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新生入校后不分专业,只分文科和理工科二大类。一年后学生根据自己的兴趣爱好选择专业。对于不受学生欢迎和社会欢迎的专业,应给予调整。根据我们多年的教学及与学生的交流发现,有些学生当初选择专业时对专业不了解,学习一段时间后,发现不喜欢所学专业,学校规定又不能换专业,造成对课程学习不感兴趣,产生厌学、逃课等现象;即使有学生不喜欢本专业,并在努力学习,但很难成为优秀人才,毕业后寻找的是与专业不相干的工作,浪费大学大好时光。
2本科生实行导师制
学生选好专业后,学院应及时为每个大学生配备导师。负责对大学生的专业课程的学习和指导工作。导师制由15世纪初英国“新学院”的创办者温切斯特主教威廉威克姆所首创。新生一入校学院就根据其所选专业为他指定一位导师,负责指导他的学习和品行。导师和学生每周必须进行谈话,由导师指定阅读书目,学生汇报读书心得,师生一起进行研讨。在导学时,主要是在学习方法和思维方式方面帮助学生实现从中学到大学的转变,使他们的学习具有更多的自主性、主动性和独立性,并为学生的选课提供建议。同时,导师应关注学生综合素质的提高,对他们的生活、交友、做人、个性健康发展等方面给予关心和指导。通过朝夕相处、言传身教、耳提面命,促进大学生身心的健康成长,真正成为他们的良师益友。学校、学院制定政策,鼓励广大教师,特别是博导、硕导、教授担任大学生导师。每年学院和学校对大学生导师进行评选,对培养出优秀人才者,给予奖励和表彰。
3教学计划的修订
目前大学的教学计划按照课程性质,划分为基础课、专业基础课和专业课三大部分。在总学时没有增加的情况下,专业基础课和专业课的课时越来越少,大多数专业课在30学时左右。造成了学生专业基础不扎实,专业知识没有掌握。为此建议:各专业根据需要,减少基础课时,如《计算机应用基础》课程直接删除,增加专业基础课和专业课,基础专业课在70—80学时左右,专业课在50—60学时左右。由于基础课程的减少,有些是考研的基础课,如《数学》和《英语》,建议学校对有需要的学生开设强化班,帮助其考研。
4建立科学的教师教学质量评价体系
教师教学质量评价主要针对课堂教学和实践教学环节。主要包括:教学态度、教学过程、教学水平和教学效果等四个方面。教师教学质量评价,坚持教学过程与教学结果评价相结合的原则;坚持公开、公平、公正评价的原则;坚持按不同学科分类指导的原则;坚持定量与定性相结合的原则;坚持学生、教学督导和同行以及教学委员会共同评价的原则;坚持激励和引导的原则,促进教师教学水平不断提高。教师教学质量评价主要通过网上教学效果评价、听课、问卷、座谈会和集中评议的方式进行,可分学生评价、教学督导与同行评价、教学委员会评价等三个方面。为此可采取以下措施:
(1)为调动教师主动提高教学效果,学院以学年为单位,可将学院教学业绩津贴总额的20%用于对教学效果优秀教师的奖励。
(2)对教学质量不合格的教师提出整改要求,并继续追踪考察,若连续两学期不合格,则停止教学一学期,限期整改并参加培训。培训结束经学院评价合格后,方可重新承担授课任务,否则调离教学岗位。
(3)教学质量评价结果作为教师工作业绩考核、晋升职务以及优秀教学奖评选的基本依据。
(4)在教师职务评聘中实行教学考核一票否决制。教学质量评价成绩不合格者,不能参加当年一切评优和专业技术职务晋升。
(5)对于教学质量评价优秀的教师,推荐参加学校及省部级的“优秀教学质量奖”评选。
5鼓励开展教学改革和教学法
研究教学有法,但教无定法。一所真正优秀的学校,并不是把某一教学模式做到了极致,而是每位教师都寻找到了适合的教学模式。只要能够有效地帮助学生达成学习目标,即使在同一门课程,允许课堂教学有多种模式。鼓励广大教师积极开展课程教学法研究,大胆探索课堂教学的改革。教学改革有无限可能,学校需要勇敢尝试和科学创新。教学改革的成败与否,既决定着课堂教学效率的高低,更决定着课程改革是否在课堂中能够生根发芽。
6大力开展各类竞赛和大学生创新活动
一、结合生活经验,创设课堂情境
俄国伟大的教育家乌申斯基曾说:“教育不是一门科学,而是一门艺术,是一切艺术中最广泛、最复杂、最崇高和最必要的艺术。”因此,教学不是简单机械地向学生灌输抽象枯燥的书本知识,而是激发他们的学习兴趣,并与学生的实际生活紧密相联,师生之间有效互动的“思维艺术”活动。要想使课堂教学充满艺术灵性,创设一个生动有趣的教学情境是必要的,而且创设良好的课堂教学情景,不仅可以使学生更快进入学习角色,也容易使学生理解和掌握课堂所学的知识技能,更能激发他们自主探究学习的原动力。以学生兴趣为基础和根据学生实际生活经验为依托是创设生动有效课堂教学情境的两个关键点。首先,兴趣是最好的教师,学习是一个主动的过程,当学生有了兴趣才会主动去学习知识,教师在教学之始就应该激发学生好奇心和探索欲;第二,当学生发现自己所学的知识与日常生活息息相关时,学习会变得更为主动,所以根据学生实际生活经验为依托创设教学情境是提高他们学习能力的有效手段之一。如教学《研究透镜》,上课开始时教师可以提问“放大镜为什么能放大,显微镜为什么能看清微小的细菌,望远镜为什么能观察到很远的地方”等一系列与实际生活相关联的问题,这时学生纷纷陷入思考,求知欲增强,便会主动投入到透镜的学习中,达到事半功倍的学习效果。
二、提倡自主探究学习,鼓励积极动手实践
以教师为主导,学生为主体是当前的教育提倡的教学形式,即教师在课堂中扮演指导者角色,把自己的“教”改为学生的“学”,让学生自主探究学习。但在小学科学教学的调查中发现,大多数科学教师的授课仍以灌输式为主,学生被动接受知识,知识的遗忘程度也很大。美国著名心理学家布鲁纳说过:“学习者不应是信息的被动接受者,而应该是知识获取过程中的主动参与者;学习者通过自己练习、探索、发现所获得的知识才是真正有效的②。”在灌输式教学下,学生缺乏学习热情和主动性,很难有效获取知识,教师要把学习的主动权交给学生,从旁辅导,采用“扶一把”的方法③,让学生在教师的帮助下成为科学知识的探究者与发现者,激起他们获取知识的热情及科学探究的信心,这样他们就能更快更准确地掌握知识,且记忆更为牢固。动手实践也是科学教学环节的重中之重。学生在动手操作过程中,不仅可以建立正确的科学概念,提高学习能力,而且可以使思维创造能力得到充分发挥与提升。例如,在《沉与浮》一课中,教师准备了几种不同的材料(石子、塑料泡沫、橡皮泥、回形针、蜡烛等),首先让学生根据生活经验判断这些物品放入水中是上浮还是下沉,再指导学生动手操作,当实验结果与原有预测发生冲突时,学生便会重新对沉与浮概念进行思考,打破原有观念,顺应平衡新的概念,同时也能在实践中摸索出新的学习方法与技能。
三、注重知识拓展,践行“学以致用”的原则
