在新課改理念下,科學教學普遍強調:科學方法的培養、科學態度的培養、科學思維習慣的培養、在理解科學技術之本質的基礎上做出合理決策之能力的培養,以及對于人與自然的關系、可持續發展的概念以及科學(主要是技術)對環境的影響的認識。STS教育的總體目標可以認為是:激發學生對科學、技術和社會的相互關系影響方面的興趣,提高學生的科學素養,幫助學生成為更好的決策者。目前我國的教育正從應試教育向素質教育轉軌,初中科學新教材的編寫充分體現了這個基本思想,其宗旨在于理論聯系實際,拓寬知識面,培養創造能力,激發學習興趣,提高科學素養。科學是一門以實驗為基礎的學科,實驗教學可以激發學生學習科學的興趣,還能幫助學生形成科學概念,獲得科學知識和實驗技能,培養觀察和實驗能力,并且有助于培養實事求是、嚴肅認真的科學態度和學會科學的學習方法,提高學生的科學素養。如何在科學教學中溶入“STS”教育,提高學生的科學素養,我就這個問題談幾點認識。
一、創設和收集STS教學素材,運用科學知識,培養學生解決實際問題的能力眾所周知,一般情況下學生解決實際問題的能力的高低與知識學得是否活、理解得是否深透是成正比的,因此,首先要求學生學好理論知識,接著用實踐活動來檢驗。這里不妨舉幾個例子。
例如,在做電流磁效應實驗時,我故意把導線接在交流電源上,接通電源后,通電導體在導軌上來回擺動,并用實物投影投放到大屏幕上,學生用書本上的知識來解釋的話,通電導體應該向某一方向移動,但實際上通電導體在導軌上來回擺動,學生百思不得其解。當我啟發學生后,學生才意識到,原來使用的不是直流電,而是交流電。學生對直流電和交流電有了更深的認識。
又如,在上電路的狀態一課時,學生對電源短路造成的危害認識不夠,此時可以通過一些圖片來介紹電源短路所造成的危害。同時在教學過程中運用多媒體軟件,用動畫來模擬電源短路時造成的危害。接通電源后,由于電流沒有通過用電器而直接接在電源兩極上,導致起火,造成電源損壞。通過模擬動畫,學生看得非常清楚,對電源短路所帶來的危害有了深刻的認識。為了加深學生對電源短路危害的認識,可以再設計以下實驗:讓學生握住一節新的干電池,感知干電池的溫度,把它接在一個簡單電路中,閉合電路,讓它正常工作;同時再用一根導線直接接在另一只新的干電池的兩極上,過一段時間再讓學生握住這兩只干電池,讓他感知溫度的變化;學生握住后發現,短路后的干電池比較熱,為什么?原來短路時電流較大,產熱較多,容易產生危害。學生對此印象非常深刻,在日后對短路問題的解答,學生做得非常好。
再如,在做平面鏡成像實驗時, 學生分組實驗說明,對平面鏡成像的特點學生比較容易理解,但其實驗探究過程要讓學生感受科學探究的過程與方法。我認為,實驗教學的關鍵是實驗中的許多技巧性問題,以及這些問題如何在學生交流與討論中自主地得到解決。因此實驗教學要讓學生學會選擇合適的器材與實驗方法來解決實際問題。該實驗的背景最好選擇深顏色(可以是黑色),如圖1所示,可以事先設計一半白一半黑的方格紙,物體的選擇可以是兩支一樣的蠟燭,也可以是兩個相同的2號干電池。
二、科學素養是STS教育與科學教育關注的焦點,是兩者的基本目標之一STS教育以科學技術素養為出發點,以更好更有效地理解科學、技術、社會之間的相互關系為目的,而且將科學技術素養作為適應整個社會和文化戰略轉變而采用的一種策略。如何在教學中充分挖掘科學實驗的魅力,拓寬學生的知識面,激發學生興趣,提高學生的科學素養呢?下面我談幾個在實際教學中的例子。
例如,在做光在同一種均勻物質中沿直線傳播這個實驗時,由于點光源在水中沿直線傳播時,學生從側面觀察到的光在同一種均勻物質中沿直線傳播的效果不是很理想,此時可以把水換成膠體,當一束光線透過膠體,從入射光的垂直方向可以觀察到膠體里出現一條光亮的“通路”(如圖2所示)。用膠體做光在同一種均勻物質中沿直線傳播這個實驗非常完美,學生記憶非常深刻。通過對實驗的挖掘,使學生容易理解知識,學習事半功倍。
