下面小编整理了一些《科学素养论文范文(精选3篇)》仅供参考，希望能够帮助到大家。摘要：本文旨在通过梳理PISA中科学素养的内涵和测评方法，来阐述PISA科学素养测试背后所蕴含的教育学导向，从而引发我们对科学素养培养模式的思考，提出PISA研究对培养高师学生科学素养方面的启示。关键词：高师学生;科学素养;PISA。
第一篇：科学素养论文范文
科学素养 科学本质 科学探究
研读《义务段化学课程标准(2011版)》(下文简称《修订稿》)，较之《义务段化学课程标准(实验稿)》(下文简称《实验稿》)，清晰可见本次义务段课程标准的修订取向：一方面充分肯定了十年课改的方向，汲取了十年课改的实践经验和理论研究成果;另一方面实事求是、与时俱进地回应了实践问题。《修订稿》的坚持与变化需要我们加强理论与实践的双向研究，领会修订立意，缩短文本与实践之间的距离，以使文本能尽快落实到教学实践中去。
一、义务教育化学课程标准的立意解读
《修订稿》结合十年来课堂教学中存在的主要问题，将《实验稿》中的7条建议整合为4条，突出了重点，增强了建议的针对性。其一，在课程性质的描述上作了修改，着眼整体提高学生科学素养，彰显学科性质，便于教师理解把握。其二，《修订稿》“目标要求”的水平划分、操作性、层次性等问题得到进一步明确，关注到知识的系统性和阶段间衔接，具体界定化学实验技能和实验内容的要求，确定了学生必做的化学实验，重写了“教学情景”素材、增加了11个教学案例;“活动与探究建议”中某些活动任务的设计考虑各地的实验资源，在操作性上得到加强，较好地回应了化学教学实践中的突出问题，提出的实施建议更有针对性。其三，增删了某些知识点，适当调整某些核心知识的学习水平层次等，落实减负精神。
对于我们一线教学实践工作者而言，推进《修订稿》的实施，需要在关注具体变化内容、强化评价改革的同时，更多地发掘《修订稿》变化内容背后的立意。统观变化，《修订稿》在“立足科学素养、彰显学科性质、突出科学探究”三个方面的立意十分明显。
二、义务教育化学课程标准的教学期待
“立足科学素养、彰显学科性质、突出科学探究”这三个方面内涵的理解与把握，需要我们作深入的理论与实践研究，才有望把顶层设计思想转变为实践层面的改进。
(一)立足科学素养：需要基于课标的教学
研读《修订稿》，不论是从前言部分的课程性质到课程设计思路的修订，从主体部分的课程目标到课程内容的微调，还是实施建议部分大刀阔斧的重写与不惜笔墨的铺陈，都立足于对科学素养内涵的把握，追求科学素养目标的全面达成。立足科学素养的课堂教学，需要我们一线教师加深对科学素养内涵的理解。在英文中，科学素养(scientific literacy)通常和另一说法“公众理解科学”(public understanding of science)同义。它强调的是一种长期积淀下来的习惯、素养，是一种内在品质，其重点在于对科学的态度，观察和思考问题的科学性以及批判精神，应当是指非专业人员对科学的理解程度，强调方法、观念和态度(Maienschein et al.， 1999)，而不仅仅指一种短期的实用技能、解决实际问题的具体知识和办法这样的“科学专业素养”。
《修订稿》强调的是立足科学素养，把它落实到义务段化学教学实践中去，笔者以为应强化以下三个教学观念：一是淡化学科界限，提倡学科内及学科间的综合化。二是增强化学教学与社会的联系，贴近学生的生活实际，即化学课程的生活化，在操作策略上提倡创设丰富多样的基于学科观念的教学情景等。三是加强科学与人文的融合，注重科学的人文化，具体通过改变学生的学习方式，如加强化学史、化学哲学与化学社会学对化学学科教学的指导作用，加强基于化学实验的、有助于理解科学本质的科学探究内容和学习方式。因为，立足科学素养意味着要让学生不仅知道知识的应用，而且了解知识“可能产生的影响”;不仅“知道科学技术在生活、生产中的应用”，还理解科学“在社会发展中的应用”，更加关注科学技术与社会的关系。在能力要求方面，更加强调“科学探究过程的一般方法”，分析“科学探究”的内涵，强调收集、整理、分析和运用信息的能力等。强调开展实验研究，在实验过程中提出发展交流、合作，使学科能力要求进一步具体化和结构化。在情意方面，更加强调质疑与创新、谦虚与合作精神等等。
以上分析可见，以“立足科学素养”统摄修改内容的《修订稿》的实施，其实是新一轮初中化学课程改革征程的开始，它再一次要求我们在学习研究《修订稿》的同时，一定要推进基于课程标准的初中化学教学实践。要求我们以“用课标教”来取代“用教材教”和“为考而教”的教学习惯，初中化学教学与评价皆要遵从于标准，确保学生提高科学素养，促进在拓展质量内涵基础上的达标，促进学生自由全面发展。与西方国家的具体实践相比，基于标准的评价、问责方面的研究与实践还未全面展开，有待拓展和深化。要使《修订稿》由文本转为教学实践，教师在教学设计中应该始终基于标准，坚持以提高学生的科学素养为主旨设计教学方案，从制订学期总体的教学方案到每一课时的教学设计，教师必须一以贯之地思考如何落实科学素养的目标，特别要注意挖掘化学知识所蕴含的科学方法以及价值观目标要素，在实践中能结合具体的学习内容将三维目标融为一体。
