1、第一章第一章 科学教育的目标科学教育的目标什么是科学？科学教育的目标是什么？对中国中小学科学教育的两种估价对中国中小学科学教育的两种估价 科学教育在中国的中小学占有非常重要科学教育在中国的中小学占有非常重要的地位。小学开设的科学课程叫的地位。小学开设的科学课程叫“自自然然”。初中和高中开设的科学课程主要。初中和高中开设的科学课程主要有物理、化学、生物，初中地理课以人有物理、化学、生物，初中地理课以人文地理为主，高中地理含有自然地理内文地理为主，高中地理含有自然地理内容。一些有条件的学校为学生开设了选容。一些有条件的学校为学生开设了选修课，如环保、能源、信息技术、科技修课，如环保、能源、信息技术
2、、科技制作等等。制作等等。对我国中小学科学教育现状的评价，目对我国中小学科学教育现状的评价，目前中国教育界有两种声音。前中国教育界有两种声音。n赞扬的声音赞扬的声音：中国的中小学科学技术教中国的中小学科学技术教育是当今世界上最成功的范例之一。育是当今世界上最成功的范例之一。n理由理由：1 1国际中学生奥林匹克竞赛；国际中学生奥林匹克竞赛；中国出国留学生的学业成绩；中国出国留学生的学业成绩；中国的中小学科学教材内容的深度中国的中小学科学教材内容的深度在当今世界上是屈指可数的；国外在当今世界上是屈指可数的；国外有关人士对中国基础教育的赞扬。有关人士对中国基础教育的赞扬。n批评的声音：批评的声音：传
3、统的分科理科课程，主要传统的分科理科课程，主要目标是掌握学科知识，具体表现为两个维目标是掌握学科知识，具体表现为两个维度：基本知识与基本技能。在教学实践中，度：基本知识与基本技能。在教学实践中，以下诸现象普遍存在：以下诸现象普遍存在：偏重书本知识，轻偏重书本知识，轻视实践活动；偏重学科本位，忽视社会、视实践活动；偏重学科本位，忽视社会、学生发展的需求；偏重模仿，忽视创新；学生发展的需求；偏重模仿，忽视创新；偏重教师的传授，忽视学生的主动学习；偏重教师的传授，忽视学生的主动学习；偏重统一要求，忽视个性发展；偏重个人偏重统一要求，忽视个性发展；偏重个人学习，忽视合作与交流等现象。传统的综学习，忽视
4、合作与交流等现象。传统的综合理科，合理科，注重了学科知识的相关性，注重注重了学科知识的相关性，注重知识结构平衡，但知识结构平衡，但仍然是仍然是以学科为本位，以学科为本位，缺乏对科学的整体把握。缺乏对科学的整体把握。中国科协四次公众科学素养中国科协四次公众科学素养调查的结果调查的结果n中国科协下属的中国科普研究所在中国科协下属的中国科普研究所在19921992年、年、19941994年、年、19961996年、年、20012001年对我国公众的科年对我国公众的科学素养进行了四次调查。学素养进行了四次调查。n按照国际上较为公认的指标体系，公众同按照国际上较为公认的指标体系，公众同时达到对时达到对(
5、1)1)科学知识科学知识(术语和概念术语和概念)的基的基本理解；本理解；(2)(2)科学的研究过程的基本理解科学的研究过程的基本理解和和(3)(3)科学技术对社会的影响的基本理解科学技术对社会的影响的基本理解程度程度，就可以被认为具备了基本科学素养，就可以被认为具备了基本科学素养的水平。的水平。n根据这一指标体系，前三次调查的根据这一指标体系，前三次调查的结果基本一致，我国公众具有基本结果基本一致，我国公众具有基本科学素养的比例仅为科学素养的比例仅为0.3%0.3%（19961996），），美国为美国为6.9%6.9%，欧共体为，欧共体为4.0%4.0%（均为（均为19901990年结果）。年
6、结果）。关于关于2001年的公众科学素养调查年的公众科学素养调查n经国家统计局批准，中国科协于经国家统计局批准，中国科协于2000年年下半年至下半年至2001年上半年对我国公众年上半年对我国公众（1869岁）科学素养状况及其影响因岁）科学素养状况及其影响因素进行了第四次调查。素进行了第四次调查。n调查结果显示：我国公众具有基本科学调查结果显示：我国公众具有基本科学素养的比例为素养的比例为.关于关于2001年的公众科学素养调查年的公众科学素养调查不同职业群体科学素养状况：不同职业群体科学素养状况：n学生：学生：11.42%n专业技术人员：专业技术人员：6.29%n商业工作人员：商业工作人员：5.
