論小學(xué)科學(xué)教師的科學(xué)素養(yǎng) 詳細(xì)版課件

1、論小學(xué)科學(xué)教師的科學(xué)素養(yǎng)湖南第一師范學(xué)院 張平柯 一、小學(xué)科學(xué)教師的肩負(fù)的歷史重任1.科學(xué)技術(shù)與社會發(fā)展的關(guān)系。2.科學(xué)技術(shù)與國民科學(xué)素養(yǎng)。3.我國國民科學(xué)素養(yǎng)現(xiàn)狀。4.提高全民科學(xué)素養(yǎng)的關(guān)鍵。5.小學(xué)科學(xué)教師的重要地位。1、科學(xué)技術(shù)與社會發(fā)展的關(guān)系 科學(xué)和技術(shù)是人類社會的產(chǎn)物，它們產(chǎn)生于人類社會與自然的相互作用，又強(qiáng)烈地影響著這種相互作用的方式、質(zhì)量和發(fā)展方向。“科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力”的論斷，揭示了科學(xué)技術(shù)作為社會發(fā)展的基本動力的重要屬性。2、 科學(xué)技術(shù)與國民科學(xué)素養(yǎng)?？茖W(xué)技術(shù)是人類改造自然、取得與自然和諧發(fā)展的重要工具，使用它的人必須具備相應(yīng)的素養(yǎng)科學(xué)素養(yǎng)，國民科學(xué)素養(yǎng)的高低，直接影響到國

2、民的生活質(zhì)量，影響到國家的發(fā)展水平，影響到人類的生存環(huán)境?？茖W(xué)技術(shù)是具有強(qiáng)烈的時代特征的，不同時代的科學(xué)技術(shù)的先進(jìn)性標(biāo)準(zhǔn)差別是巨大的，因此對掌握這種工具的人的要求也有強(qiáng)烈的時代性。新世紀(jì)是高科技的世紀(jì)，國家間競爭的制高點是科技競爭，而科技競爭的關(guān)鍵就落實到國民科學(xué)素養(yǎng)的競爭 。3、我國國民科學(xué)素養(yǎng)現(xiàn)狀不久前發(fā)布的中國第八次公民科學(xué)素養(yǎng)調(diào)查顯示，到2010年，全國公民具備基本科學(xué)素養(yǎng)的比例為3.27%，而美國在2000年就達(dá)到了17%。這顯示中國人整體科學(xué)素養(yǎng)偏低。全球科技的飛速發(fā)展與我國國民科學(xué)素養(yǎng)相對低下的現(xiàn)實形成了突出的矛盾！如何迅速提高全民的科學(xué)素養(yǎng)，是一個擺在我們面前的嚴(yán)峻的問題。4、

3、提高全民科學(xué)素養(yǎng)的關(guān)鍵提高全民的科學(xué)素養(yǎng)，是一項涉及到社會各個領(lǐng)域的巨大而復(fù)雜的系統(tǒng)工程，它涉及到社會的各個部門、社會的每位成員。在這個系統(tǒng)工程中，教育工作者無疑承擔(dān)著最重要的責(zé)任。學(xué)校教育是終身教育的最重要的階段，而基礎(chǔ)教育又是學(xué)校教育的基礎(chǔ)。因此，以面向世界、面向未來、面向現(xiàn)代化的眼光，對基礎(chǔ)教育的觀念、體制、方法、內(nèi)容進(jìn)行徹底的、系統(tǒng)化的改革，把提高受教育者的科學(xué)素養(yǎng)以隱性和顯性的方式始終貫穿到教育的全過程中去，是提高全民科學(xué)素養(yǎng)的關(guān)鍵。 5、小學(xué)科學(xué)教育改革浪潮的掀起教育部在總結(jié)了國際、國內(nèi)的教育改革經(jīng)驗后啟動了 “面向二十一世紀(jì)的基礎(chǔ)教育課程改革” ，對小學(xué)的科學(xué)教育給予了高度的重視

4、。小學(xué)科學(xué)課程就是在這樣的歷史背景下誕生的。 科學(xué)（36年級）課程標(biāo)準(zhǔn)（實驗稿）將課程目標(biāo)定位為：“小學(xué)科學(xué)是以培養(yǎng)科學(xué)素養(yǎng)為宗旨的科學(xué)啟蒙課程?！痹诳茖W(xué)課標(biāo)的指導(dǎo)下，多套各具特色的小學(xué)科學(xué)教材，先后進(jìn)入小學(xué)科學(xué)課堂。而正在修改的科學(xué)（16年級）課程標(biāo)準(zhǔn)更是將科學(xué)課程的開設(shè)提前到一年級，并將課程目標(biāo)修改為：小學(xué)科學(xué)課程是一門以培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素質(zhì)為宗旨的義務(wù)教育階段的核心課程。6.小學(xué)科學(xué)教師自身科學(xué)素養(yǎng)的重要性新的科學(xué)教育是新的科學(xué)理念和新的教育理念的有機(jī)結(jié)合。它對小學(xué)科學(xué)教師提出的是一種全新的、史無前例的要求。小學(xué)階段是在心靈深處播撒科學(xué)種子的最佳季節(jié)，小學(xué)生對科學(xué)事物具有與生俱來的強(qiáng)烈的熱情