(二)彰显学科性质：提倡基于观念的教学
《修订稿》“前言”部分明确提出“义务教育阶段的化学教育，要激发学生学习化学的好奇心，引导学生认识物质世界的变化规律，形成化学的基本观念”;“教材编写建议”部分明确要求“在编选概念原理知识内容时，应重视以化学基本观念为线索，将化学基本观念渗透在教材内容中，通过具体化学知识和概念的学习，促进学生化学学科思想和基本观念的形成”。《修订稿》对学科观念的浓墨渲染，情有可原——一门学科对学生发展的价值，除了学科领域的知识以外，从更深的层次看，确实更应该给予学生认识世界提供独特的视角、思维的方法和特有的逻辑。
基础教育必须为学生的终身发展打下基础。随着课程改革的不断深入，人们对基础的认识也发生了很大的变化，那种注重学科知识的记忆和积累，认为知识越多越好的传统“双基”观念己不适应学生终身学习的需要。新时代的基础知识，不能再局限于化学学科知识，相比之下，化学基本观念的形成和发展显得尤为重要。宋心琦教授在《对中学化学的主要任务和教材改革的看法》中提出：“学生能否牢固地、准确地、哪怕只是定性地建立起基本的化学观念，应当是中学化学教学的第一目标。”背诵和记忆某些具体的化学事实知识，当然是有价值的，但是更重要的价值在于他们的化学观念及作为某些观念的载体。[1]初中化学教学应紧密联系生活实际，参考《修订稿》提供的大量丰富的教学情景素材，根据不同的知识内容创设基于学科观念的情景，既能帮助学生有效地理解知识，又能增强学生看待问题的化学意识，由此建构化学观念。
基于基本观念的课程目标更关注化学学科知识类的基本观念、化学学习方法类的基本观念以及化学情意类的基本观念这三类基本观念均衡发展，课程内容要选择最具有基本观念形成价值的内容。根据H. Lynn Erickson教授在其著作中的阐述，“观念为本的教学”设计程序和方法主要有以下几步：(1)在确定课程单元后，审视课程单元内容，识别一个关键性概念或原理或方法等作为基本观念，为思维过程指明方向;(2)把基本观念转化成一些基本理解，这是期望学生在学习中逐渐形成的;(3)把基本理解以“基本问题”的形式表达，以问题驱动教学和学习，促进学生的基本理解;(4)根据基本问题设计教学活动、学习活动和评价活动，从而使学生参与基本问题讨论和过程学习，这些活动和过程应有助于学生达到基本理解，最终完成知识建构，形成基本观念。在整个过程中，教师都要反复思考这样的问题：通过这个课程单元，我最终希望学生知道什么、理解什么和能够做什么?
教学实践要比课程标准文本的修订复杂百万倍，在彰显学科性质、加强学科观念教学的同时，在教学研究与实践中我们也要作进一步的思考。比如，初中理科各学科性质肯定各不相同，在突出和加强了学科各自性质的同时，又如何确保学科之间的融通化和综合化，如何共同作用于初中学生整体科学素养的提高?笔者以为，各自然学科的教学理论仍必须在科学教育哲学、科学教育社会学和科学教育心理学的共同指导下，起码应当在一个共同认可的科学本质的基础上去理解和把握各学科的性质，并推进各学科观念之间相互关系的研究与实践。
科学本质究竟是什么?国际理科教育界早已对科学的本质及科学本质的教育进行了讨论，很多人认为，科学的本质是科学史、科学哲学、科学社会学及科学心理学的共同基础。应该由科学本质的构成成分来决定学校理科课程中基本的、中心的内容。下表是包含在八个国际理科教育标准中明确一致的科学本质内容。[2]
表中内容指出：观察和推论之间存在着区别，从观察到推论的认识过程不是一个连续的认识序列;科学定律和科学理论是科学认识的两种形式，它们各自的产生范式是不同的。科学定律的产生范式是归纳式，科学理论的产生范式是建构式;特别强调：科学认识的结果不是纯粹客观的，以往普遍认为的科学过程方法是按“定义问题”、“收集信息”、“形成假设”、“相关的观察”、“测试假设”、“形成结论”、“报告结果”的程序进行，以及“实验”是获得科学知识的核心途径，“科学模型是对现实的呈现”、“科学和技术是合法的”、“科学是个人的追求”等等都是关于科学的“神话”。其实所谓的这个科学过程方法只是教育对科学过程的猜想，实际上科学结论极大地包含有人的想象性和创造性。并非仔细观察、收集证据就能获得正确的知识。因为在认识的成分中，不完全是客观的，其中含有人的主观性，所以科学认识是相对合理的，不是绝对正确的，有时甚至是错误的，所以科学知识具有暂定性本质。科学新知识的接受也不是直线渐近的。[3]化学作为一门以实验为基础的自然科学，在教学中应当力求祛除这些神话，以使学生领悟现代科学本质。
(三)突出科学探究：加强基于实验的教学
