如何培養學生的科學素養

胡天芳

〔關鍵詞〕 科學素養；問題；猜想；方案；實驗；分析數

據；總結

〔中圖分類號〕 G623.6 〔文獻標識碼〕 C

〔文章編號〕 1004—0463（2012）23—0044—02

科學教育不僅要讓學生學會知識，更要讓學生學會自主學習。這就要求教師精心設計各種情境和有意義的科學探究活動，組織學生積極參與，自主地開展活動，親歷過程，最終達到既掌握知識與技能，又能培養學生情感、態度與價值觀，提高學生科學素養的目標。本文就如何在具體的教學環節中提高學生的科學素養談幾點看法。

一、 提出科學問題

探究式學習有時也被稱為問題導向式學習，問題是科學探究的起點，它包含了探究內容和目標，也是學生探究的興趣所在。教師務必要在教學中創設問題情境，進而引導學生提出值得探究的科學問題。新課程改革十分重視學生問題意識的培養，而且強調課堂教學中教師要給學生留下思考的問題，提倡學生帶著問題走進課堂，又帶著新問題走出課堂。科學問題的提出需要注意以下幾點：

1. 在鼓勵學生質疑提問時，教師要善于抓住學生心理，調動學生的好奇心，引導學生自己發現問題，提出問題，解決問題。例如，講《物體在水中的浮沉現象》這一課時，在學生集體研究了木棒、金屬條、塑料尺在水中的沉浮后，我出示橡皮泥，先讓學生猜測它會不會沉入水底。有人說可能會，但大部分同學認為不會，可是實驗之后他們發現結果并不像他們猜測的那樣，這時就產生了矛盾沖突。這一現象引起了學生的思考，絕大多數學生紛紛舉手發問：為什么同一物體在水中的沉浮卻不同呢？物體在水中的沉浮到底和什么因素有關系？而這個問題正是教材中提出的問題，現在已經轉化為學生自己要求探究的問題。在這種探究欲作用下，學生以高漲的熱情投入到探究活動中。

2. 在講授新知識之前，先讓學生回顧并復習相關的舊知識，從中找準與新知識有關的問題，把學生引進舊知識的“最近發展區”，啟發學生運用舊知識來獲取新知識，實現知識的真正遷移。例如，在上《蠟燭能燃燒多久》一課時，先演示給點燃的蠟燭罩上玻璃杯這一實驗，要求學生認真觀察并提出以下問題：蠟燭點燃后罩上玻璃杯會熄滅的原因。有的學生說是沒有氧氣了，有的則猜測是氧氣不夠了。教師在黑板上寫出這兩種可能，由此引入新課。這種鋪墊式的提問既有利于復習舊知識，又有利于學生順利地進入新知識的學習。

3. 對于重點內容，教師要設計恰當的問題引導學生思考。例如，在《熱起來了》一課中，衣服到底能不能產生熱，怎樣來證明自己的觀點呢？這是本課的重點活動。教師通過“衣服本身到底能不能產生熱，你是怎樣想的”這個問題引導學生進行推理。學生在假設衣服能產生熱是正確的前提下，推理出與事實不相符合的結果，從而證明衣服是不會產生熱的。

二、作出猜想和假設

猜想與假設為收集信息、分析和運用信息提供了一個大致的框架，對解決問題的方案作出了一定的預見性思考，為制訂探究計劃和設計實驗方案奠定了必要的基礎。因而猜想與假設無論是否正確，都具有推動認識發展的作用。盡管所提出的猜想不一定是科學的結論，但對問題成因的猜想仍需要有一定的依據，這依據就是事實或者已有的經驗和知識。因此，為了防止學生隨意、盲目地猜想，鍛煉學生分析問題的能力，教師要引導學生根據已有的科學知識和實踐經驗、問題作出猜想和假設，對科學實驗結果進行預測。例如，在學習《給冷水加熱》一課時，教師可先出示半杯熱水和半杯冷水，再提問把這半杯熱水加入冷水中結果會怎樣。讓學生猜想和假設生活中常見的實際問題，能引導學生深入思考，加深記憶和理解，逐漸培養學生的科學素養。

三、制訂方案

讓學生先根據自己的猜測，調動已有的知識與經驗，設計出具體的研究方案，教師再加以指導，以保證方案的合理性和可操作性。科學探究與偶然發現不一樣，它是一種有意識、有目的、有計劃的活動，要使課堂活動成為真正的科學探究，制訂計劃很重要，也就是督促學生“想好了再做”。

四、開展實驗探究活動

科學課的大部分知識都要求學生動手實驗去發現、理解和運用。實驗是完成科學教學任務非常有效的途徑，也是學生進行探究學習的重要方式。實驗可以激發學生的學習興趣，有效地幫助學生發展智力，提高學生的科學素質。那么，怎樣才能提高學生的實驗素養呢？