5、，但這種熱情需要教師科學(xué)的引導(dǎo)才能發(fā)展為持久的科學(xué)興趣和動力，最終形成良好的科學(xué)素養(yǎng)。小學(xué)科學(xué)教師是科學(xué)知識的傳承者，小學(xué)生科學(xué)探究活動的活動設(shè)計者和共同參與者，他們科學(xué)素養(yǎng)的高低將直接影響活動的價值、并以言傳身教的方式直接影響到學(xué)生一生的發(fā)展?？傊W(xué)科學(xué)教師必須掌握豐富并且結(jié)構(gòu)合理的科學(xué)知識、適應(yīng)現(xiàn)代科學(xué)教育需要的較強(qiáng)的科學(xué)探究能力。并將自身良好的科學(xué)素養(yǎng)與現(xiàn)代化的教育教學(xué)方法相結(jié)合才能擔(dān)負(fù)起兒童科學(xué)的啟蒙者這一神圣使命。二、研究小學(xué)科學(xué)教師的科學(xué)素養(yǎng)結(jié)構(gòu)的意義1.科學(xué)素養(yǎng)概念的發(fā)展。2.科學(xué)素養(yǎng)概念的可塑性。3. 小學(xué)科學(xué)教師的科學(xué)素養(yǎng)結(jié)構(gòu)要素的提出。1、科學(xué)素養(yǎng)概念的發(fā)展提高國民科學(xué)

6、素養(yǎng)向科學(xué)進(jìn)軍的口號。統(tǒng)一科學(xué)素養(yǎng)概念的嘗試 。Pella提出科學(xué)素養(yǎng)的六個范疇。 Showalter認(rèn)為科學(xué)素養(yǎng)有七個方面含義 Jon Miller定義了科學(xué)素養(yǎng)的三個維度 。面向全體美國人的科學(xué)對科學(xué)素養(yǎng)的定義2、科學(xué)素養(yǎng)概念的可塑性科學(xué)素養(yǎng)概念具有多維度性 科學(xué)素養(yǎng)概念具有與時俱進(jìn)的特點；科學(xué)素養(yǎng)概念具有明顯的行業(yè)特征；科學(xué)素養(yǎng)概念具有地域特征。3、提出小學(xué)科學(xué)教師的科學(xué)素養(yǎng)結(jié)構(gòu)要素的意義承認(rèn)科學(xué)素養(yǎng)這一概念的發(fā)展性、變化性、多維度性、與時俱進(jìn)性和不同行業(yè)、不同國度的視角差異性，把研究的精力集中在各種具體情況下對它的具體要求上，并將它以多種方式滲透到每位國民的文化素質(zhì)中去，變成社會發(fā)展的

7、動力，其意義遠(yuǎn)大于“如何給出科學(xué)素養(yǎng)這一概念的公共定義 ”的理論紛爭。基于對科學(xué)素養(yǎng)基本要素的共識，不同情況下對科學(xué)素養(yǎng)界定的彈性，以及基礎(chǔ)教育課程改革對小學(xué)科學(xué)教師的特殊要求。我們提出 “小學(xué)科學(xué)教師的科學(xué)素養(yǎng)結(jié)構(gòu)要素”這一概念 。三、小學(xué)科學(xué)教師的科學(xué)素養(yǎng)結(jié)構(gòu)要素及其基本要求 通過分析綜合我們將科學(xué)教師的科學(xué)素養(yǎng)結(jié)構(gòu)要素界定為以下8個方面：1、情感2、態(tài)度3、自然觀4、價值觀5、科學(xué)方法6、科學(xué)精神7、科學(xué)知識8、科學(xué)探究能力。并確定了每一個方面的具體要求 。1、情感 （1）對與科學(xué)有關(guān)的事物都有濃厚的興趣。（2）能夠在設(shè)計、參與和指導(dǎo)小學(xué)生的科學(xué)探究活動的過程中體驗到科學(xué)活動的趣味。（3

8、）能夠欣賞科學(xué)具有的和諧、秩序、簡潔、對稱、統(tǒng)一的美。（4）對自己作為科學(xué)的傳播者有一種神圣的使命感。（5）業(yè)余愛好也最好是一些與科學(xué)有關(guān)的項目。 2、態(tài)度 （1）關(guān)注科學(xué)、追求科學(xué)，能以積極主動的態(tài)度通過各種方式去獲取、去探究新的科學(xué)問題。（2）熱心科學(xué)教育事業(yè)，積極主動地帶領(lǐng)學(xué)生參與科學(xué)探究活動。（3）崇尚科學(xué)，努力實踐科學(xué)而不能對科學(xué)懷著一種半信半疑或者是敬而遠(yuǎn)之的態(tài)度。（4）能用科學(xué)的態(tài)度進(jìn)行獨立思考，敢于懷疑、敢于批判、敢于探索、敢于創(chuàng)新。對前人的觀點，有懷疑和批判的精神，相信科學(xué)的結(jié)論而不是迷信權(quán)威，有用實事求是的態(tài)度、用實證的方法，篩選處理信息的意識和能力。（5）能正確對待自己，

