(chǎn)生之前所隱含的科學(xué)思維與科學(xué)方法論的總和。

2.潛科學(xué)思想的五大特點(diǎn)

科學(xué)的作用在于克服意識(shí)形態(tài)對(duì)意識(shí)的支配作用，科學(xué)思想來(lái)自于同它的意識(shí)形態(tài)的“史前史”在“認(rèn)識(shí)論”上的決裂，意識(shí)形態(tài)是“潛科學(xué)”的思維模式，潛科學(xué)思想具有以下五大特點(diǎn):

2.1 探究性

探究性是潛科學(xué)思想的顯著特點(diǎn)。“一些新的思想、新的理論，在開(kāi)始的時(shí)候往往得不到多數(shù)人的承認(rèn)，只能在斗爭(zhēng)中曲折地發(fā)展。”科學(xué)的發(fā)展也往往如此。從古至今，縱觀無(wú)數(shù)科學(xué)家的人生軌跡，他們對(duì)事物保持有極大的好奇心，凡事都有追根究底的精神，勇于探索，樂(lè)此不彼。在新課改教學(xué)中運(yùn)用潛科學(xué)思想，就是要把課本中的有關(guān)元素、定律、理論等的發(fā)現(xiàn)過(guò)程以及科學(xué)家對(duì)其探索的種種曲折歷程展現(xiàn)給學(xué)生，使學(xué)生受到科學(xué)探究方法的熏陶，進(jìn)而形成了良好的科學(xué)素養(yǎng)品質(zhì)。如新課程中的人教版選修(一)中的第7l頁(yè)，就闡述了戴維發(fā)現(xiàn)氯氣的艱辛的探究過(guò)程。又如19世紀(jì)80年代，瑞典青年化學(xué)家阿累尼烏斯提出電離學(xué)說(shuō)的過(guò)程就是一個(gè)典型的例子。1883年，24歲的青年學(xué)者阿累尼烏斯，根據(jù)對(duì)各種電解質(zhì)稀溶液導(dǎo)電性的實(shí)驗(yàn)，在他的博士論文中提出—個(gè)大膽的概念:電解質(zhì)在水溶液中，能自動(dòng)離解成游離的帶電荷的離子。當(dāng)他拜訪(fǎng)瑞典著名的教授克里夫?qū)で笾С謺r(shí)，沒(méi)想到教授認(rèn)為他的觀點(diǎn)純粹是胡說(shuō)八道。教授認(rèn)為電解質(zhì)只有在電流作用下才能發(fā)生電離。甚至連大名鼎鼎的門(mén)捷列夫也認(rèn)為，電離學(xué)說(shuō)是一種奇談怪論。面對(duì)“權(quán)威”的偏見(jiàn)，阿累尼烏斯并沒(méi)有灰心，他堅(jiān)信自己是正確的，此后，在具有崇高威望的科學(xué)家?jiàn)W斯特瓦爾德利范特霍夫的熱情支持下，他們先后發(fā)表論文，以確鑿的實(shí)驗(yàn)事實(shí)，最新的研究成果。向陳舊的觀點(diǎn)公開(kāi)宣戰(zhàn)，終于使電離學(xué)說(shuō)聞名遐邇，實(shí)驗(yàn)證明，象電離學(xué)說(shuō)這樣一種卓有成效的概括性理論，在化學(xué)中是罕見(jiàn)的。甚至當(dāng)初激烈反對(duì)過(guò)電離學(xué)說(shuō)的克里夫教授也認(rèn)為:“這一新的理論是在困難中成長(zhǎng)起來(lái)的……，在化學(xué)與物理學(xué)之間架起了一座新的橋梁。”由于阿累尼烏斯的杰出貢獻(xiàn)，他于1903年榮獲諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。偉大的天文學(xué)家哥白尼說(shuō):“人的天職在勇于探索真理”。