科学的历史是人类对生命现象不断探究的、充满错误和艰辛的历程。通过各学科探究活动使学生真正理解了科学的历史，才可增进对科学的理解，科学探究的经历方能内化为学科的科学素养。[4]因此，知识形成过程要突出科学探究，“‘认识什么’和‘怎么认识’，是科学过程的两个方面，忽略了科学的‘过程和方法’，一方面不可能达到对科学本质的认识，另一方面也滤掉了过程和方法对学生发展的教育价值。”知识获得的过程比知识的结果更重要，很多观念正是在获得知识的探究过程中形成的。学生将知识素材结构化为认知结构后，学生在反思和评价己形成的认知结构时，会产生一些基本问题，学生通过解决基本问题，便产生对化学知识乃至化学科学本身的一些基本认识。这是中学化学基本观念的孕育阶段，这些基本认识就是中学化学基本观念的胚胎。[5]
《修订稿》变化之大首先体现在对必做化学实验的明确规定，更加强调以实验为基础的“科学探究”。研究与实践都让我们有理由相信，标准“规定性”的增加一定能提高《修订稿》对教学实践的影响力。《修订稿》课程性质中，增加了一条：“化学是一门以实验为基础的学科，在教学中创设以实验为主的科学探究活动，有助于激发学生对科学的兴趣，引导学生在观察、实验和交流讨论中学习化学知识，提高学生的科学探究能力。”“课程内容”部分提出化学实验是进行科学探究的重要方式，学生具备基本的化学实验技能是学习化学和进行探究活动的基础和保证。同时，《修订稿》调整了“科学探究”的内容要求。增加了一些基础实验内容，强化实验安全和实验中的环境保护意识;从学科性质出发，突出基于实验的科学探究教学。另外，为落实减负精神，对科学探究内容进行了梳理;降低了核心知识对应标准条目的水平要求;修改或删减了“探究与活动建议”，删去了一些操作难度较大的实验，降低了一些实验活动的要求，以保证所有地区都能正常开出;也只有减少知识内容、降低知识要求，才可能解决教学实践中课时紧张的问题，使化学教学能够更加重视实验、重视基于实验的科学探究。
确实，《实验稿》实施十年，中学化学教学最为突出的问题之一就是轻视了实验，教学中变做实验为讲实验或观看实验录像的现象比比皆是，学生的基本实验技能较之大纲时代不升反降。因此，《修订稿》特别强调实验教学。化学实验作为科学探究的重要形式，必须受到高度重视。要精心设计和实施基于实验的科学探究活动，教师必须认识到化学实验是进行科学探究的重要内容和方式，充分发挥以实验为主的科学探究活动的教学价值。化学实验集中体现科学精神和态度，具有非常丰富的教育价值和内容。在实验教学中，从实验目的、实验内容、实验步骤、实验现象的观察和分析、实验结果的解释，到实验结论的得出和评价，都可以使学生得到科学精神的陶冶，同时，在实验过程中培养了科学的态度，加深了对科学本身的理解。只有将科学精神和科学态度的培养落实到每节实验课，通过教师的率先垂范、严格要求，通过学生注意、领悟、模仿和体会，点点滴滴、潜移默化，才能形成他们受益终身的科学精神、科学态度和科学的行为习惯。化学教学，只有重视以实验为基础的探究教学，才可能培养学生观察、测定数据、分类、交流、推论、预测、分析和解释数据、控制变量和条件、操作性定义、建立假说和模型、实验方案设计、仪器和药品的选择、实验步骤的优化、实验证据的获得、误差分析等多方面科学探究过程技能。以实验为基础的科学探究既是真实的科学研究方式，也是提高学生科学专业素养的必要过程。
三、对初中化学教师的两点建议
(一)加强学习消化
课标的学习，为老师们更新观念、全面提升教学水准提供了契机，也为继续推进课改提供了动力。新课标篇幅不长，涉及面宽，凡课程性质、理念、总目标与学段目标、教学内容、方法、评价、考试、教材编写等等，都说到了，但多是一些很精练的原则性的表述，需要认真学习、体会和探讨。最好能结合自己的教学实践，对照课标的要求，看哪些符合标准，哪些还有差距，或者哪些一时很难做到，有没有办法逐步达到要求。课标学习不能只注重教学技巧、模式的模仿，应侧重在教学理念、目标上的思考、对照与研究，发掘变化背后的立意，研究如何落实于教学实践。即学习不能只关注显性的变化内容，更不能将学习的重点仅仅放在知识点的增删上，要把课标作为完整的文件来学，领会其修订精神和隐性追求。
(二)扩大交流研讨
《修订搞》是基于对10年改革存在问题反思的精致化研究成果，对改革中一些模糊的概念、模糊的提法、模糊的政策与措施作出了进一步明确规范。学习《修订稿》的过程，也是教师们对改革的目标重新进行再认识的过程。从课程标准制定者到走上讲台的化学教师，投入到化学课程改革的各级相关人员都有自己的独特认识、经验和体会，都有自己想要表达的思想和感悟，都有自己的一份收获，都有自己对化学科学的理解、对教育的感悟、对化学教育规律的信仰和坚持。这一切同时也决定着本次修订变化的内容和立意会受到教师原有知识、信仰、态度、抱负、职业理性和价值观的挑战，需要通过研讨和对话来逐步消解;教育变革的观念从理论形态到制度形态的转变，再从制度形态到社会心理心态的转变，需要在不断的研讨、实践、再研讨、再实践中逐步完成，必须凝结、沉淀在化学课堂中，才能真正得到落实;教育和课程的意义不仅固化在课程文本中，更体现在课堂教学中，而教学实践的复杂性决定了必须要扩大交流和研讨，以取长补短;教育系统的复杂性决定了参与基础教育化学课程改革的各方人员，有自身的优势也有自身的局限，需要通过交流和研讨来逐步克服。
参考文献：
[1]杜明成.关于中学化学基本观念的初步研究[D].山东师范大学，2006.
