在實驗中培養學生的科學素養

摘 要：實驗是自然教學中有效的方法，也是實施素質教育，培養創新意識，提高實踐能力的基本要素。啟發學生的思維積極性，幫助學生掌握科學研究的基本過程，訓練學生的思維操作技能和培養學生思維的邏輯性，是培養學生科學素養的幾種重要途徑。

關鍵詞：實驗； 操作技能； 科學素養； 素質教育

中圖分類號：G632 文獻標識碼：A 文章編號：1006-3315（2013）11-073-001

隨著課程改革的進一步深入，我們越來越認識到，自然學科課程改革以培養學生的科學素養為宗旨，積極倡導探究為主的實踐活動，實驗是自然教學中有效的方法，也是實施素質教育，培養創新意識，提高實踐能力的基本要素。所以，實驗對于學生掌握科學方法、培養學生的科學志趣及學科學、用科學的能力，使學生受到科學的自然觀、科學態度的教育，有著十分重要的意義。

科學的思維能力是科學素質的重要方面，而科學素質的培養又是全面實現素質教育的重要內容。本文結合科學實驗關于培養學生的思維能力問題談幾點看法。

一、啟發學生的思維積極性

興趣是思維活性的促發劑，求知的需要是學習動機的基礎。當學生對某個問題發生興趣時，就會圍繞著這個問題積極地思考起來。但是，單純由“實驗”表面的“魅力”所引起的，只是直接的興趣，如果沒有更深層次內涵的吸引，維持不了多久。要想保持學生持久的興趣，就要善于“創造”種種誘因。思維總是在觀察和解決問題的過程中進行的。當一個人產生必須排除困難的需要，或要了解某一問題時，思維就活躍起來。實踐證明，有意識地創設發現問題的情境，是引導學生積極思維的好方法。我們要善于利用實驗中的〔討論與思考〕、〔實驗作業〕等欄目中的問題，以及在輔導實驗的教學中用有啟發性的問題巧妙地引導和調動學生思維的積極性。

二、幫助學生掌握科學研究的基本過程

科學思維方法的首要問題是明確科學研究的基本過程，即解決問題的程序。

例如，〈觀察鼠婦活動〉的實驗設計思路。

首先，通過觀察發現問題。為什么在花盆下、石塊下等處容易找到鼠婦？這些地方有什么特點？其次，提出假設（對發現的問題大膽提出猜測和解釋）。

1.鼠婦的活動可能與光照條件有關。

2.鼠婦的活動還可能和水分，以及其他外界因素有關，等等。

第三步，設計實驗，驗證假說。在這個階段，實驗的目的任務、方法、材料、裝置等等都是根據假設來確定的。所以，實驗的理論依據主要是假設（當然還有賴于學生對有關科學知識的掌握情況）。

1.先檢驗“光照”對鼠婦活動有無影響。

2.為了消除無關變量的干擾，突出自變量，找出自變量和因變量的因果聯系，必須創造一個除“光照”以外其他條件均相同的、只有明暗兩處相通的場所。把一定數量的鼠婦放在其中，觀察鼠婦在明暗兩處的數量分布情況。

第四步，分析、討論實驗結果，推導結論驗證假設的真偽。

通過“鼠婦實驗”，要幫助學生感受和理解科學研究的基本過程：問題→假設→實驗→結論。很多科學實驗幾乎都體現了這條思路。

三、訓練學生的思維操作技能

在生物實驗中要實現對生命現象的本質和規律的認識，就要對實驗中的感性材料進行一系列的思維操作才能實現。

首先，是對要研究的事物進行分析。根據系統論的觀點，任何一個生命體或一種生命現象都是由部分、層次、要素組成的開放的有序整體。對于這樣一個整體，如果囫圇吞棗地研究是無法進行的。只有將其分解，才能一部分一部分地研究，深入其內部，發現其本質。在頭腦中把整體分解為部分而進行逐個研究的過程就是分析。比如，在研究“影響鼠婦活動的外部條件”時，必須先把“外部條件”分析成光、水、化學物等單個因子，然后逐一考查和鼠婦活動的關系。

在頭腦中把生命體的各部分，把生命現象的各個方面和屬性聯合起來，形成對生命體和生命現象整體的認識，這就是綜合。比如在了解了細胞膜、細胞質、細胞器、細胞核等構造之后，再把它們聯合起來，就形成了一個完整的生活的細胞的概念。分析和綜合是相輔相成、緊密聯系的對立統一的關系。它們是思維活動的基礎。

比較，是把生物各部分構造、功能和某些屬性加以對比，并確定它們之間的異同點。這就為進一步認識生命的本質和規律、進行抽象和概括打下基礎。例如，比較各種細胞在形態構造、功能等方面的相同點和不同點，比較各種種子的構造，比較淀粉酶在不同條件下對淀粉的作用情況等等，這些都是比較的過程。

抽象和概括，是找出各種生物體或各種生命現象中共同的本質的屬性，或找出各部分構造之間，功能與構造之間，生物與環境條件之間的因果關系，而拋開次要的、非本質屬性和非因果的偶然聯系。并且，把抽象出來的本質屬性，必然聯系加以綜合形成概念和判斷，達到對生物現象的本質和規律的認識。比如，在研究了植物的各種花之后，舍去顏色，形狀等次要屬性，而抽取出都有“花蕊”及擔負“有性繁殖”功能這兩個最本質的特征，形成花的一般概念，這就是對花的抽象和概括。

分析、綜合、比較、抽象和概括等在同一次思維活動中都是共同參與，緊密結合。

四、培養學生思維的邏輯性

思維的邏輯性主要指能正確運用概念、判斷、推理的形式進行思維和表達思維的結果。在實驗過程中，學生通過觀察獲得大量具體的、形象直觀的感性材料，對這些材料經過思維，抽象和概括出各種生命現象的本質屬性和必然聯系，再以概念、判斷、推理的形式表達出來或貯存起來。

讓學生自己通過“勞動”取得這些概念，讓學生通過實驗、觀察、思考形成這些概念，并且能夠用科學的語言把它們表達出來。堅持讓學生給概念下定義，讓學生推導實驗的結論，實際上是訓練了學生思維的邏輯能力。培養學生的思維能力，要充分開發科學實驗中的有利因素，明確目標，堅持訓練，訓練要得法，教會思維方法，化成能力，注重實效。

總之，培養小學生的科學素養是全面實施素質教育的要求，是時代和民族發展、科學技術對未來人才素質的需要。小學自然課是培養學生科學素養的主陣地，在實驗教學中，我們一定要采取多種有效措施，要積極普及現代科學知識、倡導科學方法、弘揚科學精神，大力提高學生的科學素養。

參考文獻：

[1]《小學教師培訓》

[2]《走向探究的科學課》，浙江教育出版社

[3]《人民教育》，2013-15-16