作为一门与小学生实际生活联系紧密的实践学科,小学科学教学内容涉及知识面广、教学内容繁多。小学科学作为整个科学教学的起点和小学科学研究的基础,承担着重大使命。在小学课程设置中,小学科学由于受传统教学理念影响且受应试教育的制约,因而在小学教学中的地位始终不能与小学语文、数学等这些“主科”相比,只能以“副科”身份居于小学教学序列中。小学科学在小学各门学科中的定位与科学这门学科的重要性存在矛盾,短时间内难以改观。另外,制约小学科学教学的另一个因素就是教学条件的制约。随着人们对小学科学教育教学的重视程度不断提高,教育教学的资金投入不断加大,但是小学科学教学需要大量教学实验器材,需要大量资金投入。可是由于现实问题,很多学校的实验器材和设备还很落后,实验器材的更新赶不上教学对器材的要求。这就导致教师在实施教学时总是捉襟见肘,很难保证小学科学实验教学圆满完成。小学科学实验器材投入不足现状已经严重制约小学科学发展,更不利于提高课堂教学效率。导致很多教师在科学教学过程中,对绝大多数知识教授只能停留在理论层面,而作为实验科学这样的教学是不能满足实际需要的。小学科学是一门以实验为基础的自然学科,小学科学的每一个概念的建立、每一个定律的发现,都是建立在实验研究的基础之上的。实验教学在小学科学中占据重要地位,小学科学教学的实施有赖于小学科学实验教学这一基础。实验教学不仅让孩子们亲自看到科学现象、懂得科学知识,更重要的是孩子们通过亲自参与实验研究懂得了知识形成过程、研究方式方法,从而形成了能力,而这种能力的成长更加重要。同时,大量有趣的实验教学也是孩子们对科学感兴趣的重要原因。孩子们对实验教学充满了期待,可是实际教学中孩子们很少接触和进行实验操作,导致孩子们失去学习兴趣和学习热情。小学科学教学需要激发和保持孩子们的学习兴趣,促进孩子们自主探究性学习。可见,实验器材的不足直接制约小学科学课堂教学效率和孩子们的学习状态。
二、如何实现小学科学有效教学
1.建立良好的师生关系,营造良好的课堂氛围。课堂教学氛围作为一种无形的课程教学资源对孩子们的学习起到重要作用。好的课堂氛围具有和谐、融洽的特点,能够为孩子们提供轻松的学习环境,孩子们摆脱了那种在老师威严下学习的压力,无疑会对强化课堂教学效果起到良好促进作用。课堂教学活动依赖于教师和孩子们之间的交流互动,教师和孩子们在课堂上交流合作是否充分直接影响课堂教学实际效果的强弱。要想让孩子们在课堂上主动积极地进行课堂交流必须以良好的师生关系和良好的课堂氛围为前提。这就要求教师平等对待每一个孩子们。改变传统教学中孩子们的被动接受状态。充分尊重每一个孩子们,发挥孩子们的主体作用,调动孩子们的学习积极性,变“要我学”为“我要学”。
1.1培养临床诊疗思维,改善教学效果
我系所采用的多媒体案例教学通过收集典型病例,在教师的引导下,鼓励学生为患者制定眼科检查、诊疗方案,帮助学生培养综合分析问题,解决问题的临床诊疗思维。如我们让屏幕起初展示眼痛患者就诊,随着教师对疾病诊断思路的引导及同学的自主讨论,最终得出眼痛患者初步诊断为青光眼。从而培养学生临床诊疗思维,加深对青光眼的认识。
1.2扩大知识来源
我系通过多媒体案例教学打破了传统课堂教授单一性的知识来源,学生既可以从教师的课堂分析中得到知识来源,也可以通过同学的不同分析视角,分析思路及团队协作中获得知识,还可以通过自主搜集文献资料获得知识。
2多媒体案例的分类
2.1多媒体案例教学根据内容可以分为单项案例和综合案例
单项案例,是根据眼科医疗活动中某个具体环节或某个治疗项目选取或处理案例。如眼科检查的操作步骤。单项案例具备独立性,侧重对个别具体环节或方法的选取。综合案例,是根据眼科医疗活动中某一系列具有相互联系的环节选取或处理的案例。例如患有多系统疾病的眼科就诊病人,进行几个检查及采取几项相应治疗措施的案例。综合案例的内容具有内在联系广,多种知识与方法融为一体,有利于提高学生问题的综合分析,知识的综合运用能力。
2.2多媒体案例教学从其运用上分为操作性和非操作性案例
操作性案例,是根据提供的治疗背景,要求学生独立或分组进行某项检查或某个治疗。旨在帮助学生学会某项技能的案例。非操作性案例,不要学生进行具体操作,而是要求学生对某个眼部疾病有一个系统的认识,理解发病机制及治疗方法的案例。
3多媒体案例选择的原则
3.1紧扣教学大纲,突出眼科特点
我系选择案例时围绕教学大纲要求,知识点进行选择。设计的问题经推理后与相应难点、重点相联系,与教学目标呼应。所选案例突出眼科特色,使学生在掌握眼部疾病特点的基础上,加深对眼部疾病的系统认识。我们将眼科疾病治疗特点直观表现给学生。如眼外伤患者出现视物不清的情况下,同时伴有眼压高,头痛等伴随症状。
3.2真实性、典型性、规范性
强调真实性,一方面案例要符合眼科理论的要求,另一方面,案例应接近实际,准确反应实践活动。我们实施多媒体案例教学时遵循从简单到复杂,由易到难,不同阶段选择不同深度的案例。在理论教学阶段,我们选择具有典型性的案例,使学生能直观掌握疾病特点。在实验操作阶段,学生能通过多媒体案例教学感受治疗情镜,观看规范的具体技术操作步骤,再现书本中叙述的操作步骤,使多媒体案例教学取得实效。
3.3超前性
教育不是要求学生能立即胜任实际专业工作,而是要有一种适应不断变化发展的工作能力,我们在运用多媒体案例时,选择应立足于教学大纲,但不能完全受教学大纲所限,可融入一些随着科技发展,不断出现的检查治疗操作技术,使学生学到的知识处于动态更新的状态,能够通过学习运用最新技术来治疗眼科疾病。这就要求选择的多媒体案例要新。
4多媒体案例的实施
4.1多媒体案例的编写,课件的制作
我系教师按体现真实性、典型性的原则选择真实案例,拍照、录像,将真实案例输入电脑,精心编排制作。首先,我们恰当的使用背景、动画、音效及字幕、旁白注释。其次,我们注意做到不剥夺医学生的思维空间,将案例相关的知识和参考答案链接在最后,既方便学生查询,又不会剥夺学生的思考过程。
4.2引入课件,提出问题
我系教师通过巧妙的运用多媒体展示患者眼部症状、裂隙灯、眼部B超等检查报告,提出问题,激发学生的兴趣,学生围绕案例所展示的眼部疾病,查阅相关资料。
4.3多媒体案例讨论,教师总结
设计主要针对基础教育课程改革背景和教师专业发展的课程内容体系,包括学科教育理论、新课程、学科教育研究三个模块。各模块具体内容如下:学科教育理论模块包括学科教学理论、学科课程理论、学科学习理论;新课程模块包括课程标准解读、新课程典型课例分析———兼谈新课程学科教学设计、新课程专题研究;学科教育研究模块包括教育研究的基本方法、学科教育研究简介、优秀学科教育研究介绍、教育论文写作。这三个模块分别承担着不同的课程功能。
其中,学科教育理论实现在职教师理论素养的提高,学习本学科领域的教学理论、课程理论和学习理论;新课程模块针对基础教育课程改革对教师提出的新要求而设计,旨在使教师领会新课程标准中蕴涵的课改理念,提升相应的学科教学设计能力,“新课程专题研究”环节依据新课程中增设的学科专题开设,帮助教师解决在新增学科内容方面带来的困难;学科教育研究是在职教师普遍感到困难的薄弱环节,也是制约教师专业发展的瓶颈问题,在经过大学阶段的专业学习以及多年教学实践的磨练后,这一环节的具体内容设计对有效教学将起到极大的专业提升和引领作用。