[2]W. F. McComas. The Role And Character of The Nature of Science in Science Education[A]. The Nature of Science in Science Education， Rationales and Strategies[C]. Netherlands： Kluwer Academic Publishers， 1998. 6—7.
[3]W. F. McComas (ed.). The Principal Elements of The Nature of Science： Dispelling The Myths[A]. The Nature of Science in Science Eduation， Rationales and Strategies[C]. Netherlands： Kluwer Academic Publishers ， 1998. 53—70.
[4]F. Abd—EL—Khalick.and N. G. Lederman， Improving Science Teachers' Conceptions of the Nature of Science： A Critical Review of the Literature[J]. International Journal of Science Education， 2000. 22(7). 665—701.
[5]倪娟.理科课程标准之适切性[M].南京：南京师范大学出版社，2010.3.
(倪娟，江苏省教育科学研究院，博士，研究员，210013)
作者：倪娟
第二篇：PISA科学素养评价对培养高师学生科学素养的启示
摘要：本文旨在通过梳理PISA中科学素养的内涵和测评方法，来阐述PISA科学素养测试背后所蕴含的教育学导向，从而引发我们对科学素养培养模式的思考，提出PISA研究对培养高师学生科学素养方面的启示。
关键词：高师学生;科学素养;PISA
作者简介：沈霞，女，硕士，副教授，研究方向为生物学教学。
PISA是全球化背景下基础教育质量多元评价体系中的一种重要实践。PISA2006重点评价科学素养，是为了缩减科学素养领域的理论研究定向和实际操作定位之间距离的国际性努力，也是对科学教育实践的方向性引领，可引发我们对科学素养培养模式的思考。本文通过梳理PISA科学素养的内涵和测评方法，重点讨论基于情境的科学素养评价，提出PISA科学素养测评对培养高师学生科学素养方面的启示。
一、PISA科学素养的内涵和测评特点
1.PISA对科学素养的定义
PISA对科学素养进行了全面的定义：“个体知道科学知识并能使用这些知识来辨别问题、获得新知识和解释科学现象，乐意投入到有关科学问题中，拥有科学的观念，能成为反思性公民”。[1]PISA对科学素养的定义，体现出高教界越来越重视学生对科学本质特征的认识以及对科学与技术关系的认识。
2.PISA科学素养评价的特点
PISA对科学素养评价的方法上有了重要的创新，强调科学素养评价的情境化和生活化。通过设计精致化的测试内容，采用情景化试题，跨越学校具体学科知识，以面向未来的宽广视角，对科学素养定义所涵盖的能力、知识和态度进行全面的评价。重点考查学生适应未来生活的科学知识和技能，期望评价能反映学生的创新思维和实践能力。PISA科学素养测评具有如下特点：一是评价内容生活化、情境化。PISA测评内容选取与日常生活情境相关且使用频度较高的科学知识，要求学生将学习到的科学概念和科学过程迁移到现实的问题情境中，以解决实际问题，考察学生运用这些知识来理解自然界和生活中新体验的能力。二是评价项目综合化、广阔化。PISA将对科学素养的理解置于广阔的背景中，并依据科学素养内涵和相应的监测框架来设计评价项目，始终强调在不同的背景中综合运用多种科学思维过程或科学知识。三是评价形式开放性、多元性。重视对科学过程的评价，注重评价学生对科学过程的理解、思考，以及学生解决问题的科学思路、方法和能力，还综合考虑学生情感、态度和自我效能对促进他们科学素养培养的作用。
二、PISA科学素养测试蕴含的教育学导向
PISA对于科学素养的测评，反映了西方发达国家对科学教育的理解，体现了科学教育的发展方向。PISA注重测试学生未来发展的潜能，关注学生的科学素养、运用知识的能力、探究能力、实践能力和情感态度，而不仅仅局限在鉴别学生当前掌握知识的状况，这对于我国科学教育改革具有借鉴意义。
1.重视学生科学素养的建构
PISA科学素养评价目的是通过考察学生科学素养的状况来了解教育成效，进而把学生培养成积极的、善于思考的、有智慧的公民。评价的内容是在日常生活情境下的科学概念和科学过程技能，评价的焦点是确定学生运用所学科学知识的能力水平(从高到低的6个能力水平)，体现科学素养的建构过程。
2.重视学生综合运用学科知识解决实际问题的能力
