无锡城市职业技术学院小学教育系 丁同英
[摘 要]小学科学课程改革对小学科学教师的科学素养有了更高的要求，科学素养包括科学探究、科学方法、科学精神和科学态度。通过问卷调查，文章分析了师范生在科学素养方面最需要的是探究式学习，最大的问题是自发形成的不正常的科学实验观、科学价值观等。文章总结了为解决上述问题所采取的部分实践方法，对同类学校在学生科学素养培养上有一定借鉴作用。
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关键词 1科学素养；探究式学习；科学价值观；科学实验观；科学决策能力；公民责任
中图分类号：G642 文献标识码：A文章编号：1671-0568(2014)35-0107-02
基金项目：本文系无锡市级课题“无锡市小学科学教师素质结构及培养策略的研究” （编号：J/D2011/33）的科研成果。
2003年秋，我国小学教育阶段开始普遍使用《科学》教材。 《小学科学课程标准》这样阐述《科学》课的意义：“早期的科学教育将对一个人科学素质的形成具有决定性的作用。”可见教育部门对《科学》课程的重要性定位非常高。 《科学》新课程目标是：通过小学科学课程的学习，使学生掌握关键的基础科学知识和技能，培养科学兴趣和思维习惯；了解科学探究的基本过程和方法，并应用于力所能及的科学探究活动：了解科学和日常生活及社会可持续发展的关系；理解求真务实、开拓创新是科学精神的核心。由此可见，小学科学课程目标以培养科学素养为中心，与初中和高中理、化、生自然科学课程目标是统一的，小学科学启蒙教育是科学课程九年一贯制的重要组成部分。而小学科学教师本身的科学素养是顺利实现科学课程目标的基础和保证。韦钰院士曾指出，科学素养不仅包括科学知识和科学探究，更包括科学精神、科学态度。另外，1996年出版的美国《国家科学教育标准》中提到的科学素养主要包括：科学概念、科学研究的方法论、科学伦理、科学与人文、科学与社会、科学与技术等。为了使无锡城市职业技术学院（以下简称“我院”）培养的师范生具备良好的专业素质，使我院承担的教学培养任务具有较强的科学性、针对性和实用性，笔者从科学探究、科学精神和科学态度三个主要层面对学生的科学素养进行养成式培养。我院化学组申请了市级课题“无锡市小学科学教师素质结构及培养策略研究”，为了使研究成果能得以推广并转化为科学素养培养模式，更好地服务于教育教学。
一、利用探究式教学养成探究式学习思维
在课题研究前期，笔者组织开展了一次关于“探究性学习中小学教师素质”的调查。调查随机选取了无锡大市（含江阴、宜兴）15所学校的130位教师，采取访谈和问卷形式。通过访谈了解到，教师反映的热点话题是探究式教学，最希望在探究式教学方面得到培训。问卷调查显示：45.57%的教师听说过探究式教学但不了解，49.37%的教师了解但没系统学习过。说明无锡市小学教师对探究性教学过程和方法的认识和了解还不够，要培养合格小学科学教师，就必须进行探究式教学实践，使探究式学习思维成为师范生的思维习惯。目前，何为探究式学习、如何设计探究式教学过程众说纷纭，笔者比较了一些具有代表性的探究学习理论之后，借鉴美国（国家科学教育标准》中对科学探究的表述： “科学探究指的是科学家们用来研究自然界并根据研究所获事实证据做出解释的各种方式。科学探究也指的是学生构建知识、形成科学观念、领悟科学研究方法的各种活动。”因此，笔者遵循“解释性原则”制定探究教学七个环节：发现科学现象、提出科学问题、猜想与假设、设计实验进行科学探究、尝试解释实验现象、得出科学概念、尝试将科学知识运用于生活。结合学生实际、教材内容安排顺序、教学进度，在一年级下半学期集中开展探究式教学实践，这一阶段的学习内容包括金属及其化合物、非金属及其化合物，非常适合运用“解释性原则”进行科学探究活动，如从“水雷事件”为切人点探究金属钠的性质，以“食品安全”事件为切入点探究过氧化钠的性质，以“氯气泄露”为切入点探究氯气的性质等。
二、通过实验设计交流、实验操作养成实验能力
在探究式教学中发现，七个环节节节相扣，学生在探究学习中能走多远和自身的实验设计能力高度关联。要提高学生的探究式学习效率，需提前一步培养学生的实验设计、实验操作能力。笔者把一年级第一学期的教学重点做了调整，把除杂和提纯由原来的1课时扩展为5课时，讲解物质除杂、提纯的思路和方法后，在实验室给学生几包混合物，由他们自由发挥进行除杂和提纯，撰写实验报告并按组交流。教材“铁和水蒸气反应实验设计原本只占半个课时，现调整为3课时，分别学习实验设计范例、实验设计原则概括和方法总结、实验作图和实验设计交流，利用三节课系统讲授物质制取、除杂及性质检验的综合性实验的一般流程、设计思路和设计原则。让学生设计简单的实验并在纸上作图，将优秀作品张贴在教师墙上供大家学习，同时将理论知识向感性认知延伸，让学生走进实验室动手操作，熟悉实验仪器的种类和用途。课堂授课、实验设计交流、动手操作等都为开展探究式学习搭桥铺路，笔者也深刻体会到探究式学习不能只强调学习探究的方法，降低科学知识的掌握，相反在探究学习过程中，只有将元素化物知识和实验知识掌握扎实的学生才能把科学探究顺利进行下去，因而探究式学习对科学知识、实验技能的要求会更高。