职后高师“学科教学论”的课程内容设置应遵循以下几条原则:贴近时代脉搏,体现新课程要求职后高师“学科教学论”的课程内容设置必须敏感于时代对课程培养目标的要求,也就是要“与时俱进”。在目前基础教育课程改革背景下,就是要关注新课程、反映新课程、体现新课程。关注学习者,突出职后特点任何课程设计如果脱离学习者的具体特点,都很难较好地实现课程内容的适切性。教师学习是成人学习的一种,既有成人学习的一般共性,又有教师学习的专业特性。因此,在课程内容选择、呈现方式、评价以及教与学的方式等诸多方面都应对此特点做出回应。重难攻坚,把握教师专业化发展薄弱环节职后学习作为教师继续教育诸多形式中的一种,必须依据教师专业化发展的特点和规律,针对薄弱环节,设计、选择、实施学科教学论课程,把握教师职业发展进程中的关键要素,在课程内容选择和设计上,为教师的职后学习搭建适宜平台,很好地起到专业提升与引领作用。
在前面的论述中,我们针对职后社会需求的变化和教育对象的发展特征分析,设计了主要针对新课程和教师专业发展的课程内容体系,包括学科教育理论、新课程、学科教育研究共三个模块。在数学学科中,结合学科具体特点,设计各模块的具体内容如下:
模块一。数学教育理论,含三个分支,分支一数学教育基本理论:一般教育理论对数学教育的影响;弗赖登塔尔的数学教育理论;波利亚的解题理论;建构主义的数学教育理论;“目标教学”理论与中国高考;中国的“双基”数学教育。分支二数学课程理论:课程的基本概念;数学课程理论研究概说;古代外国数学课程概况;中国古代数学课程概况与突出成就;欧洲数学课程的发展;中国近现代中学数学课程的演变。分支三数学学习理论:“学习”与“数学学习”概说;基于行为主义的数学学习理论;基于认知主义的数学学习理论;基于人本主义的数学学习理论;基于建构主义的数学学习理论。
高中阶段的数学课程教学内容的深度与难度都在不断加大,这些知识在掌握时对于学生的理解能力与思维能力也提出了更高的要求.针对教学内容的这种特性,要想让知识教学效率更高,首先需要教师对于教学内容能够有准确而深入的把握.在数学教学过程中看到,教师对于教学设计的缺乏完善,乃至部分教师对于教学内容理解上的浅显,这些问题都会直观地反映到课堂教学中,并且会很大程度影响到课堂教学效率.教师对于教学内容要有准确与深入的把握,在教学组织与设计上更加合理,进而高效地展开课堂教学,这是提高课堂教学实效性的根基所在.教师对教学内容要吃透,对课程标准要清楚,并且要能够较好地处理教材中的难点.例如,在讲“点到直线的距离公式”时,许多学生对推导公式的方法不理解,我就先给了一个具体的事例,让学生探究:求原点到直线x+y=2的距离,这个较低的起点大部分学生都能够理解,许多学生都能说出几种不同的方法来解答这个问题,其中有一种就是利用等面积,还有一种是求两垂线交点的坐标.在这些简单的且容易理解的方法的基础上,引导学生找出一般情况下求点到直线的距离的方法.这样的教学过程,教会了学生由具体到一般的研究问题的方法,并且取得了良好的教学效果.要想全面提高课堂教学的实效性,就需要教师能够吃透教材,对于教学内容有十分深入的把握.这样才能够设计出更好的教学过程,从而促使学生对于知识的理解与掌握.
二、教学活动的设计注重实效性
高效的课堂教学中必然会包含许多丰富有趣的教学活动,教学活动的设计也会直接影响到课堂教学效率.因此,教师在教学活动的设计上应当重点突出,并且要能够培养学生的各方面能力与素养.只有注重实效性的教学活动设计,才能够构建更为高效的课堂教学,进而让学生在课堂上有更多收获.教师可以结合教学内容的特点以及具体的教学目标设计能够引发学生独立思考与自主探究的教学活动,对于相关的思考问题在难度与深度的设置上也要更为合理.教师的教学活动设计是否科学、合理,是否符合学生的认知水平,这会直接影响课堂教学的实效性.教师应当不断思考和学习,要有意识地提高自己的教学设计能力,这样才能够构建高效的课堂教学.例如,在讲“三角函数诱导公式的推导”时,有的教师这样设问:(1)你能用三角函数的定义推导出α与α+180°的三角函数的关系吗?(此问起点太低,无法实现学生对于知识的理解与掌握).(2)你能用圆的几何性质推导三角函数的诱导公式吗?(此问起点太高,很多学生都会出现理解上的障碍).类似的不合理的设计还有很多.这样的教学设计,不仅无法有效实现知识教学,还会给学生在知识理解上造成误区.
三、提高学生的探究性
学习能力要想进一步提高课堂教学的实效性,增强对于学生各方面能力与素养的培养也很重要.教师要注重学生对于教学过程的参与,要设计更多开放化的教学活动来活跃学生的思维,鼓励学生独立学习与自主探究.在这个过程中,不仅能够让学生对于相关教学知识点形成更为深刻的体验,也能够深化对于学生各方面能力的培养,并且让学生对于相关教学内容有更加牢固的掌握.教师可以结合相关教学内容来创设学生动手探究的教学设计.例如,在探究“椭圆的定义”时,我组织学生展开如下探究活动.用具:两个图钉、一根长约20cm没有弹性的细绳、一支笔、一块纸板.活动步骤如下:(1)分组(四人一组).(2)将纸板固定在桌面上,把细绳拴在图钉上,再把图钉固定在纸板上.(3)用笔尖把绳子拉紧使笔尖在纸板上慢慢移动,从而画出椭圆的图形,然后提出以下问题:椭圆上的点满足什么样的条件?如果绳长刚好与两个钉子间的距离一样,会出现什么情况?如果绳长比两个钉子间的距离小呢?绳长不变,改变两个图钉间的距离,椭圆的形状有何变化?整个教学过程十分有趣,随着对于这几个问题的探究,学生对于椭圆的定义也慢慢形成了认知.这样的知识获取,才是高效课堂教学应当采取的教学方式.
四、总结
高中新教材中展示了大量的生物科学史的内容,对于学生科学素养的培养是一个非常重要而且可行的途径.其作用主要体现在以下几个方面:第一,激发学生对科学的好奇心,帮助学生深刻理解生物学知识.生物学史的内容展示了科学家所处的时代背景,科学家对生命现象的研究过程,各种观点的碰撞和论争过程,同时也蕴含了许多生物科学的基本概念、基本原理、基本规律等生物科学知识.教学中合理地进行生物学史的教学,不但可以增加生物教学的趣味性,激发学生学习高中生物的兴趣,还有助于学生对生物学知识更好的理解和掌握.第二,体验科学探究的历程,培养学生的科学精神.恩格斯在谈到科学家的科学精神时,曾指出:“怀疑———批判”的头脑是科学家的一个“主要仪器”.在教学中合理地开展生物学史的教学,通过重演和再现知识的发生过程,不仅能使学生了解科学结论的由来,还能使学生体验科学家思维发生发展的轨迹,体验科学知识及其理论体系的演变和完善过程,从而使他们学会用发展的、批判的眼光审视现有的科学知识.第三,有助于训练学生的思维能力,进行科学方法的教育.生物科学史不仅揭示了生物知识的探究历程,更重要的是揭示了科学家在这一过程中的思维的火花、求知的态度、探究的方法,通过让学生体会当时的场景进行探究实验设计和模拟实验,对学生渗透科学方法教育.