PISA注重提炼各学科课程的内在联系，充分发掘学科知识的内涵，将学科知识作为思考材料和介质，设计了具有深厚学科理论背景的问题，要求学生采取应用和探索的方法，在对学科知识融会贯通的基础上解决实际问题。PISA评价内容取自广泛的领域，不局限于学生基于课程的已经掌握的单一知识，而是强调知识在不同情境中的应用和形成应对实际生活挑战的能力，真正体现了从生活走向科学、从科学走向社会的思想。
三、PISA对培养高师学生科学素养的启示
PISA科学素养测评强调科学在生活情境中的应用。从这种观点思考科学教育政策或实践，核心问题是：学生应该知道什么样的科学和能做什么?这就催生与此相匹配的新的课程形态和教学形式来推进科学教育改革。高师学生作为新一代正在成长的公民和未来的人民教师，他们的科学素养的提高不但对国家、社会有益，可以使他们面对飞速发展的技术所提出的新要求充满信心。高师学生作为未来的教师，所具备的科学知识至少应符合如下几方面的要求：一是对科学教材所涉及的基本概念、规律和原理，以及决定这些概念、规律和原理的基本事实达到“精通”的程度;二是在深刻理解以上内容的基础上，还要及时了解科技发展的最新信息，不断完善自己的知识结构;三是了解和掌握科学探究方法，合理运用科学探究方法。只有教师了解和掌握常用的科学探究方法的特点与要求，才能在教学过程中合理地运用它们，从而发展学生学科学、用科学的能力。本文分析制约高师学生科学素养提高的因素，依据PISA科学素养评价特点，从课程内容、教材选取、教学方法、教育资源、学习方式和评价方式等六个方面，探索高师学生科学素养的培养模式。
1.优化课程设置：主修课程与选修课程相结合
高师学生的学校教育主要通过分科教育来实现，然而，他们离开学校教育情境后从事基础教育教学，需要面对的则是一个各种因素综合在一起，必须综合运用各种学科知识解决实际问题的世界，这就要求高师学生必须具有比较完整的自然科学知识体系。
当今高师学生的文理知识并不均衡，缺少情境性知识，所以必须对课程设置进行改革。高师课程设置应体现师范性、综合性、实践性特点，减少必修课，增加选修课，加强基础课，重视实践课，做到主修课程与选修课程相结合。具体措施是：构建“三段结构，五个板块，综合为主”的课程体系。第一阶段由理科学科群构成专业基础课程，以拓宽学生的知识面和提升知识层次，促进整体科学素养和思维能力的形成，包含了对各专业技能培养。第二阶段则是教育课程，包含了对教学技能的培养。前两阶段是主修课程。第三阶段则是分流选修课程，主要有特色课程、实践课程和活动课程，特色课程包含了对动手能力的培养，实践课程包含了对分析问题和解决问题能力的培养，活动课程包含了对指导课外活动能力的培养。学生可根据自己的兴趣与个性发展要求，选择一个方向作为主修，同时可自由选择其它两个方面的部分课程进行学习，以扩充知识面。通过合理设置课程，培养学生将学习到的科学概念和科学过程迁移到现实的问题情境中，以解决实际问题的能力。
2.合理选取教材：国家教材与校本教材相结合
学生具有较高科学素养的一个重要表现，就是能将科学知识运用于各种实际的情境。PISA科学素养评价的题目也是建立在一般的生活情境中的，而不是局限于学校生活，以在个人、社会以及全球背景下的科学应用为情景，应用的领域涉及健康、自然资源、环境和先进科技等。PISA的成功也启示我们：要实现对高师学生科学素养的培养，就必须在国家课程的大体框架下，开发与国家教材配套实施的校本教材，做到国家教材与校本教材相结合。校本教材应以探究性的教材为主，选择、补充对学生有益的内容和研究主题，提供探索空间和资源，才能引起学生的问题意识和激发学生的创新思维，进而培养学生的探究能力和创新精神。校本教材应具备如下三点：一是教材应为学生提供大量相关的情境文字，在引起学生学习科学兴趣的同时，将学生置身于教材提供的情境当中，容易产生疑问，就能为学生的进一步探究活动打下良好的基础;二是教材便于教师创设问题情境，引导学生提出问题，学生把自身融入教师所创设的问题情境当中，就容易发现并明确问题;三是教材中设置开放性问题，提出现实生活中需要解决或值得人们深思的问题，用以激发学生的创造性思维，有利于培养学生解决实际问题的能力。
3.改革教学方法：理论探讨与实践探究相结合
在教学方法上变传授知识为提高学生能力，在导学上下功夫，教会学生思维方法，突出教学方法的多样性和灵活性，做到理论探讨与实践探究相结合，训练学生的问题意识和培养学生的探究能力，引导他们掌握科学研究的过程和方法。
重视学生参与课堂的教学过程。课堂教学中积极开展理论探讨，引导学生将他们目前所掌握的科学知识与从其他渠道获得的科学知识联系起来，认识各种科学知识间的关系，并能将所获得的科学知识应用到新的问题情景中。鼓励学生进行实践探究，使学生最大化地参与课堂，亲历问题的解决过程，使学生既得到逻辑思维训练，又得到科学方法和动手操作能力的锻炼，以培养和提高他们的科学理解和运用能力。在课堂教学中通过开展一系列理论探讨与实践探究相结合的活动，使学生能走出课堂，深入到生活中去，用自己所学的知识解决现实问题，学以致用;亦能使学生及时摄取科学发展的知识，不断完善自己的知识结构，了解、掌握并合理运用科学探究方法，促进良好科学素养的形成。