三、通过课堂反思养成科学价值观、科学实验观
教师和学者普遍认为学生的科学素养是在探究式学习之后自发形成的。在谈到探究式教学促进科学素养形成时多用“潜移默化”这个词。然而，韦钰院士曾指出，科学素养不仅包括科学知识和科学探究，更包括科学精神、科学态度。是否正确掌握科学知识与科学研究方法是显而易见的，然而自发形成的科学精神和科学态度是否正确并不容易被知道。为了弄清学生在经历科学探究后形成了怎样的科学精神和科学态度，笔者在每次探究学习后都做一次调查问卷，问卷结果显示自发形成的科学精神和科学态度存在三个严重问题：认为科学是罪恶之源，认为实验是终端证据无需被检验，认为从事科学的目的是产生经济效益．有这三种思想的学生比例分别为91.4%、52%、71.2%。其中认为科学是罪恶之源或将对科学技术产生巨大威胁，如可能产生否定科学、抵制科学、将食品安全问题和公共安全问题归罪于科学的行为。为了引导学生形成科学的实验观和科学价值观，笔者在探究式学习之后以课堂讨论形式开展反思与交流，主要针对化学伤害事件、食品安全事件反恩人类的行为和科学的本质，追溯科学史反思科学技术的意义。通过不断地反思与交流，使学生形成以下观点：①科学只是工具、钥匙，人类决定了科学如何被使用，不能把错误使用科学而产生的罪恶归咎于科学：②科学的发展呈现螺旋式，科学实验的结果能帮助归纳出科学概念，但不能迷信实验结果，它需要被证明和检验；③科学的最终价值在于促进人与自然和谐相处，出于功利目的的科学研究是不可取的，反对与人类、自然和谐发展背道而驰的科学研究。探究反思后对学生再次进行问卷调查，调查显示学生的科学价值观、科学态度和科学精神都得到明显改观。
四、通过科普教育养成将科学应用于个人决策的能力
20世纪80年代，全国科学教师协会认为个人“科学决策能力”属于科学素养。在我国科技场馆、科普读物、网络科普（果壳网、维基百科等）、科教电视节目组成的科普网络正在发挥强大的科普推广作用。像全球变暖、酸雨、食品安全、雾霾、纳米材料等与生活息息相关的问题对普通民众来说耳熟能详，这不得不说是科普网络的功劳。随着网络的普及、手机终端技术的升级，学生想要获得这些科普知识越来越方便和快捷。但是，不能因为这个原因就忽视化学教学的科普责任。学校科学教育包括科学知识和科学素养教育，而科普教育是提高科学素养的手段之一。因此，应将学校科普教育作为科学普及的主阵地，与校外科普教育相互配合，使两种科普教育在内容上互为补充。利用教学科普，提高学生科学决策力。例如，被烫伤后该怎么办？洁厕灵和漂白粉能不能混合使用？如何选择油漆？能不能经常染发？涂指甲油好不好？等等。如果学生学习了化学这门课，但是并没有了解化学品、没有在生活中运用相关关化学知识的能力，就是化学教育的失败。
五、通过调查活动和论文比赛养成学生的公民责任意识
国家兴亡匹夫有责。谈到公民责任意识，国家行政学院社会和文化教研部李志明撰文认为“科普的责任在于促进公众理解科学，从而促进科学事业的发展，提高公民科学决策能力，确保科技发展朝着有利于人类社会的方向发展”。教育除了要做到让学生爱民族，知礼仪、有追求，还应当让学生明确自己的社会责任在哪里。我院化学组承担了无锡市专员技术人员公修课《环境保护和生态文明建设》培训师任务，在交流中发现城市垃圾分类虽然提了很多年，但工作进展不尽如人意，垃圾分类回收效果停滞不前，在道路上增设了可循环垃圾桶，而响应的人并不多。另外，中水、雨水利用率极低，装修商品房时私自将洗衣机废水接人雨水管道，增加废水处理成本，一所新建的现代化垃圾处理厂因公众不理解而搁置等。这些是人的意识问题带来的社会矛盾，因而要将环保工作的背景、前因后果、现实危害、具体实施方法等问题具体化、细节化，只有这样才能深入人心引起共鸣。笔者带领学生走访环保局、城市垃圾管理处、水污染处理厂，调查无锡市化工厂、印染厂、纺织厂可能产生的废弃物，实地走访无锡市垃圾处理厂，并让学生拍摄照片、制作短片、撰写论文，将以上成果在校内交流，优秀论文选送参加江苏省学生论文评比。
其实，在提高公民责任意识方面还有诸如稀土资源问题、汽车尾气问题、节约土地、水等资源、环境保护问题等。教师应引导学生向生活学习、扩大学习视角，做一个有想法、有远见的读书人，不能培养只会做题的“机器人”。
（编辑：易继斌）