2.2 創(chuàng)新性

創(chuàng)新性是潛科學(xué)思想的一個(gè)最本質(zhì)的特點(diǎn)。創(chuàng)新可以使社會(huì)得到進(jìn)步，有人把21世紀(jì)稱(chēng)為“創(chuàng)新的世紀(jì)”，預(yù)示著未來(lái)國(guó)際間的競(jìng)爭(zhēng)將是國(guó)家、人群間創(chuàng)新能力的競(jìng)爭(zhēng)，未來(lái)的社會(huì)需要的是創(chuàng)新型的人才。創(chuàng)新工作的科學(xué)程序是:對(duì)舊觀念、舊理論的懷疑→新假說(shuō)的提出→新假說(shuō)的證實(shí)和形成→新理論的建立。在新課改教學(xué)中，根據(jù)教學(xué)內(nèi)容滲透這一研究程序，鼓勵(lì)學(xué)生思維敢于打破陳規(guī)。克服思雄的“動(dòng)力原型”，大膽猜想，用新視角、新觀點(diǎn)重新去認(rèn)識(shí)事物，表現(xiàn)出超乎尋常的見(jiàn)解，這對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維是大有稗益的，對(duì)形成科學(xué)素養(yǎng)的創(chuàng)新品質(zhì)，具有非常積極的意義。如18世紀(jì)末到19世紀(jì)初，在化學(xué)界和生物界一直流傳著一種“生命力論”，該理論認(rèn)為:動(dòng)植物有機(jī)體內(nèi)存在著—種生命力，有機(jī)物只能在動(dòng)植物的有機(jī)體內(nèi)產(chǎn)生，而絕不能由物理、化學(xué)方法合成，特別是不能從無(wú)機(jī)物質(zhì)合成有機(jī)物質(zhì)。1824年的一天，24歲的德國(guó)青年化學(xué)家維勒正在做實(shí)驗(yàn)，當(dāng)他把氰酸與氨水混合加熱時(shí)，得到一種白色的結(jié)晶物質(zhì)，經(jīng)過(guò)初步的研究，維勒發(fā)現(xiàn)這種結(jié)構(gòu)具有有機(jī)化合物的性質(zhì)，為了驗(yàn)證新的發(fā)現(xiàn)和檢驗(yàn)白色物質(zhì)是有機(jī)物，維勒進(jìn)行了長(zhǎng)達(dá)四年的艱苦研究，他將白色物質(zhì)與從尿中提煉出的尿素相比較，最后發(fā)現(xiàn)它們是同—種物質(zhì)，1845年，德國(guó)化學(xué)家柯?tīng)柊乩媚咎俊⒘蚧恰⒙葰夂退疄樵希铣闪舜姿徇@個(gè)典型有機(jī)物，隨后，人們又合成了葡萄酸，檸檬酸、琥珀酸、蘋(píng)果酸、酒石酸等一系列有機(jī)酸，從而徹底動(dòng)搖了“生命力論”的基礎(chǔ)，開(kāi)創(chuàng)了有機(jī)合成的道路。

2.3 模糊性

模糊性是潛科學(xué)思想的一個(gè)基本特點(diǎn)。科學(xué)發(fā)展的規(guī)律總是由“潛”到“顯”的過(guò)程，任何一種新的科學(xué)假設(shè)的提出，開(kāi)始階段并不是一目了然，總是朦朧不清的，不易揭示其中的奧秘。在化學(xué)教學(xué)中注意向?qū)W生介紹某些元素、物質(zhì)結(jié)構(gòu)以及有些科學(xué)規(guī)律、原理的探索過(guò)程，可以克服學(xué)生平常生活中由于自發(fā)“內(nèi)化”形成的錯(cuò)誤概念對(duì)形成正確的干擾。如對(duì)于燃燒現(xiàn)象的認(rèn)識(shí)上，1703年，德國(guó)的醫(yī)學(xué)和化學(xué)家斯塔爾提出了“燃素”的概念，他認(rèn)為“燃素”是一切可燃物的根本要素，燃燒過(guò)程就是“燃素”從可燃物中逸出的過(guò)程，人們對(duì)于這一錯(cuò)誤的概念的認(rèn)織，在化學(xué)史上長(zhǎng)達(dá)百年之久，然而，拉瓦錫在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上堅(jiān)持唯物主義觀點(diǎn)。尤其重視定量的研究，對(duì)實(shí)驗(yàn)作出科學(xué)的分析和判斷，終于找到了“燃素說(shuō)”的錯(cuò)誤根源，提出了燃燒的氧化學(xué)說(shuō)，為化學(xué)在拉瓦錫之后的迅速發(fā)展掃除了障礙。