二、利用生物科学史渗透科学方法教育的基本途径
科学方法往往寓于具体科学知识的认识过程中,只有把认识过程合理地展现出来,学生才能领会科学方法是如何提出的,从什么角度,用什么方法解决问题,从而掌握科学方法.而在当前中学生物课堂教学过程中,很多教师只是把生物史作为一种知识,附加在生物知识教学内容上,而忽略了生物史的科学探究过程,疏于从思想与方法的历史角度去对学生进行科学方法的教育.因此,在应用生物学史开展科学方法教育的课堂教学组织过程中,我们应从课堂教学的各个环节入手,把握好“科学史”与“科学方法”这两条主要线索,组织“探究性学习”,让学生在“体验生物科学史”的过程中,实现对“科学方法”的教育.下面结合植物生长素的发现教学过程谈谈渗透科学方法教育的基本途径.
1.利用生物科学史创设情境,激发学生科学探究的兴趣
“兴趣是最好的老师”.上课伊始阶段,教师将生物科学史上引发科学家对某一问题研究的生物学现象作为问题情境呈现给学生,一方面能可以激发他们的学习兴趣,创设学习情境,更重要的是让学生切身感受什么是科学发现,怎样提出问题,并在他们脑海中留下深刻印象.教师可以采用幻灯片、讲故事、文字展示或角色扮演等形式,再现生物学现象,然后启发鼓励学生提出问题.在学习“植物生长素的发现”时,教师先展示同学们熟悉的日常生活中植物向光性的图片,再播放达尔文观察植物向光性的动画引发学生思考,提出问题“植物向光性的原因是什么?”“单侧光和尖端在植物的向光性现象中都起了什么样的作用呢?”问题情境的创设使学生很自然地迈出了科学探究的第一步.
2.沿着科学史的发展轨迹,体会科学研究的方法———假说、演绎推理法
在生物科学史中,一般都展示科学家在研究过程中出现的问题和解决的方法,生物学史的学习过程就等于学生沿着科学家的发现思路作了一次思维的探究.针对上面所提的问题,教师引导学生对达尔文的几组实验进行比较分析提出自己关于向光性原因的假设或猜想,并请他们用自己的方式进行表达.然后教师再引入科学史中达尔文的假说,让学生结合当时的达尔文所处的历史背景讨论思考为什么达尔文会有这种假设,再思考自己所做的假设是否合理,这样可以使学生在心理上和情感上更接近科学研究,并能体会达尔文得出结论所采用的具体科学方法———假说法.假说的结论是否正确呢?我们如何来验证?自然地引出詹森和拜尔的实验,从不同角度验证达尔文的假说.然后师生一起分析詹森、拜尔的实验思路、结论:尖端产生的刺激可以透过琼脂片传到下部,弯曲的原因是尖端产生的刺激在下部分布不均匀.提出假说:尖端产生的刺激可能是一种化学物质.该假说是否正确呢?科学家继续探索的步伐前进到了温特的实验:让接触过尖端的琼脂块放在切掉尖端的胚芽鞘上结果胚芽鞘生长或弯曲生长了,从而验证了假说的正确性.生长素的发现,是众多科学家利用多种科学方法共同合作的结晶,通过该过程的学习既让学生理解了实验设计原则与方法,又在这一过程中,体验了科学家的探索精神,在现有手段的基础上对于事物本质不断探索的精神,使学生体会科学家在做出猜想和假设时所用的具体科学方法,从而实现渗透具体科学方法教育的目的.
3.模拟科学史中的实验探究过程,学会科学研究的方法———实验法
生物学是一门以实验为基础的科学,生物学史中科学家的实验都包含着一定科学方法,在科学史的教学中,通过让学生模拟生物学史中典型实验并对设计原理、思路、试验方法和结论进行分析,让学生学会科学家的科学研究方法,渗透科学方法教育.在生长素的发现这一生物学史的教学中,除了需要学生学会达尔文的实验设计方法和做出实验设计分析外,温特的实验也是一个培养学生进行实验科学研究的典例,因此在温特探究实验的教学中,可以结合前面科学家的假说(尖端产生的刺激可能是一种化学物质),先让学生自己设计,然后相互讨论分析所设计实验的可行性,再和温特的实验设计做比较,分析实验的原理、对照的意义、实验设计的注意点,然后根据实验现象得出结论.通过这一实验设计的训练、操作和详尽分析不但加深了学生对这一知识的再认识,也使他们较好地掌握了实验这一科学研究方法.另外,我们还可以通过让学生设计验证植物激素极性运输的实验帮助他们对对照实验这一科学方法进行了较好的巩固.
高中英语教学不应该仅仅是为了高考,教师在课堂教学中要为学生的学习营造良好的氛围,让学生在愉快的课堂环境中学习,激发学生学习英语的兴趣,调动学生的主观能动性,在提高学生学习成绩的同时,提高英语教学质量。
1.创设情境,激发学生的学习兴趣。教师要根据教学内容创设情境,营造和谐融洽、民主平等的教学氛围,从而激发学生的学习兴趣。例如,笔者在教授UnforgettableFilms一课时,利用多媒体课件先放一段相关的视频,在学生看完视频之后,找一位学生把刚才的视频用自己的话表达出来,紧接着再让学生用英语把自己喜欢的Films讲述出来。这样做一方面可以锻炼学生的听力和口语表达能力,让学生学会标准的语音语调;另一方面也能激发学生的学习兴趣,启迪学生的智慧,活跃课堂气氛,为提高英语课堂教学效率奠定良好的基础。
2.讲究授课艺术,培养学生的学习兴趣。课堂教学成功与否,其标准之一是看教师的授课艺术,包括组织教学艺术和讲授语言艺术。教师拥有较高水平的授课艺术,能够激发学生的学习兴趣,活跃课堂气氛。例如,我们制作课件时,尤其是在导入部分,可以用一些时下比较流行的学生看到会引起共鸣的资源,激发学生的求知欲,使他们产生强大的学习动力,从而使他们顽强拼搏,努力学习英语。
二、精彩的导入有利于提高课堂教学效率
导入是一个最基本的课堂教学环节;虽然不用占太多的时间,但对提高课堂教学效率有很大的作用。在课堂教学中,教师要运用良好的导入,激发学生的求知欲,在短时间内使学生集中注意力,让学生全身心投入到对新课题的学习中。
1.设疑导入,调动学生的学习积极性,提高英语课堂教学效率。“疑”是学习的起点,有“疑”才有问、有究,才有所得。例如,在教学thenecklace一课时,笔者设计了以下几个问题:Ihaveanecklace.(showonetothem).Doyouknowhowmuchitcost?HowdidIgetit?学生对笔者提出的问题很感兴趣,很快就进入了积极主动的学习状态,这样就收到了良好的课堂教学效果。
小学教育呼唤高素质的科学教师。我觉得科学教师应该具备这些基本素质:
1.与时俱进的学科知识
《科学》内容异常丰富,物理、化学、地理、生物的基础,看似简单,其实奥妙无穷。科学教师需要不断学习,从书本上学、从生活中学,尽可能提高自身的学科知识水平,更要与时俱进,掌握国内外科学领域最前沿、最新颖的理论。
2.科学规范的操作技能
小学科学是以实验为基础的学科。科学教师需要有扎实而科学规范的实验操作技能。酒精灯、温度计的使用,怎样用玻璃棒搅拌、用秒表记时,看似简单,但足以表现自己的功底。只有教师科学规范地进行实验操作,并加以指导,学生的探究活动才能顺利进行。
3.随机应变的教学机智
科学教师应该是一个智慧型的教师。这种智慧需要渊博的学识,更要随堂的机智。张洪鸣老师教导我们:在学生面前,需要你表现得让学生捉摸不定,你懂的要装作不懂,不懂的又要装懂,是是非非,真真假假,让学生不理解你是真懂还是假懂,把学生探究的欲望激发起来。科学是不断发展的,教师应该在课堂上表现得机智些,如将问题不露声色地还给学生,把时间留给自己,再在恰当的时候,解答问题,哪怕是科学上的未解之谜,也应该把科学家正在研究的情况告知于他们,激励他们好好学习,将来去攻克科学上的一个又一个难题。
4.尽心尽职的“保姆意识”
教师应该从学生的实际出发,尽可能多地为学生服务。我把科学老师称为“垃圾老师”,瓶瓶罐罐是我的宝贝,办公室、家里的“垃圾”我总是看了又看,有时扔了还去捡回来:它还有什么利用价值?科学课上的哪个实验用得上?讲台里、橱柜中各种各样的物品,为我课上的教学机智提供了可能。虽然我说自己是“垃圾老师”,但孩子们却说我是“把垃圾变成宝贝的老师”。
