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喻伯军:科学教师要对科学本质有深刻的理解

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     在科学史和科学教育中,对科学本质的认识,是一项非常重要的内容,因为它能影响科学和科学教育的发展。一般认为,科学是反映客观事物本质和运动规律的知识体系,是科学知识、科学方法和科学精神三个方面组成的一个不可分割的有机整体。尽管科学界和教育界对科学本质的表述不尽相同,但基本认识是一致的。

我国初中科学课程标准中,明确提出“初中科学课程是体现科学本质的课程”的观点,并对科学本质做了描述,主要观点是:科学知识是人类对客观世界和自身的系统认识,科学知识的形成是一个不断修正的过程;科学是建立在证据和理性思维基础上的;科学是一个开放的系统,科学知识具有相对稳定性,但不是绝对真理,可验证性是科学知识的重要特征;科学建立在诚信的基础上,崇尚求真务实、坚持真理和创新,也受科学道德和一般社会道德的双重约束。

     美国《国家科学教育标准》提出,科学是格物致知的一种路径,其基本特点是以实证为判别尺度、以逻辑作论辩的武器、以怀疑作审视的出发点。

    韦钰《科学教育的原则和大概念》一书中,有关于科学本身的大概念:科学认为每一种现象都具有一个或多个原因;科学上给出的解释、理论和模型都是在特定的时期内与事实最为吻合的;科学发现的知识可以用于开发技术和产品,为人类服务;科学的应用经常会对伦理、社会、经济和政治产生影响。

其他一些国际组织和科学教育的学者,还有不少论述,不再一一介绍。我国中小学科学课程标准提出,科学教育应努力体现科学的本质。作为科学教师,应该了解科学本质的主要内容并深刻理解,内化为自己稳定的思想。如果科学教师把科学当作永远正确的知识结果,那么教学中也会呈现科学万能的思想观点,造成教学方法上的唯书唯上,其结果对科学教育大为不利。

     教师对科学本质的理解程度,影响着学生的科学价值观形成,也影响着教师的教学水平。曾经有一位科学教师,在教学磁铁的性质时,为学生演示了消磁的实验。教师首先用磁化的螺丝刀去吸引一堆回形针,吸起了3枚回形针,说明螺丝刀带磁性;为了证明敲击可以消磁,教师用螺丝刀在桌边敲击多次后,再去吸引回形针,发现螺丝刀还能吸引1枚回形针,只见教师的手指轻轻一抖,螺丝刀上就没有吸起回形针了,顺利地证明了敲击可以消磁的结论。分析教师的演示过程,我们可以发现:为了求得正确的结果,教师不惜作假以达到目的。这样的结果也许一时取得效果,但是其背后所呈现出的教师对科学本质认识的缺陷,隐藏着巨大的负面影响,导致对证据的不尊重、对所谓正确知识的盲目追求,大大削弱了科学课程的教育价值。

为了帮助一线教师理解科学,在教学中把握科学的本质特征,一些科学家和教育家从四个维度帮助教师去认识科学:科学是一系列的思维方式,科学是一套研究方法,科学是一种知识体系,科学要和技术与社会相互作用。研究表明,科学本质是可以教学的,例如通过探究式学习,可以促进学生对科学的理解,通过把科学史融入教学中,也可以很好地促进学生对科学本质的理解。

    培根说,读史可以明智。阅读科学史和相关的科学哲学、科学学术著作等书籍,有利于教师加深对科学的理解。纵观科学史的发展,检视历史上各位科学家对科学的贡献,从中可以让人体会到科学的本质和社会功用,理解科学技术的双刃剑的意义,为教师进行科学教育提供良好的价值导向。当然,对学生进行科学本质的教学,是通过一个个的教学活动达成的。教师在利用教材设计教学活动的时候,要巧妙地把科学本质的意义融入其中,如证据意识的培养,证实和证伪方法的运用,实事求是态度的培养等,无不体现着科学本质的内涵,也应该体现在每一节课的教学之中。

 

2021年6月10日 19:44
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喻伯军