初中科學教學本質觀思考

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一、科學本質觀的解讀

1．從理論研究層面來看

從理論上來看，人類對科學本質的認識主要有兩種觀點：一種是邏輯實證主義的傳統觀點；另一種是建構主義的現代觀點。邏輯實證主義認為，知識是來自客觀事物的觀察，而觀察是中性的，不帶主觀偏見，因此，一旦實驗驗證確立下來的知識就是真理、不可推翻的。建構主義現代觀點認為，科學知識是科學家根據已有理論與實驗建構而成，由于科學技術不同，人類的認識水平不同，客觀檢驗的標準與尺度不一樣，建構的科學知識是暫時性，可被推翻與修改的。《美國國家科學教育標準》指出：科學是格物致知的一種路徑，其基本特點是以實證為判別尺度、以邏輯為論辯的武器、以懷疑為審視的出發點。［1］張開遜概括了科學本質觀，當發現新的證據和對已有事實有新的解釋時，科學知識將會改變；科學知識最終是建立在經驗和證據之上的；人類的想象和創造性參與了科學知識發展的所有階段。［2］科學是一種探究，是一種人人（每個學生）都可以做的探究活動；科學是一套價值觀體系，科學研究的社會性目的是通過將科學轉化為技術促進社會發展，從而造福人類；科學是知識體系，科學知識是人們對自然界的意義建構，是人們在一定范圍和條件下對自然事物的合乎邏輯的闡釋。［3］

2．科學本質觀解讀的啟示

基于科學本質觀的理論與實踐層面的解讀，我們認為，科學是一種關于自然、社會與思維的知識體系；科學是一種思維方式；科學是一種價值取向。所以，科學教學的價值不僅是為了使學生獲得高分，也不是為了一張錄取通知書，而是為了提高學生的科學素養。諾貝爾獎獲得者勞厄所說：“教育無非是一切已學過的知識都遺忘掉的時候所剩下來的東西。”教育的核心內容就是思維方式、價值取向。課堂教學作為滲透科學本質觀的主要途徑之一，教師應運用科學探究教學，揭示科學是一門耐人尋味探索性學科；展示技術創新的過程，培養學生求真、求實、創新的態度和精神；以實證的意識組織教學內容，引導學生科學需要證據；合理地運用科學史實激活“靜態”的文本知識，引導學生理解科學不是一成不變經典，而是發展變化的運動。

二、科學本質觀視角下的科學教學策略

1．運用科學探究教學，引導學生理解科學是探究的過程

科學的核心是探究，教育的重要目標是促進學生的發展，科學課程應當體現這兩者的結合，突出科學探究的學習方式。［4］因此，在課堂教學中實施科學探究教學，通過學生探究學習及時總結與反思，以增進學生對科學文化的體驗和理解，實現知識的個人建構和社會建構的統一，這就更能增進學生對科學本質某些方面的理解。在“月球”的教學中，教材呈現了許多月球的面貌、宇航員生活的情景及其與地球、太陽比較的數據，如果僅僅以材料分析去展示“數字化”的月球，可能會讓我們的學生感到學習科學不過就是一系列記憶各種數據和知識的機械的過程，這有悖于“從某種意義上說，科學的探索是一種帶有探究性學習的活動”的科學教育宗旨，對于學生學習方式和思維習慣的養成及對學習興趣的形成都是極為不利的。如果我們換一種思維，以探究的理念去選取教學內容并加以整合，就會產生意想不到的效果。例如，教師以“望月、探月、登月”的思路去整合古人望月后的想象、探月的方法及現代人登月后的深入研究等，引導學生體驗古人望月、探月思想方法以及現代人登月后親眼所見月球面貌展開的探索，這樣學生就在探究的過程中形成對月球新的認識，同時領悟科學的本質是一種探究的過程。