二、科学教师的培养途径
小学科学教师面对的是小学生,除了自身需要基本的素质,教育教学水平和艺术尤为重要,需要掌握宽广的教育教学理论和儿童心理学,掌握丰富的教学方法和技巧。培养小学科学教师,可以从相关的高等师范学校引进人才,也可以由现今正从事其他学科教学的小学教师中择优转型而来。
1.积极引进
虽然高等师范学校没有相应的专业与小学科学匹配,但生物、物理专业的学生有与科学相关的专业知识,小学教育专业的学生学习过“现代科学技术”,对儿童教育学和心理学了解颇多,可以积极引进这些专业毕业的学生成为小学科学教师。在教学实践中,引领他们进一步了解小学生的认知发展规律和认识科学概念的特点,不断积累和生成教学机智,提升引导学生进行科学探究的能力。他们将是以后“独领”的科学教师的生力军。
2.择优转型
要做好充分的课前准备课前的准备工作对于课堂教学水平的发挥有着极为重要的作用。课前准备工作包括对于教学相关文件的准备,课程内容的准备,学生相关情况的准备以及对于突发问题的准备。在上课前首先应当将教学文件准备齐全,如课程计划、教案等等。在课堂中使用教学文件时能够得心应手,能够从容应对。当然对于一堂课而言,最终要的便是对于课程内容的准备。要对该课程的整个内容做完整的设计和规划。要对课程内容有全方位的了解,能够在课堂中将该课程中的知识脉络和知识体系向学生介绍清楚,同时能够将该课程中的知识点以及相关的知识内容深入浅出地向学生进行讲述。使学生能够掌握了解到该次课程的精髓。采用i+1的教学理念,“i”为学生已经掌握的内容,在已经掌握内容的基础之上,适当地延伸拓展,开展新的教学内容。使学生在接受新知识的过程中不会遇到太大的困难,便于其理解和记忆。当然除了要对课程内容本身进行准备外,还有很重要的一部分便是对学生进行准备。所谓对学生进行准备就是对学生有全面的了解。了解学生的特点,能够有针对性地进行教学,从而能够事半功倍。例如,在播音主持课程的教学过程中,在将相关课程准备完毕的情况下,要在课前对学生的基础情况作详细的调查。通过调查学生的基本功掌握情况,在课程中进行有针对性的发音和字音的纠正训练,从而根据每个学生具体的发声误区以及字音错误做特定的练习。
二、提高课堂教学水平
要提高自身的业务水平教师要不断地提高业务水平,不断地探索在本专业领域当中新的发现。教师只有不断加强自己的理论基础,使自己的专业素质不断提高,才能在传递知识的过程中如鱼得水、得心应手。通过自身的学习以及在教学实践之余的不断进修,使自己的学术研究趋于专业领域发展水平的前沿。在课堂中能够用最新鲜的知识吸引学生,引导学生对相关知识产生兴趣。而在实际的教学过程中,只有教师的专业素质过硬,也才能够使得学生对于教师所教授的相关内容信服。所以教师必须在做好教学工作的同时提高自己的专业素质水平。使自己的课堂教学内容为信息的前沿内容,培养学生的兴趣,从而使得课堂教学水平不断提高。在播音主持朗诵部分的教学课程中,其中必不可少的会有一些难于表达的感情段落以及难于处理的声音弹性,身为教师要使自己对情感的理解有更加深刻的认识,同时能够在发声过程中做到游刃有余,能够为学生产生示范效应。不仅仅只是通过口头讲述在朗诵过程中前人总结下的“规律性”的“技巧”,更重要的是教师能够用自己的专业水平将稿件中所蕴含的情感完美地表达出来。只有如此才能使得学生信服。
三、提高课堂教学水平
要不断改进和完善教学方法教学方法是教师在教学过程当中所采用的相关手段和相关方法。通过有效的教学方法的应用能够使得课堂教学水平整体提高。所以教师应该对自己的教学方法有细致的研究。针对具体学生的具体特点以及具体的课程内容采用具有针对性的教学方法设计出有针对性的教学方案。对于一些理论性较强的内容而言,要尽可能地将其形象化。使学生能够通俗易懂,从而也使得学生更好地理解和掌握。而对于一些相对较具体、形象的内容而言,在教学过程中就要采用一些相对理性的办法,使分散的内容变得有条理,从而使得学生能够掌握知识的整个脉络和体系。对于不同类型和不同特点的学生更是要采用不同的教学方法。正所谓教学矛盾的特殊性要求我们在具体的教学实践中要对教学方法进行具体问题具体分析。只有不断地改进自己的教学方法,分情况进行教学方法的选定,才能够使得自己的课堂教学水平不断完善和提高。充分使用现代化的教学设备和教学仪器,用多媒体的教学方式向学生全面地展示出所教授的知识。通常在播音学概论的教学中,要根据课程内容进行相关的教学方法选定。例如,对于播音主持行业的历史以及播音学的发展进程进行讲解时,通常尽可能在找到具体节目案例,在“有形”的案例之中将其中的理论知识向学生进行介绍,同时也增加了学生对于课程的兴趣。而学生在观摩实例中自身也会总结出相应的知识脉络。从而加深了其对于该内容的理解和认识。
四、提高课堂教学水平
1.营造良好的创新氛围,创新氛围可分为课内和课外
课堂教学是科学教学的渠道,教师应该为学生提供创造性思维的机会。例如,在课堂教学中让学生针对某一个问题进行讨论,师生共同探讨。既可体现教为主导,学为主体的原则,又可以让学生始终在一种积极的情绪之中,主动、活泼地参与教学内容。让学生体会到自己是学习的主人,体验到创造性学习的乐趣。课外为学生提供良好的环境,让学生在课内产生的一些问题,能够在课外解决,如实验室在课外活动时为学生开放,或组织一些课外发明小组等。
2.让学生跳起来摘桃子
正确的教学方法不应让学生不伸手即可摘到桃子,而应让他们只有跳起来才能摘到桃子,让学生的身心发展从现有水平提高到最高阶段,让他们的潜能发挥出来例如,在讲“滑轮”一课时,在讲完定、动滑轮的优、缺点后,让学生组装一个既省力又能使工作方便的轮滑,从而让学生的创造“火种”燃烧起来,激发了学习的兴趣。
二、改革教学方法,激发创新精神
1.质疑问题的精神
自然科学包罗万象,丰富多彩,让学生在学习中主动探索自然的奥秘,发展他们的好奇心,求知欲和善于发现问题、敢于提出问题的能力。逐步形成“生疑”的能力,发展学生的探索性思维。如,在讲“电磁铁”时,学习电磁铁性质,有的学生汇报实验结果时说自己制作的电磁铁能吸起四个大头针,有的能吸七个……这是为什么?教师这时引导他们比较各组的电磁铁构造有何不同,实验的方法有什么不同,有的同学说可能和电池的数量有关,有的说可能和线圈匝数有关,然后教师要求学生自己设计实验验证,从而也把内容引申到电磁铁磁力大小与哪些因素有关。通过自己动脑提出问题,证明自己的想法是否正确,激发学生勇于探索的精神。
2.开拓求实精神
就是教师在实际的课堂教学过程中巧妙地将课堂内所要求的教学内容与实际生活相联系,从而将晦涩难懂的课本知识,转化为通俗易懂的实际生活中的例子,帮助学生进行学习理解,使学生可以更加方便简单地对学习产生理解与记忆,从而完成学习任务,达到自身数学知识层面的积累提升.例如,在讲“立体图形”时,由于一些学生对于空间性相关知识不能很好地学习与理解,我特意准备了一些图片,以及PPT,将圆柱、圆锥、球、正方体、长方体这样的空间模型与杯子、铅笔头、篮球、魔方、课本这样的实际生活中的用具相联系,将抽象的知识与直观的实际生活中的形象相结合,并利用实体模型进行讲解.通过数学知识与生活实际相联系,学生在思维中更加简单明确地建立所学内容的实体化模型,深刻体会到所学习的知识内容的本质,并且直观性地感受与体会到所学内容的重点所在,从而完成既定的教学任务.联系实际,是一种教师教导学生深入理解课堂学习任务的合理方法.通过将课本知识与日常实际生活相联系,教师不但可以帮助学生对所学内容产生更深一步的理解与记忆,还能有效地提升学生的学习兴趣,使学生体会到数学的奥妙与魅力,提高数学教学效果.