7、81%；办事人员：；办事人员：4.70%；国家机关、党群组织、企事业单位负责人：国家机关、党群组织、企事业单位负责人：4.55%n服务性工作人员：服务性工作人员：1.03%；离退休人员：；离退休人员：0.87%；个体劳动者：；个体劳动者：0.55；公交企业工人：；公交企业工人：0.52%；城镇待业人员：；城镇待业人员：0.10；农民：；农民：0.04%n家务劳动者、丧失劳动能力者具备科学素养家务劳动者、丧失劳动能力者具备科学素养的比例最低的比例最低n上述结果从一个侧面说明，我们国家现上述结果从一个侧面说明，我们国家现行的以学科为中心的科学教育体系对于行的以学科为中心的科学教育体系对于公民了解和
8、掌握基本科学知识发挥了积公民了解和掌握基本科学知识发挥了积极作用，效果比较显著。但是对于公众极作用，效果比较显著。但是对于公众理解科学过程、理解科学对于社会的影理解科学过程、理解科学对于社会的影响等方面作用甚微，明显落后于发达国响等方面作用甚微，明显落后于发达国家。我国公民科学素养总体水平很低，家。我国公民科学素养总体水平很低，这不能不引起我们对现行的科学教育体这不能不引起我们对现行的科学教育体系（包括科学教育的目的、观念、内容、系（包括科学教育的目的、观念、内容、课程、教学、学习活动、评价等）进行课程、教学、学习活动、评价等）进行深刻的反思。深刻的反思。n造成这种状况的原因自然是多方面的，造
9、成这种状况的原因自然是多方面的，但是我们国家长期以来将科学教育等同但是我们国家长期以来将科学教育等同于学科教育，将科学教育等同于科学知于学科教育，将科学教育等同于科学知识的教学，忽视对学生进行科学态度、识的教学，忽视对学生进行科学态度、情感、科学精神、科学意识的教育，忽情感、科学精神、科学意识的教育，忽视对学生进行科学实质和意义、科学与视对学生进行科学实质和意义、科学与社会、技术、生活的关系的教育，忽视社会、技术、生活的关系的教育，忽视学生对科学过程及方法的体验和认识，学生对科学过程及方法的体验和认识，忽视学科内部特别是学科之间的综合与忽视学科内部特别是学科之间的综合与联系，不能不说是一个重要
10、的原因。因联系，不能不说是一个重要的原因。因此，中小学科学教育亟待改革。此，中小学科学教育亟待改革。第一节 什么是科学 n一、科学研究的特殊目的 科学家的工作是为了观察和解释已有的客观世界。科学家的工作是为了观察和解释已有的客观世界。n在课堂要注意以下问题：在课堂要注意以下问题：1 1、要区分实际问题和科学问题。、要区分实际问题和科学问题。3 3、要区分开放性问题和封闭性问题。、要区分开放性问题和封闭性问题。4 4、正确使用、正确使用“是什么是什么”和和“为什么为什么”问题。问题。2 2、要区分真科学问题和假科学问题。、要区分真科学问题和假科学问题。n教师与学生一起做水溶解食盐的实验，在一杯水
11、中不断加食盐同时不断搅拌，引导学生认识到食盐不会无限的溶解下去。n师：对，这位同学讲得很好！物质不可能无限地溶解下去，肯定有一个限度。那么，一杯水能溶解多少食盐呢？n师：这个问题我们能进行研究吗？有什么地方不够明确？n生：不能，一杯水是指大杯呢还是小杯，是几毫升呢？n师：大家先在小组里讨论一下，到底用多少水进行研究？n最后教师把小组的意见统一起来，统一在50毫升的水中进行实验。n二、科学研究的独特方法以观察为手段，以事实为依据以观察为手段，以事实为依据可重复性可重复性相对性相对性理论的可证伪性理论的可证伪性n科学课教学可在以下几方面体现：科学课教学可在以下几方面体现：3 3、培养学生的质疑精神