規范化操作有利于知識的掌握和能力的培養。實驗時，通過規范的操作和準確的觀察，能使學生獲得最典型、最真實的感性認識，再通過思維活動順利地形成概念，總結規律，使學生的觀察能力、思維能力、實驗操作能力和創造能力得到有效的鍛煉，從而提高學生的科學素養。

規范化操作有助于學生情感、態度與價值觀的培養。規范的實驗操作不僅能使學生學會正確使用實驗儀器的方法，為今后的學習打下基礎，更重要的是能使學生像科學家那樣在科學實驗過程中體驗到學習科學知識的情趣和成功的樂趣，形成尊重事實、嚴謹治學的科學態度和作風。

規范化操作有助于提高教學效率。在實驗過程中，操作的規范化程度往往決定著實驗成功的概率，關系著能否在有限的時間內準確無誤地完成課堂教學任務。如，在《摩擦起電》實驗中，首先要檢查一下玻璃棒、絲綢、橡膠棒以及毛皮是否干燥。若不干燥就要在燈泡或其他熱源附近烤一烤。否則，潮濕的玻璃棒與絲綢、橡膠棒與毛皮摩擦時不會起電或起電很微弱不能吸引紙屑。這樣不僅耽誤時間，而且會引起學生對科學知識的懷疑和對科學知識的理解錯誤，以至影響了教學效率。

規范化操作能保證實驗安全。小學科學課實驗雖然比較簡單，但有些實驗若不規范操作也會出現危險。如用酒精燈給水加熱的實驗、用高錳酸鉀制取氧氣的實驗等。如果從實驗的準備到實驗之后儀器的拆除、存放整個過程中完全按規范的操作規程進行，就能保證安全。

五、整理分析數據，得出結論

學生在觀察實驗等探究活動的基礎上，還要通過查閱文獻、資料獲得更多有價值的數據，再對數據進行篩選、歸類、統計和列表分析等綜合處理，并運用已有知識和經驗作出科學的解釋。教師應充分尊重學生的實驗成果，真正把學生的第一手材料作為分析研究的基礎，讓學生自己分析數據，學習科學的分析統計方法，培養嚴密的邏輯思維能力，在不斷的質疑過程中得出正確結論。這個環節是學生經歷科學探究過程、不斷提高科學素養、體驗成功的主要過程。在整個過程中，讓學生自己體驗科學探究的苦與樂，養成尊重事實、實事求是、不盲目迷信的科學態度，培養學生敢想、敢說、敢做的創新精神和實踐能力。

六、總結和交流

在交流過程中，既要善于表達，也要善于聆聽，并在此過程中豐富自己的探究經驗。表達與交流、思考與總結是學生思維能力的充分體現，要在個體表達充分、集體交流取得共識的前提下，通過生生互動、師生互動，最終得出科學結論。如遇有疑難點可以反復探究、反復驗證。

對于學生而言，交流的過程主要是在課堂上向同學陳述自己或小組的探究結果。探究式學習離不開公開交流，在進行課堂交流時，學生既要簡明闡述自己的觀點也要認真聽取別人對自己的研究證據和解釋的意見。這就需要教師指導學生在進行科學探究活動的過程中做好記錄，選擇那些能說明問題和結果的描述方式如圖表或示意圖等，向同學表達自己的認識，以培養他們的語言表達能力。同時，還需要教師引導學生批判地接受其他小組的研究成果，以發展他們的批判性思維能力。通過課堂交流，使別的學生有機會就同學的解釋提出質疑，引發新的問題，從而幫助學生將實驗證據、科學知識和他們提出的解釋這三者之間更緊密地聯系起來。

當然，探究式學習的交流不能僅僅局限于學生相互交流，教師還應啟發學生將課外收集的信息及時與別人分享，以養成學生開展合作學習的良好習慣。可見，從提出科學探究問題到建立證據的標準、收集證據、提出解釋、評價解釋，再到就解釋進行相互交流等一系列科學探究的實踐活動，是構成科學教育探究式學習的重要教學過程。

在教學過程中要把培養學生的科學精神作為科學教育的重點。通過培養學生的科學精神塑造他們的人格，提高道德文化修養，同時教會他們學習之法、思維之法、創造之法。通過思考探究、實驗觀察、觀看影視錄像等多種形式引導學生進行一些小發明、小創造，激發學生的創造力，培養其探究精神；教學生掌握一些基本的科研方法，如課題研究、專題討論、現狀調查、文獻查閱等，使學生從小養成科學研究的習慣。另外，科學課還應引導學生自己去探索自然界的規律，讓學生在課堂上經歷發現問題、提出問題、解決問題、初步獲得結論、經歷實踐運用、檢驗，再認真總結的過程，學生在這一過程中不僅獲得了科學知識，最重要的是經歷了科學探究過程，掌握了科學探究的方法，體驗了科學探究的艱辛，從而真正提高自身的科學素養。?? 編輯：張 昀