二、趣味活动,助推学生学习趣味活动
就是教师在实际的数学课堂教学过程中恰当地安排学生进行游戏互动.通过游戏活动,能够充分地激发学生的学习积极性,刺激学生在数学学习中的主观能动性,让学生在游戏中对相关学习内容进行理解与记忆,并对所学内容产生兴趣,从而积极主动地完成学习任务.例如,在讲“概率”时,因为所学内容的趣味性,在所要求的课堂内容教学完成后,我特意为学生安排了相关的游戏环节,让学生抛硬币与色子,直观地去体会概率的相关知识,并对结果进行统计分析,以及讨论分析实际操作与理想情况下的结果差异.在游戏当中,学生都表现得十分积极主动,并就误差问题进行了小组内的讨论分析,深刻地体会到概率的基本知识,很好地完成了课堂教学任务.与此同时,通过游戏,学生还掌握了概率方面的一系列数学概念,以及所包含的数学意义,有效地提升了自身的数学知识,也进一步地带动了学生的数学学习兴趣.趣味活动,是教师带动学生完成相关数学学习任务的一项有效方法.通过科学合理的安排学生进行趣味活动,教师不但可以帮助学生进行数学学习,使教学内容在游戏中被学生潜移默化地理解吸收,而且教师也可以充分地利用游戏环节,激发学生的数学学习兴趣,刺激学生数学学习的积极性,从而培养学生良好的学习习惯.
三、总结
俗话说:“知己知彼,百战不殆”,而对教学来说,同样如此。教师只有以学生为本,深入解学生的实际学习情况,了解学生的接受和对知识的消化理解状况,才能有的放矢,针对学生的欠缺和不足进行重点讲解和突破。在课堂中,教师只有深入地了解学生个性,及时给学生一些鼓励和刺激,比如在教学中进行的一些小测试比赛和竞争等,激发学生的学生兴趣了学习动力,使学生互相促进、共同进步。与此同时,教师还要注意了解认识学生们现有的认知情况。在课程讲授当中,注意以旧有的知识引出新的知识点,以旧带新,以旧促新,这样既可以提高课堂教学的知识含量,也可以消除课堂上的无效空间,减少学生的学习障碍,从而增强课堂成效,提高学生们的学习效率。而且,教师在讲解的过程中还要注意从实际问题出发,从生活实际出发,使学生从生活中学习并将学习到的知识应用到实际生活当中。当然,教师还要引导学生从日常生活中去观察提炼数学问题,并多加思考,用已经学习到的知识去探索解决。
二、以生为主,引导为主,指导学生学习
在数学课堂当中,教师不应一昧地主导讲解课程内容,而是要基于学生的知识掌握情况,积极地引导他们进行思考、探寻和解决。指导学生进行“自主探究性学习”。在课堂中改一言堂为民主课堂,与学生一起探寻问题、分析问题和解决问题,充分发挥学生的积极性和主动性,强化他们的探究意识和数学思维能力,学生自主自发的进行探究式学习,在主动的学习参与和思考探索中主动的去获取有效的数学知识。例如,在学习三角型特性一课时,可以让学生讨论说明生活中见到的三角型的支撑性和稳定作用,从而激发学生的情绪,使他们踊跃发言,调动起他们的积极性和参与性,使他们共同学习、共同讨论、合作探究,从而寻求到其原理和根源,使其数学素养得以谐调发展。也就是说教师要以学生为主体,实施探究式的教学学习,只有这样才是构建高效课堂的基础和根本。
三、科技结合,媒体运用,促进教学成效
现代科技多媒体的教学应用不仅使课堂增添了生动形象的教学手段,还有效提升着学生们的学习兴趣,更加吸引他们的注意力,强化知识的理解力和记忆力,使学生更加容易看懂、听懂、形象直观的理解并掌握。图文并茂、声色俱佳、动静皆宜、生动形象的多媒体在数学教学中的运用无疑给数学课堂注入了新的生机与活力。所以,教师要将其充分利用起来,有效发挥其作用,变静止为动态、变复杂为简单、变枯燥为有趣,使课堂教学变得更加富于表现力和感染力,将那些枯燥乏味的知识点变得可爱起来。例如,在学习圆的面积计算公式时,学生们对于推导过程,特别是等分的份数越多,拼成的图形越接近长方形的道理感到特别的难以理解。这时可以充分利用多媒体来进行演示:先将一个圆等分为两个半圆,现分别用两种不同的颜色来表示两个半圆,如用红色和黑色,然后把两个半圆再分为8个相等的小扇形,这时将小扇形一个个从圆中“拿出来”(画面中此时只留下一个虚线的圆)并分别排列成两列,拼成一个近似的长方形来进行闪烁显示,而后再依次进行16、32等份的方法割补,使学生通过对比,可以非常形象、直观地看出等分的份数越多,就越接近长方形。并由此移动演绎,使学生建立圆的半径、圆的周长的一半和所组成的长方形的长与宽之间的联系,继而推导出圆面积的计算公式。通过这样形象生动的直观显示,和化静为动的步步引导,环环推进,使学生们的头脑中留下了“化圆为方”的深刻印象,从而使他们实现从知识的感知到表象再到抽象的理解概括这一心理转变,使教学起到事半功倍、润物无声的良好效果。
科学知识来源于生活,教师可以利用日常生活作为案例来刺激学生学习科学的兴趣和求知欲,最终使得学生理解和掌握科学知识。例如,学习摩擦力时,学生对于摩擦力有所了解,但了解不深,大家只是清楚摩擦力可以阻碍运动。教师在讲课之前,可以让学生思考日常生活中,在什么地方可能存在摩擦力,为什么在冰面上要比在路面上滑?为了使大家能够更加形象地感知摩擦力与什么相关,教师可以将同一个物体放在不同的地面,利用测力计来拉动物体。从学生熟知的日常实际生活中的现象出发,培养学生对于科学的兴趣和求知欲,并且逐步理解和掌握科学知识。
二、课后作业和练习要联系生活
只在课堂上学习科学知识,这是远远不够的,所以课后作业和练习也是学习科学必不可少的方面。一堂课的时间是有限的,很难做到使每个学生亲手实验操作,因此,课后的科学作业是必不可少的。以物理中的电学为例,在课堂上需要很多实验器材,并需要很多时间,所以为了使每个学生都能够感知到电的存在,可以安排学生课外作业,即在课余时间利用导线、电流表来进行实验,这样不仅可以培养学生的动手操作能力,也可以培养学生学习兴趣。
在生物学习中,在学习花卉时,可以让学生亲自观察不同花朵的雄蕊、雌蕊、花瓣数目、花萼,并且完成观察报告。设计一些生活化的作业,不仅可以加强学生对于课堂所学知识的理解和掌握,还能培养学生的观察能力和实践能力,提高学生的自主学习能力,并且使学生真正做到知识的融会贯通和学以致用,从而达到科学教育的目的。
三、培养学生利用理论知识解决实际问题的能力
学生学习科学知识的目的是为了学以致用,即能够解决日常生活中所遇到的问题。为了达到这个目的,必须培养学生解决实际问题的能力,真正做到学有所成。在中学科学教学中,学生所接触到的理论知识,并不能完全融会贯通,这就需要教师采用一些由简到难的练习,使学生真正掌握所学知识。
例如,在学习“电功率”时,为了使学生能够真正理解和掌握,教师可以让学生观察自家所用各种电器的电功率和用电情况,并最终完成调查报告。这样不仅可以提高学生的动手操作能力,还可以培养学生将观察数据整理成理论报告的能力,培养学生的理性思维和科研能力。因此。科学知识的学习必须紧密联系生活实际,真正做到融会贯通,提高学生的学习激情和动力,真正达到科学教育的目标。