2．展示技術創新的過程，引導學生認識科學與技術的關系

科學理論常常可以轉化為技術原理，科學促進技術發展，技術又為科學的發展提供有力的支撐。［5］在初中科學教材中，雖然有許多科學與技術的例子，像克隆技術、試管嬰兒、磁懸浮列車、轉基因技術、組織培養技術等；但由于這些技術離學生太遙遠，缺乏親近感，所以教師常常讓學生自學閱讀了解，效果不佳。為此，教師在課堂教學中應恰當地選擇教學內容，展現技術的改進過程，啟發學生根據技術的合理性進行評價，以創新的眼光看待科學與技術的關系。例如，在“認識顯微鏡結構”的教學中，如果按照傳統的教學方法，教師平鋪直敘，先介紹結構，再講解顯微鏡各結構的作用。學生被動地聽，索然無味，學到的只是知識的結論，而蘊含在知識背后的科學思想與方法卻得不到應有的挖掘。為了激活學生的思維，教師可以先設置問題，要觀察肉眼難以看見物體的結構，我們該怎么辦？驅動學生思考，用顯微鏡，然后提出能否用放大鏡制成一架顯微鏡，一個放大鏡放大能力不夠，是否可以再增加一個放大鏡等問題。同時，讓學生分別將一個放大鏡和兩個放大鏡組合去觀察同一根頭發，通過比較得出兩個放大鏡能提高放大能力。然后，讓學生回顧剛才使用兩個放大鏡的不便之處，通過討論、引導得出結論，需要支架將它們固定，需要螺絲旋鈕以便移動。接著，教師再設置問題，觀察的物體放在哪里？如果光線較暗時怎么解決？怎樣使物體放大得更大些？通過討論，引導學生得出需要臺面且臺面要挖小孔、用鏡子反射光線、制造暗箱及需要備用多個放大鏡等等。順著學生的想法，教師可以與學生一起畫圖、修正形成顯微鏡的雛形，然后展示1665年荷蘭人用兩塊透鏡制造出的顯微鏡，最后出示真實的顯微鏡。以這樣的方式展示顯微鏡演變和技術創新的過程，學生不但能對顯微鏡的結構及其各部分的作用有深刻的印象，避免了死記硬背，而且讓他們親身體驗顯微鏡的制作過程，覺得“我好象也能想到、也能做到”，同時領悟科學的發展和技術的提高需要許多人的共同參與和合作等等，從而更好地認識科學與技術之間的關系。

3．以實證的意識組織教學內容，引導學生認識科學需要證據

科學知識在很大程度上依賴于觀察、實驗證據、理性的論據和懷疑。［6］為此，我們在處理初中科學教材內容時應該具備實證的意識，依據課程標準對教材內容進行有序加工、組織，以提高課堂教學效率。例如，在執教“地殼的變動”教學內容時，教師可以用科學探究實證的思想組織教學內容。提出問題：有什么證據可以證明地殼在不斷地變動？接著讓學生建立假設，如果地殼發生了變動，那就會留下痕跡。然后引導學生從地球內部結構上找證據，從已有的地殼變動記錄上找證據。最后師生共同歸納地殼變動的證據：（1）屬上升運動的有三根石柱的沉降，喜馬拉雅山形成，剛果盆地的形成；（2）屬下降運動有三根石柱的沉降，黃河三角洲形成；（3）屬緩慢運動有喜瑪拉雅山的形成，東非大裂谷的形成；（4）屬劇烈運動有青藏高原隆起；剛果盆地的形成。然后得出結論，地殼確實在變動。從這個例子我們可以知道，初中的科學教師要完成新的教學任務，就要加深對科學課的理解和認識，根據教材內容的特點、學生的認知規律，以實證的視角組織與加工教材，不斷提高學生的實證意識，提高學生對科學本質觀的理解。

4．以科學史激活靜態的知識，引導學生認識科學的發展變化

科學史既揭示了科學的進化特征，也揭示了科學的革命特征；科學是社會和文化傳統的一部分；科學思想受到社會和歷史環境的影響。［6］在科學教材中有許多科學史實的滲透，有的在課后閱讀材料或作業本的習題中呈現，但在課堂教學中卻沒有引起許多科學教師足夠的重視，更激發不了學生對此的興趣。因此，在進行某些科學知識學習和探究時，應考慮將科學的史實直接引入教材，以激活教材的內容，體現科學的發展、漸進過程，讓學生在特定的歷史背景或框架中學習科學，使他們在了解科學概念、定理和理論的發現及演變過程的基礎上，更準確地領悟科學的本質。例如，在浙教版科學教材“神奇的激素”一課教學中，教師可以創設情境，讓學生觀察向日葵會跟隨太陽轉動，然后在課堂上進行交流，體會植物向光性的普遍性。接著，引導學生探索產生植物向光性的原因，然后出示1880年英國科學家達爾文利用植物胚芽為材料研究了“光照對植物胚芽生長的影響”的實驗，驅動學生用實驗事實加以驗證；再展示溫特的假設，如果胚芽的尖端真的會產生某種物質，影響胚芽下面的生長，那么這種物質應該可以轉移到一種載體里面，使載體擁有和尖端一樣的效力。最后，出示荷蘭科學家“郭葛”分離出生長素的事實，進而確認這一假說。通過呈現科學家探索生長素的歷史發現過程，層層設問、步步驅動，不但使學生體驗到科學的發現需要幾代科學家的探索，而且認同科學的本質是求真的過程，科學在不斷地修正和完善的過程中發展著，并無限地逼近真理，揭示事物的本質。總之，教師在科學課堂教學中讓學生逐步認識科學的本質，是一個長期的過程。如果我們本著“引導學生逐步認識科學的本質”目標指導學生開展教學，相信學生的科學素養一定能得到提高，一定能為學生終身的幸福奠下堅實的基礎。

作者：周建秋工作單位：浙江省瑞安市塘下鎮羅鳳中學