12、。、培养学生的质疑精神。1 1、培养学生的实证意识。、培养学生的实证意识。2 2、培养学生的逻辑思维。、培养学生的逻辑思维。n各种各样的叶子各种各样的叶子教学片断教学片断-是不是同一种叶子是不是同一种叶子n教师拿出两片叶子，要求学生找出这两片叶子的相同之处。有的学生小组找到7个相同点，有的小组找到9个相同点，因而得出结论：它们是相同的叶子。n接着教师又拿出两片叶子，让学生比较它们是不是同一种叶子并要求说出理由。结果一个小组找出了8个不同点，说明这两张叶子不是同一种树的叶子。n随后，教师又拿出两片叶子，看似差不多，却又不一样，问：“大家说是不是同一种树叶?”学生有的说是，有的说不是，都有自己的说
13、法，也都有支持自己观点的证据，谁也说服不了谁。怎么办？n最后老师拿出了整条树枝，可以看出上面的树叶是有变化的。学生明白了，原来是同一种树上不同的叶子！n美国国家科学教育标准一书中的课例“仓鼠威利”n孩子们起初对孩子们起初对“喷壶里的水消失了喷壶里的水消失了”这一观这一观察事实，提出了察事实，提出了“是仓鼠威利把它喝了是仓鼠威利把它喝了”的的解释，因为放学后教室里没有其他会喝水的解释，因为放学后教室里没有其他会喝水的动物了。但当老师问孩子们，是否有把握肯动物了。但当老师问孩子们，是否有把握肯定威利从它的笼子里跑出来过的时候，孩子定威利从它的笼子里跑出来过的时候，孩子们发现了自己的证据不足。后来，
14、孩子们设们发现了自己的证据不足。后来，孩子们设计了一个新的观察：将沙子铺在喷水壶的四计了一个新的观察：将沙子铺在喷水壶的四周，从而可以留下威利的脚印。周，从而可以留下威利的脚印。案例案例马铃薯在水中是沉还是浮马铃薯在水中是沉还是浮n课例一课例一 桌子上放着两盆液体，教师出示两个马铃薯，分别放到桌子上放着两盆液体，教师出示两个马铃薯，分别放到盆子里。马铃薯在一盆液体里沉，在另一盆液体里浮。交换马盆子里。马铃薯在一盆液体里沉，在另一盆液体里浮。交换马铃薯，再分别放入盆中，在刚才沉的盆子里，马铃薯还是沉，铃薯，再分别放入盆中，在刚才沉的盆子里，马铃薯还是沉，浮的还是浮。把两个马铃薯放入其中一个盆中，
15、都浮起来了，浮的还是浮。把两个马铃薯放入其中一个盆中，都浮起来了，放入另一个盆中，马铃薯都沉下去了。这时候，学生都说：放入另一个盆中，马铃薯都沉下去了。这时候，学生都说：“噫，这个水是怎么回事？噫，这个水是怎么回事？”有的就说：有的就说：“老师，浮的一盆水老师，浮的一盆水是盐水！是盐水！”听一个学生这样说，好多学生都会跟着认为是盐水。听一个学生这样说，好多学生都会跟着认为是盐水。这时老师说：这时老师说：“好好!真聪明！告诉大家，老师在课前确实在水里真聪明！告诉大家，老师在课前确实在水里放了盐。放了盐。”接下来教师又问：接下来教师又问：“这是盐水吗？怎么来验证呢？这是盐水吗？怎么来验证呢？”学生