四、总结
科学哲学探讨了科学发展的基本规律,从科学哲学的角度审视,各个流派的科学哲学观点无疑都表明科学论证是科学认识的必经之路。实证主义科学哲学认为科学具有证实性,科学论证即证实的过程。只有根据经验和客观真理,消除头脑中的主观要素,利用观察自然事实的方法进行科学研究,才能够达到客观真理。在实证主义科学哲学者看来,科学论证通常是科学家个人澄清概念、建立命题、形成理论的可靠的、累积的增长过程,但这个过程较少存在科学家之间的争论。批判理性主义科学哲学认为,科学研究的目的在于证伪。从他们的观点看,证实性原则在科学实践中是不可能行得通的。即使能够找到许多经验事实,也不能“证实”某个科学理论,但是,只要发现一个具有否定性的科学事实,就可以“证伪”一个理论。科学家通过科学猜想形成试探性理论之后,利用“证伪”的方式对其进行检验、修改,甚至是放弃。正如Popper所说,不去“保卫这样一个取得成功的系统免遭批判”。因此,科学论证并不是要寻求确证,而是要确认(尚未证伪)或证伪,即做出批判。以Kuhn为代表的历史主义科学哲学家,从历史分析的角度,阐明了科学发展的路径。在Kuhn的科学哲学思想中,科学发展过程分为前范式阶段、常规科学、反常与危机及革命四个阶段。在非常规科学阶段里,科学家之间必将开展多样的论证活动以形成科学认识。正如库恩所说的,“在任何科学发展的早期阶段,不同的人以不同的方式描述和诠释他们”,“相互竞争的方案的增加,做任何尝试的意愿,明确不满的表示,对哲学的求助,对基础的争论,所有这一切都足从常规研究转向非常规研究的征兆”。而在常规科学阶段,虽然科学家们依据范式来“解谜”,但是围绕着彼此在具体的解谜方式和解谜技巧的可接受性方面展开争论,以及处于优势地位的范式与处于劣势地位的范式之间开展争论,也表明科学论证过程一直存在于科学认识活动当中。
二、科学学习视角:科学论证促进科学素养的获得
当代各国科学教育均已“培养儿童成为具有科学素养的公民”为主旨,科学学习的最终目的也是促进学生科学素养的发展。在西方科学教育研究中,已呈现一大批类似的教学实践说明论证在科学教学中的重要作用。从各国科学教育研究者的研究中可以发现,科学论证融入科学教育能够在以下几方面促进学生科学素养的获得。
(一)促进概念理解和概念转变
科学理论建立在科学概念的基础上,理解概念是科学学习的重要目标。建构主义理论充分证明了学生在学习科学概念之前存在着与科学概念相异或相背的另有概念,科学学习的目的就是要促进概念转变。科学论证依赖于科学证据,在建立和评价科学主张的过程中,需要学生澄清自己的固有认识,厘清思维,修正自己在科学认识上的不足。同时,科学概念的深入理解与转化需要语言的支持,学生在科学论证中通过对话交流,提出自己的主张,最终完整地描述科学概念,有助于形成对科学概念更加深入、准确的理解。Lawson的研究表明,聚焦于科学论证的科学教学能够改善学生对科学概念的理解。Baker也认为,从概念转变的观点来看,科学论证在科学教育中的重要性在于帮助学生提高学习兴趣,使他们的思维过程可视化,从而有助于排除迷思概念。
(二)发展内在的科学推理能力
Finocchiaro指出科学论证的能力是个人的、内隐的心理历程与人际间外部的、社会的和外显的心理历程的融合。两种历程虽然不一样,但是都包含科学论证心理历程的核心,即科学论证虽然可以通过一定的外在形式(如辩论)表现,但更需要学生内在的科学推理做支撑。所谓内在的科学推理是指学生在证据与主张之间寻求理由来支持自己的主张的过程,学生通过自己对已有经验与外界信息之间的权衡、评价、批判,最终选择一个最合理、最能接受的主张。内在推理是高层次的科学思维能力之一,可以被看做是“内隐的论证过程”。在公开的科学论证活动当中,学生要对同伴的主张进行批判和反驳,也需要学生能够采取一定的策略去了解同伴的内在推理过程。
(三)促使认知过程更加显性化
科学知识是个体根据已有经验建构的产物。建构的过程基于个体内在的科学思维过程,需要结合科学认识规律并运用科学认识方法。然而传统的科学教育往往不能够使得科学建构的过程显性化,这在一定程度上不利于个体监控和调节自己的知识的建构过程,也不利于同伴之间、师生之间互相进入到对方的认识过程之中,通过协作来以实现科学知识的社会性建构。因此,科学教育者提倡科学知识的学习要在社会化的情境中下展开,促进认知过程显性化。科学论证恰好能满足这种需要,通过科学论证活动,学生能够公开地运用科学证据支持自己的主张同时评价与反驳与自己主张相对的观点和解释,不仅发展了高层次的认知过程,同时科学认知显性化的目标得以实现。
(四)促进批判思维能力的发展
科学始于怀疑,因此科学教育应该帮助学生养成怀疑的意识,提升其批判思维能力。同时,提升了个体的批判思维能力,也有助于帮助学生发展理性判断。从哲学的观点看,Ennis认为所谓批判思维,应该聚焦于决定什么该相信或者该做的合理反省思维,而Siegel则主张有较好的批判思维的人,要能够寻求证据来支持他的观点。因此,教师通过创设情境让学生参与科学论证活动,能够有助于班级内的学生形成不同的主张,在此基础上,学生通过相互评估、判断、反驳,对不同主张进行辨别,从而发展批判思维。国外关于科学论证融入科学教育的研究,还关注在科学社会议题(Socail-ScienceIssue)的情境下,学生如何建立起批判思维从而发展成为有素养的民主社会的公民。这种公民不仅要能够接受批评,还能够恪守证据的准则,建立起怀疑的观点,使之成为对抗伪科学的有力工具。
(五)发展基于科学语言的沟通
科学教育应该关注科学语言的重要作用,要促进学生利用科学语言进行沟通。近年来,各国十分关注基于科学语言的“说”和“写”,旨在改变在科学课堂里过度强调菜单式的科学实验和硬背科学公式的状况。这种改变,不是强调机械意义,也不是将教科书看做唯一的资源,而是根植于学生的语言交际能力,凸显意义建构。学生在开放的情境下进行科学论证,阐述自己的主张和想法,能够有效促进学生沟通能力的发展。这是因为学生经历科学论证的过程,不仅需要用科学语言进行交流,还要从不同立场和价值观念建构科学知识。正如Yore等人主张的,科学素养应包括对不同的来源的资料进行批判阅读,或是在科学课堂里面,在不同的沟通来源或沟通形式之间参与辩论或论证,学会如何在科学论证的过程中运用一定的方法说服他人。
(六)提升对科学文化的适应性