4.善用教育资源：课堂内外与校内外相结合
高师学生在课堂内学习的时间十分有限，且他们在课内习得的知识、技能、态度若不向课外、校外、家庭迁移拓展，很难形成真正的科学素养;而课外、校外、家庭，又存在着丰富的课程资源，它们可以为课内学习提供广阔的智力背景，充分利用这些资源，可以使课内外的学习相得益彰。在课程资源的开发利用上，要真正做到课堂内外与校内外相结合，采用多种形式全方位地广泛宣传科学，创立良好的科技教育环境，激发学生对科学技术产生浓厚的兴趣，充分发挥环境育人的作用。具体措施：一是充分利用学校已有的宣传资源，如宣传橱窗、校广播、校园网介绍科技发展史、世界科技新动向等。二是挖掘、整合科技教育资源，让学生参与教师的科研课题，使学生耳濡目染，达到自然地渗透科技教育的目的。三是创新科技活动内容，如举办科技文化节、科技制作竞赛等活动，让学生亲身感受科学文化氛围的熏陶，促进大学生科学素养的形成和不断提高。四是鼓励大学生积极参加社会科普宣传活动，鼓励大学生利用假期深入到社区或乡村，宣传科学知识，开展社会调查和社会考察，让大学生志愿者以科普宣传员等身份出现，促使他们主动学习相关的知识来弥补自身的不足，从而提高他们的科学素养水平。
5.改革学习方式：职前培养与在职进修相结合
为把高师学生培养成具有较强的自我建构、自我培养、自我成长能力和良好科学素养的教师，就要重视以学生为主体的教师培训，做到职前培养与在职进修要相结合。职前培养应包含四类学习方式。[4]一是建构性学习，掌握各学科知识与技能及学科之间的相互联系，注入自己的理解、体验和经历，建构具有个人意义的科学知识。二是探究性学习。通过探究、实验等多种形式学习，培养学生浓厚的科学兴趣和探究精神，使学生掌握一些基本的科研方法，养成科学研究的习惯。三是开放性学习。通过不断“进入生活”，可以让学生的学习处于丰富的情境之中，尝试在生活中发现问题，并真正运用所学知识去解决现实世界中的问题，以培养学生解决问题的能力。四是自我指导学习。在教师指导下，学生选择并管理自己的学习过程，因此，学生可以在设计与管理独立学习中体验到成功。教师的在职进修，提倡以“课题式”为主运用多种教师培训模式，针对基础教育面临的一些问题提炼培训主题，设计解决问题的步骤和方案，学员围绕问题解决通过实践、交流、讨论展开学习活动。这些学习方式，都是基础教育教师在日后教学实践中要显性或隐性碰到的，因此，必须凸显对这些学习方式的培养，并创设条件使得学生能够有更多机会实践运用这些学习方式。
6.完善评价方式：过程性评价和总结性评价相结合
PISA基于情境的科学素养的评价值得借鉴。因此，对高师学生科学素养的评价要更多地融合在隐含科学与技术的生活情境中，使情境具体化，评价标准化。主要是通过评价方式和评价内容的改革，使高师学生充分认识良好的科学素养对于提升自身综合素质的重要作用，他们才能将学校教育活动中各种有利于自身科学素养提高的外部可能性因素，通过自己的努力转变成为自身科学素养水平的提升。建议建立评价主体多元、评价内容全面、评价方式多样的评价体系，使评价伴随整个教育过程，发挥评价的诊断、教育和发展功能。在学习过程中，注重过程性评价和总结性评价相结合。过程性评价注重对学生教育活动过程的评价，使学习与评价相结合，以评促学。为了能系统地记录在教育活动过程中学生科学素养的形成过程，可以用“档案袋”记录学生个人成长经历，深入了解这些学生的科学素养的形成过程。总结性评价注重对学生科学教育整体结果的评价，切实将学生科学素养培养的工作落到实处。一是考核题型的设置上，有意识地将能体现对学生的科学素养考查的内容渗透到学科知识的考查中去。二是考核形式采用基于情境的测试，模拟问题情境，注重科学知识在生活情境中的应用。通过全方位的考核评价，将对学生科学素养的培养起到一种合理的引导、激励作用。[5]
参考文献：
[1]OECD.Assessing Scientific.Reading and Mathematical Literacy：A Framework for PISA 2006[R].Paris：OECD，2006.
[2]OECD.Knowledge and Skills for Life-First Results from PISA，OECD，Paris，France，2001.
[3]OECD.PISA.Science Competencies for Tomorrow’s world：Executive Summary[R].Paris：OECD，2007.
[4]朱小蔓，陈一鸣.走向自我成长型教师培养的高师素质教育[J].南京师大学报(社会科学版)2O02，(1).
[5]沈霞等.高师培养基础教育教师科学素养“六结合”模式的建构[J].新课程研究(高等教育)，2O02，(2).