2.4 不尋常性

不尋常性是潛科學(xué)思想的—個(gè)重要特點(diǎn)。不尋常性就是要求思維不落俗套，敢于打破傳統(tǒng)觀念和習(xí)慣思維的束縛，用逾常規(guī)的方法去思考問(wèn)題和認(rèn)識(shí)事物。正是一代代科學(xué)家們的反常規(guī)思考和探索，才有無(wú)數(shù)的科學(xué)奧秘不斷被揭示出來(lái)，從而造就今天科技的進(jìn)步。在新課改教學(xué)中了解這些，可以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造思維，讓學(xué)生從廣闊的背景上來(lái)理解有關(guān)科學(xué)發(fā)明創(chuàng)造的靈感之源，從而形成良好的科學(xué)素養(yǎng)的品質(zhì)。如歐文·米蘭爾有—個(gè)偉大的理想就是實(shí)現(xiàn)人工降雨，使人類(lèi)擺脫靠天吃飯的命運(yùn)，可是當(dāng)時(shí)在人們中流行著一種觀點(diǎn):雨點(diǎn)是以塵埃的微粒為中心，若要下雨，空氣中除有水蒸氣外還必須有法埃的微粒。要想在陰云密布、濕度很大的時(shí)候揚(yáng)起滿(mǎn)天灰塵，談何容易。蘭米爾敢于打破這一舊有觀點(diǎn)的束縛，不斷進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和研究，1946年7月中的一天，驕陽(yáng)當(dāng)空，天氣炎熱異常。忽然不知實(shí)驗(yàn)裝置哪一部分出了故障，電冰箱停止制冷，蘭米爾決定臨時(shí)用干冰降溫，當(dāng)他剛把一塊干冰放進(jìn)電冰箱的冰室里，一幅奇妙的圖景出現(xiàn)了，小冰粒在冰箱內(nèi)飛舞盤(pán)旋，霏霏雪花從上落下，整個(gè)冰箱內(nèi)寒氣逼人，人工云變成了冰和雪。蘭米爾根據(jù)實(shí)驗(yàn)事實(shí)，認(rèn)識(shí)到塵埃對(duì)降雨并不是絕對(duì)必要的，溫度降低也能使水蒸氣變?yōu)橛辍Ｋ粩嗾{(diào)整加入干冰的量和測(cè)試的溫度，發(fā)現(xiàn)只要溫度降到零下400C以下，人工降雨就有成功的可能。蘭米爾精心設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，在云海上空飛行的飛機(jī)上的試驗(yàn)人員將2.7公斤的干冰撒在云海里，30分鐘后，一場(chǎng)大雨灑向人間，第一次人工降雨試驗(yàn)成功了，蘭米爾開(kāi)創(chuàng)了人工降雨的時(shí)代。

2.5 合作性

合作性是潛科學(xué)思想的—個(gè)內(nèi)在特點(diǎn)。許多重大理論的誕生無(wú)不體現(xiàn)科學(xué)家合作精神，因?yàn)榭茖W(xué)的研究、發(fā)現(xiàn)是一種極其艱辛的復(fù)雜勞動(dòng)，有的不是單靠一個(gè)人所能完成，有的也不是單靠一代人所能完成，有的可能需要幾個(gè)人甚至幾代人的共同努力，如每年的諾貝爾獲得者，經(jīng)常是幾個(gè)同時(shí)得獎(jiǎng)，原因就是因?yàn)樗麄児餐瓿赡场I(lǐng)域的重大發(fā)現(xiàn)。能夠傾聽(tīng)別人意見(jiàn)，尊重與欣賞合作人的建設(shè)性看法，在交往中交流問(wèn)題，探索問(wèn)題，這也是潛科學(xué)思想所隱含的重大內(nèi)在特點(diǎn)之一。

3.著眼科學(xué)素養(yǎng)培養(yǎng)

3.l 滲透潛科學(xué)思想，激發(fā)學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，培養(yǎng)良好的科學(xué)興趣

滲透潛科學(xué)思想，能激發(fā)學(xué)生正確的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)和求知欲。實(shí)踐證明，教學(xué)水平高的教師，善于研究學(xué)生的學(xué)，和具有廣闊的知識(shí)面和潛科學(xué)的思想，在教學(xué)中不自覺(jué)地應(yīng)用潛科學(xué)思想和滲透潛科學(xué)思想與教學(xué)中，來(lái)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。學(xué)習(xí)興趣是學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)的重要心理成份，它是推動(dòng)學(xué)生探求知識(shí)的動(dòng)力，它會(huì)使學(xué)生產(chǎn)生學(xué)習(xí)的需要，樂(lè)于學(xué)習(xí)的情緒體驗(yàn)，對(duì)學(xué)習(xí)充滿(mǎn)熱情，就能取得較好的學(xué)習(xí)效果，進(jìn)而可以盡快地形成良好的科學(xué)素養(yǎng)品質(zhì)。如，在講苯分子的結(jié)構(gòu)時(shí)，介紹凱庫(kù)勒研究苯分子結(jié)時(shí)花了大量時(shí)間，并且已測(cè)出苯分子是由6個(gè)碳原子和氫原子組成的，但這些原子以什么方式組合成苯分子的呢?他百思不解。有一天，凱庫(kù)勒一邊苦思冥想，一邊用筆在紙上畫(huà)，畫(huà)著畫(huà)著，他感到頭痛，就擱下筆，把安樂(lè)椅移近壁爐，半躺在安樂(lè)椅上。壁爐旁暖洋洋的，他便朦朦朧朧地睡了。他在夢(mèng)中看見(jiàn)6個(gè)碳原子連接成鏈，就像一條形狀古怪的蛇，當(dāng)凱庫(kù)勒睜開(kāi)眼時(shí)，原來(lái)是南柯一夢(mèng)。由此他受到啟發(fā)，提出了苯分子環(huán)狀結(jié)構(gòu)的理論。凱庫(kù)勒的成功，是他勇于探索，刻苦鉆研的結(jié)果，他既有廣博而精深的化學(xué)知識(shí)，也有對(duì)建筑學(xué)有很深的造詣，因而對(duì)空間結(jié)構(gòu)有很強(qiáng)的想象力，凱庫(kù)勒夢(mèng)中還在工作，夢(mèng)中還在思考。