科学学习需要学生在教师的帮助下参与创造、交流和评估科学知识的科学实践活动。这种科学实践活动与科学共同体的实践活动类似,都是依据科学的标准促进科学知识的产生、辩护、评估和合法化的科学认识过程,其社会本质如同Kelly所指出的,即科学共同体内根据共同准则发展起来的辩护与评估科学知识的认识标准。融入科学实践活动,提高对于科学认识标准的理解与共识,有助于提升对科学共同体内特有科学文化的适应性。科学论证活动强调为科学主张进行辩护,强调建立科学证据与主张之间的关系,不仅能够发展学生对科学共同体内科学论证的准则、规范和标准的认识,还能在更为普遍的意义上提升学生对科学共同体内包含共有价值和行为方式的科学文化的适应性。
三、国际比较视角:科学论证已逐步成为科学教育的主题
在国际科学教育改革的浪潮中,科学论证融入科学教育的必要性更加明显。这是因为随着信息技术的普及和全球化趋势,现代公民必须要具备处理大量的信息的能力,并且他们要能够评估这些信息。实现这一目标,就需要依靠证据对各种信息进行论证。
(一)国际大规模科学素养测试更关注科学论证
由经济合作与发展组织组织的PISA测试为发展学生的论证能力起到了很强的推动作用。在最新颁布的《PISA2015科学测试草案》中,明确指出具备科学素养的公民应具备三种核心能力,其中就包括“科学地解释数据和证据”。该草案明确说明,“许多数据可以通过多种方式被解释,所以科学论证和批判对于决定哪个是最适当的结论是十分关键的。无论是新的理论、新的收集数据的方法,或者是对旧的数据的重新解释,科学论证是科学家和工程师建立自己主张的方法。与其他同行保持不同的意见十分正常。具有科学素养的公民,应该能够理解科学论证和批判的功能和目的,并且知道为什么它们对于建立科学知识来说至关重要。另外,他们在具备根据证据建立自己的主张的同时也应该学会发现别人主张中的缺憾。”国际教育评价研究和测评活动TIMSS也逐渐关注学生通过证据支持主张、反驳对立观点的能力。以下两例TIMSS2011测试题就属于测试学生科学论证能力的题目:例1,【8年级】两块大陆被海水隔开。地理学家希望找到证据证明这两块大陆曾经是一体的,什么样的化石证据可以证明这一点?例2,【4年级】Betty有A、B两块磁铁,以及两个相同大小的大头针。她分别用这两块磁铁沿着桌面靠近大头针,直到大头针被磁铁吸引。她发现当磁铁A距离大头针15厘米时就会吸引大头针而磁铁B则在距离大头针10厘米处吸引之(如图1所示)。Steven认为这两块磁铁具有相同的强度。你同意吗?请解释你的观点。《TIMSS2015评价框架》指出,科学家参与科学探究,进行科学实践从而理解自然界并且回答关于自然界的问题。学生也必须熟练地开展这类实践,才能更好地发展对科学的理解。这种实践既包括了日常生活中与科学相关的技能,也包括了学生在学校中进行科学探究的系统方法。该框架明确给出了五类关于科学探究的最基础实践活动,其中就包括科学家运用证据和科学知识来建构解释,为他们的解释和结论的合理性提供辩护和支持。由美国国家教育进展评议中心组织的国家教育进展评估(NationalAssessmentofEducationalProgress,NAEP)从2004年开始对数学和科学领域进行了评估。在《NAEP2011科学测试框架》中明确指出科学探究包括“对该关注的和该舍弃的证据进行决策,仔细区别伪论点”。该框架说明了与科学论证有关的期望表现“:运用经验证据对关于解释和预测的结论进行证实和证伪(例如,审视论证的前提是否精确,关注结论在什么情况下与证据不符合逻辑)。”在NAEP科学测试中,对学生的科学探究能力进行测试时需要利用学生对科学本质的理解,比如,要让学生明白“当事实和观念混淆不清时,论证是存在缺憾的,或者结论与证据之间不符合逻辑”。
(二)科学论证已成为各国(地区)科学课程的重要组成
无论是发达国家还是发展中国家,各国科学教育都关注如何帮助公民理解科学本质,形成科学的思维。科学论证既能够帮助公民意识到科学对于社会、经济、文化、政治的重要作用,同时也能够建立起任何形式的科学活动都要依靠证据和批判的基本观念。从各国(地区)典型科学课程文件中可以明显地看出科学论证已经逐渐地从课程层面进入到科学教育领域。美国于2011年颁布的重要科学教育文件《K-12年级科学教育的框架:实践,跨学科概念与核心概念》中提出了“科学与工程实践”这一科学教育的核心维度,其中包括了“依据证据进行论证”这一重要主题,并指出,“在科学活动中充满着论证活动,既有非正式的形式(如实验室会议、座谈会中的论证),也有正式的形式(如同行评审活动)。”在2013年4月颁布的《下一代科学教育标准》中,将“依据证据进行论证”这一科学实践活动与跨领域概念和学科核心概念的融合,并且明确指出了其从K-12年级的学习进程。英国的科学课程历来重视学生科学论证能力的培养。2013年9月,英国对外了最新的国家课程标准的框架。该框架经过公众审议,旨在指导研制2014版英国国家课程标准。
在该框架的科学课程部分指出,英国国家课程标准旨在让学生通过不同形式的科学探究发展对科学本质、科学过程和科学方法的理解,从而帮助他们回答关于他们身边的世界的科学问题。在keystage4的成就目标预期中,该框架指出学生应该“批判地评价数据”、“对基于科学原理进行的调查及其使用的方法进行协商,通过书写报告或电子演示的形式,对科学发现、相关数据的解释与假设、合理的结论三者的关系作出说明。”西澳大利亚课程委员会建议,“学生学会运用科学知识来制定调查计划,从而能够选择适当的、必要的研究设备。他们应该学会‘鉴赏’探索性工作的价值从而改善调查的过程、运用合理的方法记录和展现数据、形成结论并依据当代科学知识进行解释。学生在完成调查之后需要一定的时间来考虑并识别证据的确定性,拒绝伪证据,探求可能的数据误差来源并努力避免之。”从相关课程文件中“根据数据作出结论”、“识别考虑并识别证据的确定性,拒绝伪证据”等表达可以看出,澳大利亚科学课程已经开始较为全面地关注科学教育中的科学论证。南非的中学科学课程将科学本质及其与技术、社会和环境之间的联系看做课程总目标之一,要求学习者“能够识别和批判地评价科学知识主张及其对于社会经济、环境和人类发展的影响”。另外,南非的科学课程十分重视科学哲学的价值,其变凸显证据对于建构科学知识的意义,指出“科学知识是试探性的,当新的证据出现和新的问题被强调之后,科学知识会发生改变。关于科学历史、环境、文化的研究表明了这种变化是如何发生的,它不仅依靠于经验,更受到社会、宗教和政治的影响”。在土耳其,国家改革的努力方向就是要促进公民能够在包括科学领域的日常生活中做出基于证据的判断。因此,在他们的中学课程目标中,明确表明了科学论证的作为学生建构科学观点的重要角色,主要包括以下三方面:•鼓励学生参与论证以评价相异观点;•科学论证活动的调控,以提高学生自己建构科学观点和科学态度的可能性为目标;•鼓励学生发展对现象进行多样化的假设和解释。