作者：沈霞等
第三篇：探索科学方法教育提升科学思维素养
摘 要：科学思维是物理学科核心素养的重要组成部分，科学方法教育的有效实施对培养和提升学生科学思维素养具有至关重要的作用，本文探讨了科学方法教育的基本方式、途径以及策略。提出了在知识教学、学史领悟、习题训练、探究实验和复习教学中渗透科学方法的基本途径和策略。通过科学方法教育的有效实施，实现物理课程的教学目标，从而培养和提升学生的核心素养水平。
关键词：科学思维;科学方法教育;方式和途径
“科学思维”指的是对事物本质属性及其内在规律的认识过程，其主要包括了模型建构、科学推理、科学论证、质疑和创新等要素[1]。物理科学方法指的是人们研究物理客观规律时所采用的主观方法，是探索知识、理解知识、运用知识时所利用的有效工具。具体的物理科学方法有“比较与分类”“分析与综合”“归纳与演绎”“类比方法”“数学方法”“图像法”“理想化方法”“科学假说”等等。在物理教学过程中，“科学思维”具体表现为运用科学方法处理实际问题，因此，物理科学方法的教育对培养和提升学生“科学思维”素养具有至关重要的作用，下面笔者提出物理教学过程中科学方法教育的基本方式、途径和策略。
一、物理科学方法教育的基本方式
物理科学方法是一种高度概括的抽象思维方法，科学方法教育一般有“隐形”和“显性”两种方式[2]。所谓“隐形”教育方式是指并不明确提出某种科学方法的名称，但在教学过程中始终贯穿，从而做到隐性浸染的目的。所谓“显性”是指明确指出某种科学方法的名称，利用此种方法分析解决问题，并且加以小结，从而做到直接教育的目的。
在学生对于方法还没有形成感性认识的时候，或者此种方法在教学主题中并不占主导地位时，我们往往采取隐性的方式处理。隐性教育的目的在于慢慢地启蒙和熏陶，当然更多时候还要结合学生的年龄特征和心智条件，当学生较难理解或者把握不透时，隐性的方法教育就必然成为主要的教育方式，例如在初中阶段，大部分的科学方法教育应该采取隐性的方式。而学生对知识背后隐藏的方法已经有了充分的感性认识时，或者方法本身已成为理解知识的必要手段时，显性地提出并加以总结就成了方法教育的不二选择。此时，若教师还遮遮掩掩，或者没有自觉地进行科学方法教育，可能让学生更加难以理解知识本身，更难以提高相应的能力。高中学生已经具有多年的自然科学和数学学习经历，逻辑抽象思维能力也随着年龄的增长得到了进一步发展，因而较多的科学方法可以采取显性教育的方式。
二、物理科学方法教育的基本途径
(一)在知识教学中渗透科学方法
教材往往是以知识作为内容，而以方法作为线索，并不是纯粹方法论的教材，但在知识与知识的联系之间，概念的建立、规律的得出之中都蕴含着极其丰富的科学思想方法。因此，结合知识进行科学方法的渗透是一条重要的途径。有效的传授知识或是学生对于知识的内化都需要用到相应的科学方法，没有方法的连接，知识成了一盘散沙，当然脱离知识只讲方法，方法教育也会变成空中楼阁。
知识的学习方式有发现学习和接受学习两种。发现学习是指学生模拟科学发现的方式，大部分物理规律可让学生通过发现学习的方式学习，在这个过程当中，进行科学方法教育是非常有效的，因为学生需要模拟前人的发现，通过方法来连接已有知识和新的规律。接受学习是指以教师的系统讲授为主，概念的建立过程往往采取接受学习的方式。同样，接受学习的过程也可以渗透科学方法的教育，教师传授的新知识与学生头脑的前知识发生碰撞，内化为学生头脑知识的过程也需要科学方法的引领。当然，发现学习和接受学习这两种知识的学方式并不是严格区分，很多时候，我们在教学往往是交叉使用。比如在质点概念的建立过程中，我们运用了理想模型的理想化方法，首先是通过学生的发现认识到质点概念建立的必要性，最后由教师进行总结，引入质点这个概念，在引入过程中渗透科学方法的教育。
(二)在物理学史中领悟科学方法
一部物理学历史就是一部科学方法发展史，前人的研究历程蕴含着极其丰富的科学方法因素，物理学史案例是我们进行科学方法教育不可多得好材料。物理学史材料往往来自两个方面：一是教材正文内容提供的物理学史的知识教学过程中所包含的材料，比如伽利略对于自由落体运动的研究、牛顿第一定律的建立、牛顿万有引力定律的建立、法拉第电磁感应定律的建立等等。二是课本提供的阅读物理学史材料往往也包含丰富的科学研究方法。知识内容中的物理学史案例可以利用课堂时间，结合知识教学进行渗透，阅读材料则可指导学生在课外进行阅读，领悟其科学方法。教师还可以组织专题教学，搜集某位科学家的研究历程和所涉及的科学方法，利用专门的时间，进行专题教学，使学生充分领悟到科学方法在其研究历程当中的独特魅力。
新课程高中物理教材较以往教材有很大的改进，就是充分引入了物理学家的研究足迹，以历史的眼光重现了很多概念和规律的建立，让学生领悟前人研究的曲折历程，感悟其中的方法。比如牛顿第一定律的创立过程，从亚里士多德到伽利略、从笛卡尔再到牛顿，尤其是伽利略所采用的理想实验方法推翻亚里士多德的经验所得，给予学生相当的震撼。利用这样的一些物理学史案例让学生领悟科学方法有独到的好处。
(三)在科学探究中体验科学方法
科学探究实验是物理学建立的基础，众多物理概念的建立、规律的得出都来自实验，也是因为实验的引入，物理学才真正创立起来。探究实验的过程往往可以分成原理的设计、器材的选择、实验操作、数据处理、结论得出和误差分析几个部分，各个部分都蕴含着丰富的科学方法因素，利用实验教学让学生体验并掌握科学方法是一条行之有效的途径。