3.2 利用潛科學(xué)思想培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的科學(xué)素養(yǎng)

潛科學(xué)思想前四大特征實(shí)際是蘊(yùn)含著創(chuàng)新精神，滲透潛科學(xué)思想有利于培養(yǎng)學(xué)生:“當(dāng)仁不讓于師”，學(xué)生不惟書(shū)，不惟師，敢于和善于質(zhì)疑，批判和超越書(shū)本和教師，這是創(chuàng)新內(nèi)在的突破;學(xué)生不惟己，不守舊，敢于和善于打破已有的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)的制約和思維定勢(shì)的束縛，不斷否定自我，更新自我，超越自我，另辟蹊徑，獨(dú)樹(shù)一幟，這是創(chuàng)新素養(yǎng)的內(nèi)在突破。許多在科學(xué)上有所建樹(shù)的專(zhuān)家、學(xué)者都是敢于懷疑排除偏見(jiàn)，不迷信“永恒的真理”，不相信有絕對(duì)的權(quán)威，不滿(mǎn)足現(xiàn)狀，有執(zhí)著的追求，這也是潛科學(xué)思想本質(zhì)所在，因此，在培養(yǎng)學(xué)生對(duì)科學(xué)知識(shí)的探究方面應(yīng)該教育學(xué)生以下幾個(gè)方面:不滿(mǎn)足于現(xiàn)成的答案和說(shuō)明，敢于對(duì)權(quán)威的教材，對(duì)教師提出質(zhì)問(wèn)和懷疑，培養(yǎng)學(xué)生懷疑批判精神，要特別注意克服理性霸權(quán)和教師權(quán)威的消極作用。要給學(xué)生留下發(fā)散思維的空間，留給學(xué)生求異思維余地，讓他們遵守科學(xué)研究的基本思路:發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、打破問(wèn)題、構(gòu)建模塊、重組理論、驗(yàn)證理論。從而形成實(shí)事求是的科學(xué)精神，無(wú)論從解構(gòu)理論到構(gòu)建理論都是科學(xué)素養(yǎng)的創(chuàng)新活動(dòng)體現(xiàn)。

3.3 滲透潛科學(xué)思想，培養(yǎng)合作的科學(xué)素養(yǎng)

從潛科學(xué)思想的第五個(gè)特點(diǎn)可以看出，我們應(yīng)該注意到:在自主學(xué)習(xí)、探究、創(chuàng)新基礎(chǔ)上，應(yīng)學(xué)會(huì)合作，允許競(jìng)爭(zhēng)這也是科學(xué)素養(yǎng)的必要品質(zhì)。培養(yǎng)學(xué)生正確價(jià)值觀與科學(xué)觀，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)中懂得處理競(jìng)爭(zhēng)與合作的關(guān)系，因?yàn)楦?jìng)爭(zhēng)與合作是涉及人與人關(guān)系的一對(duì)基本范疇。而有效合作應(yīng)該做到:開(kāi)展積極互賴(lài)，強(qiáng)化個(gè)人責(zé)任，培養(yǎng)社交能力，學(xué)會(huì)彼此認(rèn)識(shí)和相互信任，學(xué)會(huì)交流與表達(dá)，學(xué)會(huì)彼此接納和支持，學(xué)會(huì)建設(shè)性解決問(wèn)題，學(xué)會(huì)有效的溝通，學(xué)會(huì)共同活動(dòng)，學(xué)會(huì)相互信任與寬容能力等等都是科學(xué)素養(yǎng)所必備素質(zhì)之一。

總之，培養(yǎng)科學(xué)素養(yǎng)中運(yùn)用與滲透潛科學(xué)思想，讓他們對(duì)科學(xué)研究的過(guò)程有基本的了解，及科學(xué)技術(shù)對(duì)個(gè)人和社會(huì)影響有基本的了解，對(duì)科學(xué)術(shù)語(yǔ)和基本概念有基本的了解，形成科學(xué)的價(jià)值觀和實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度，也可以讓學(xué)生盡快形成良好的科學(xué)素養(yǎng)風(fēng)格，讓他們懂得開(kāi)展創(chuàng)新活動(dòng)，懂得科學(xué)創(chuàng)造發(fā)明并不神秘，從而鼓勵(lì)他們勇于探索，敢于質(zhì)疑，學(xué)會(huì)合作，形成正確的科學(xué)價(jià)值觀與科學(xué)人文精神。這也是新課程改革所要達(dá)到的重要目的之一。

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