16、会说：学生会说：“烧一烧就烧出盐来了。烧一烧就烧出盐来了。”接着学生动手实验，按接着学生动手实验，按照教材的方法烧盐水，结果真的烧出了白色粉末，学生都认为照教材的方法烧盐水，结果真的烧出了白色粉末，学生都认为这就是盐！证明了使马铃薯浮起来的液体就是盐水。这就是盐！证明了使马铃薯浮起来的液体就是盐水。对于这个对于这个案例中老师的教学，你做何评价？案例中老师的教学，你做何评价？案例案例马铃薯在水中是沉还是浮马铃薯在水中是沉还是浮n课例二课例二 在另外的课堂上，有一位教师也上了这一课。当学生在另外的课堂上，有一位教师也上了这一课。当学生说盆里是盐水时，教师并没有随即迎合，而是反问学生：说盆里是盐水时
17、，教师并没有随即迎合，而是反问学生：“你你能确定这盆水一定是盐水吗？能确定这盆水一定是盐水吗？”这个提问引起了学生的思考，这个提问引起了学生的思考，有一些学生就说不敢确定。教师说，如果不能确定这盆水是盐有一些学生就说不敢确定。教师说，如果不能确定这盆水是盐水，那么我们该怎么办？有的学生说，我们来把水烧干，有的水，那么我们该怎么办？有的学生说，我们来把水烧干，有的学生说做一杯盐水试试看。学生说做一杯盐水试试看。n二、科学家的独特品格著名科学社会学家默顿在著名科学社会学家默顿在20世纪中期就指世纪中期就指出，在科学家群体中存在四条不成文的科出，在科学家群体中存在四条不成文的科学家规范，即（学家规范
18、，即（1）普遍主义。（）普遍主义。（2）公有）公有性。（性。（3）无私利性。（）无私利性。（4）有条理的怀疑）有条理的怀疑主义。主义。第二节 科学教育的目标 n小学科学课程是以培养科学素养小学科学课程是以培养科学素养为宗旨的科学启蒙课程。为宗旨的科学启蒙课程。科学素养的内涵非常丰富，其主要维度或基本要科学素养的内涵非常丰富，其主要维度或基本要素有素有对科学知识的积累和应用，对科学探究对科学知识的积累和应用，对科学探究的过程和方法的了解和实践，对与科学相关的积的过程和方法的了解和实践，对与科学相关的积极向上的情感态度与价值观的培养。极向上的情感态度与价值观的培养。小学科学小学科学 教育教育情感态
19、度情感态度与价值观与价值观科学探究科学探究科学知识科学知识 培养培养 科学素养科学素养物质世界物质世界生命世界生命世界 地球与地球与 宇宙宇宙从学生的角度来看从学生的角度来看 就是让学生的学习由就是让学生的学习由 n一、总目标通过科学课程的学习，知道与周围常见事物有关的浅显的科通过科学课程的学习，知道与周围常见事物有关的浅显的科学知识，并能应用于日常生活，逐渐养成科学的行为习惯和学知识，并能应用于日常生活，逐渐养成科学的行为习惯和生活习惯；了解科学探究的过程和方法，尝试应用于科学探生活习惯；了解科学探究的过程和方法，尝试应用于科学探究活动，逐步学会科学地看问题、想问题；保持和发展对周究活动，逐
20、步学会科学地看问题、想问题；保持和发展对周围世界的好奇心与求知欲，形成大胆想象、尊重证据、敢于围世界的好奇心与求知欲，形成大胆想象、尊重证据、敢于创新的科学态度和爱科学、爱家乡、爱祖国的情感；亲近自创新的科学态度和爱科学、爱家乡、爱祖国的情感；亲近自然、欣赏自然、珍爱生命，积极参与资源和环境的保护，关然、欣赏自然、珍爱生命，积极参与资源和环境的保护，关心科技的新发展。心科技的新发展。科科 学学 探探 究究n二、分目标二、分目标情感态度与价值观情感态度与价值观生生 命命 世界世界物物 质质 世世 界界 地地 球球 与与 宇宇 宙宙思 考 题请搜集我国历次公众科学素养调查数据，并给予分析请在你所在地进行一次科学教育现状调查，谈谈你的看法谈谈你对科学本质的思考