中学物理实验一般有演示实验、学生分组实验和课外小实验三类。在演示实验中我们可以侧重进行观察方法的教育。在学生分组实验中，需要多种方法的协同组合才能完成实验，比如探究加速度与力和质量的关系这个实验，我们需要用到控制变量法、图像法等，这时可以视具体情况突出主要科學方法的教育。而在课外小实验中，我们可以充分引导学生自己设计原理，进行科学方法的训练。总之，物理实验中蕴含的科学方法如能充分挖掘出来，结合实验程序进行合理地设计，学生就能亲身体验到科学方法的妙处，自觉而主动地接受科学方法的教育和熏陶，对培养学生的实践和创新能力能起到不可估量的重要作用。
(四)在习题教学中训练科学方法
科学方法学习的目的在于运用，以提升学生的科学思维素养。只有在习题的训练当中，学生才能更充分地掌握科学方法的内涵和外延，从而把方法内化为自己的知识，这样在新的情景中就会自觉使用相应的科学方法。在涉及方法的习题训练当中，教师应该明确具体使用何种方法，让学生模仿、训练，从而掌握科学方法。
教师也可以自己编制一些包含科学方法的问题，题目力求结合知识应用方法。当然在必要的时候，也可以编制一些纯粹方法的问题，例如：电磁感应定律的得出具体使用到什么方法?这类问题可适当训练，但不宜过多。更多时候我们应该结合具体的物理问题训练学生使用科学方法的能力。
(五)在复习教学中总结科学方法
在复习课中，除了要帮学生搞清楚各部分知识间的联系，让所学的知识在学生头脑中形成一个有机的整体外，还应对所学过的科学方法也进行回顾复习，而且要把前后所学的各种科学方法串联起来，进行小结和加以应用[3]。
在进行复习课的教学之前，各种方法已经被分散地渗透到知识教学当中，同种方法在不同内容中各有所用，如果能在复习课堂中加以总结并运用，科学方法教育就有水到渠成之妙，学生不仅掌握了方法的应用，方法的适用范围，甚至方法运用的局限性也了然于胸。
例如：人教版物理必修1第一和第二章是关于物体的直线运动的，两章内容学完以后，我们发现数学方法在这两章中应用非常广泛，具体有用比值定义法定义物理量、用数学方法表达物理规律、用图像方法直观展示物理变化过程，如能在复习课中加以总结，学生对于数学方法的应用将掌握得更加彻底。
三、物理科学方法教育的基本策略
(一)首先是教师要重视科学方法的教育
科学方法教育的口号已经喊了多年了，新课程也把科学思维设为课程核心素养目标之一，可我们很多教育工作者对待科学方法教育仍旧只停留在口号上，缺乏切实有效的实施。这里面有很多原因，比如教材虽然提出了方法教育的课程目标，但具体的方法教育内容没有明确给出，相应达到的层次也未设定，尤其是进行方法教育的方式和途径都不太明白;还有就是很多教师认为方法教育费时费力，难出成果，还不如教学生多背背、多记记知识点，诸多原因都使得科学方法教育在中学物理教学中难以有效地开展。
科学方法教育的成效已经被众多的事例所证实，再来怀疑科学方法教育的效果已无意义，关键是我们教师要主动转变教学观念，由过去的老师教学生学习变成老师指导学生学习，学生自主合作学习;由过去只注重知识点的学习转变为既注重知识点的学习，又注重方法的学习和学生的体验，从而培养和提升学生的科学思维素养水平。
(二)其次是教师要善于把握科学方法教育的方式
科学方法教育有两种方式，即隐性教育和显性教育。在具体的教学过程中，我们要善于利用好隱性、显性或两者相结合的方式开展科学方法教育。学生初次接触的、非本节内容需要重点介绍的以及学生现有水平难以理解的科学方法，我们往往采用隐性教育的方式。重要的科学方法或者学生已有较多感性认识的方法可以进行显化教育，明确提出并加以总结。知识教学过程中多用隐性渗透的办法实施科学方法教育，但必要的时候也需加以显化，使学生易于掌握。习题教学中的科学方法教育往往是采取显性的方式，目的使学生尽快掌握，并能在新的问题解决中运用这一科学方法。有一点需要清楚，那就是不管采取何种方式开展科学方法教育，都应该结合相应的知识点和问题情境，切忌完全抛开知识大讲方法，这样往往会适得其反。
(三)最后是教师要明白科学方法教育的长期性，注意循序渐进
科学方法教育具有长期性的特点，我们不能急于求成，拔苗助长。科学方法教育的目的是学生思维能力的提升，我们都知道能力的提升并非一朝一夕之事。在进行科学方法教育时，我们要坚持不懈，同时更要注意循序渐进。学生处在不同的年龄段，心智成熟的程度也不太一样;还有，不同章节和知识点之间，各种科学方法的使用和使用的程度也不尽相同。总之，我们一定要结合教材，结合学生的实际情况，有计划、有步骤地实施科学方法教育。只要我们坚持这样做了，学生掌握相应的科学方法和能力的提升就成了“水到渠成”之事。
结束语
科学方法教育是一项需要长期坚持的工作，开展好了，学生“科学思维”素养的培养和提升就有了切实的出发点和落脚点，于我们的教学，于学生的发展都将受益无穷。
参考文献
[1]中华人民共和国教育部制定.普通高中物理课程标准(2017年版)[S]北京：人民教育出版社，2018.
[2]浙江省教育学会中学物理教学分会.高中物理方法教育研究[M]杭州：浙江教育出版社，1995.177-180.
[3]缪建忠.物理教学中实施科学方法教育的途径[J]物理通报，2007(12)：26-28.
作者：姚仁华