又如,在學習堿性氧化物與酸性氧化物反應生成鹽和水的知識時,絕大多數學生會書寫“CO2+CaO=CaCO3”這個化學方程式,但事實上這個反應是不會發生的。如何讓學生掌握這個知識點呢?可以設計以下實驗:在幾支試管中放入適量的CaO,再往試管中充滿CO2,再用橡皮塞密封試管(如圖3所示)。放置幾天后,把試管中的固體物質倒入燒杯中,加適量的水,攪拌、靜置,之后倒掉上層清液,再加入稀HCl進行檢測(如圖4所示),觀察是否有氣泡產生。通過實驗學生沒有觀察到有氣泡產生(如圖5所示),說明上述反應沒有發生,由此學生認識到了不是所有的酸性氧化物與堿性氧化物都會反應生成鹽和水。
再如,在學習生長素知識時,學生較難理解“神奇的激素”這一節中的達爾文向光性實驗和溫特實驗,此時可以設計以下小實驗:由幾個學生帶來一些植物的種子,如大豆、水稻等。把這些種子種植在裝有泥土的一次性杯中(滿足萌發條件),并且把它放在教室的窗臺上。過一段時間后,種子發芽、生長(向窗外一側生長),再把它換個方向,發現莖慢慢地轉過一個彎,向窗外生長。學生看到這一現象后,對植物的向光彎曲生長這一知識點有了深刻的體會,進而激發了探究植物激素作用的興趣。
每一次實驗,學生都非常認真、非常投入,聽得津津有味,做得非常起勁,這樣大大地激發了學生的求知欲,學生的科學素養也得到了提升。
三、通過實驗,引導學生觀察、探究自然界中的各種科學現象,從生活走向科學,從科學走向社會自然界中的各種科學現象是比較復雜的,教師可在科學教學中盡可能地聯系各種自然現象,合理安排實驗,突出基本的科學原理。
例如,電能表是生產生活中應用比較廣泛的一種儀表。家庭使用的電能表的表盤上一般都標有2500R/kwh。如何用秒表和電能表測白熾燈、電熨斗等用電器的功率?在家里關閉其他所有的用電器,只讓某一盞白熾燈正常工作,同時開始計時,十分鐘后,計下電能表轉盤轉過的圈數,換算出在十分鐘內做了多少功,功除以時間算出功率。通過這一實驗,學生測出了用電器的消耗功率,加深了對電功、電功率的理解,而且培養了探究能力和操作能力,為以后深入學習和參加社會實踐打下了堅實的基礎。
又如,在做斜面小車實驗時,當同一輛小車以相同的速度進入水平面后,由于小車在不同材料的水平面上滑行距離不同,學生得出了滑動摩擦力的大小與接觸面的粗糙程度有關。此時不妨再補充一個實驗,在同一個斜面上,讓小車由不同的高度自由滑下,當小車所處的高度越高時,小車在水平面上運動的距離越遠。學生由此得到啟發,如果是小汽車在公路上行駛得越快,停下來的距離越遠,當有突發事情發生時,發生問題的可能性也越大,因而很有必要遵守交通規則,要限速行駛。部分學生把這個結論與家長進行討論,家長也從中意識到要注意交通安全問題,對子女紛紛表示要遵守交通規則,不超速行駛。總的來說,由這個補充實驗收到這樣的效果是事前我沒有想到的。
在科學教學中滲透STS教育是深化科學教學的一個重要途徑,它在提高學生的科學素質、學習科學的興趣、解決實際問題的能力上,都起著非常重要的作用。“授之以魚,不如授之以漁”,在當今信息社會,科學技術突飛猛進,學生只有具備一定的科學素養,尊重科學,關心科學技術的發展,具有嚴謹、實事求是、按客觀規律辦事的科學態度,才能真正為祖國和人民服務。事實表明,學生科學素養的培養,不是一朝一夕就能成功的,而是要求教師對學生進行長期的有意識的培養,特別在實驗教學過程中,要對學生嚴格要求,規范訓練,使學生形成良好的實驗習慣,激發對科學的樂趣。這是使學生養成良好科學素養的一個極好的措施。
參考文獻
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(責任編輯 廖銀燕)