9、善于發(fā)現(xiàn)、勇于承認(rèn)自己的錯誤，能夠主動地剖析產(chǎn)生錯誤的根源。（6）樂于根據(jù)具體情況設(shè)計科學(xué)探究活動、善于創(chuàng)造性地運用教材 。3、自然觀（1）理解世界的物質(zhì)性，知道世界是物質(zhì)的，物質(zhì)世界是有規(guī)律的，這些規(guī)律是可以被認(rèn)識的，因此世界是可知的。（2）人類關(guān)于物質(zhì)世界的知識具有可遷移性，但知識的遷移又是有條件的。（3）人類對物質(zhì)世界的認(rèn)識是不斷深化的，因此在一定條件下人類對物質(zhì)世界的認(rèn)識總是具有相對性的。然而這種相對性的認(rèn)識又是可信的和有價值的。（4）人類的認(rèn)識經(jīng)過努力是可以不斷逼近絕對真理的。4、價值觀 價值觀是人們在一定歷史條件下通過價值認(rèn)識和價值實踐，逐步在頭腦中形成的一種相對穩(wěn)定的判斷利害、善

10、惡、美丑、真?zhèn)蔚挠^念。 人類在不同的活動領(lǐng)域有各種不同的具體的價值觀。 對小學(xué)科學(xué)教師，應(yīng)該特別提出來的有兩類價值觀：（一）教育價值觀；（二）科學(xué)價值觀。5、科學(xué)方法 （1）認(rèn)識科學(xué)方法的三大部類（2）對以培根的“經(jīng)驗歸納法”、笛卡兒的“先天演繹法”為基礎(chǔ)，以伽利略、牛頓為代表的，用“數(shù)學(xué)與實驗、假設(shè)與驗證、歸納與演繹、分析與綜合”諸方法構(gòu)建起來的近代科學(xué)方法，要有深刻的認(rèn)識。（3）認(rèn)識科學(xué)方法的發(fā)展性和包容性 （4） 對自然科學(xué)的幾個基礎(chǔ)門類的具體的研究方法要有本質(zhì)上的把握，對于一些比較通用的研究方法更要融會貫通，比如變量控制法、圖表法、理想模型法、能量分析法、科學(xué)統(tǒng)計法、類比法、結(jié)構(gòu)法、等

11、效方法，近似處理方法等等。（5）對現(xiàn)代科學(xué)方法有所了解。6、科學(xué)精神 （1）能夠區(qū)分“科學(xué)與非科學(xué)”。 認(rèn)識到非科學(xué)與科學(xué)之間存在不可逾越的界限，科學(xué)精神拒絕不具備經(jīng)驗證據(jù)基礎(chǔ)的、超自然的非科學(xué)和偽科學(xué)，任何時候都必須是堅定的無神論者，必須堅決地反對偽科學(xué)； （2）能正確認(rèn)識“科學(xué)假說與科學(xué)理論”之間的關(guān)系。認(rèn)識到科學(xué)假說與科學(xué)理論之間不存在不可逾越的界限。對待兒童的建立在自身經(jīng)驗基礎(chǔ)上的猜想應(yīng)該持寬容和鼓勵的態(tài)度。（3）鼓勵兒童憑好奇心、直覺等提出創(chuàng)造性問題。但必須明白科學(xué)精神拒絕在假說檢驗與評價過程中的非理性。（4）了解科學(xué)理論需要的經(jīng)驗證據(jù)必須是有效的，在收集證據(jù)時按照科學(xué)規(guī)范進(jìn)行，同時

12、也要注意采用的權(quán)威證據(jù)其來源是真實可靠的。（5）要堅毅、執(zhí)著但不固執(zhí)己見，在與學(xué)生的共同探究活動中，不管是對自己的觀點，還是對他人的觀點都要有理性的態(tài)度、等待實踐驗證的耐心，絕對不能以勢壓人。（6）應(yīng)該樂于、善于與同行合作這是適應(yīng)未來科學(xué)教育的需要，同時還應(yīng)該在科學(xué)探究過程中鼓勵學(xué)生交流合作，培養(yǎng)團(tuán)隊精神。（7）具有獻(xiàn)身科學(xué)的精神，捍衛(wèi)科學(xué)的勇氣。7、科學(xué)知識 （1）具有扎實的自然科學(xué)基礎(chǔ)知識，具體來說，應(yīng)該在生命世界、物質(zhì)世界、地球與宇宙等方面達(dá)到超過高中而接近大學(xué)?？频乃健＃?）對貼近生活的科學(xué)知識應(yīng)該有比較全面和系統(tǒng)的了解。（3）對科技發(fā)展史、科學(xué)與技術(shù)的區(qū)別與聯(lián)系、科技與社會、科學(xué)與

13、人文知識、科學(xué)與當(dāng)代人的生活等都有相當(dāng)程度的了解。（4）知識結(jié)構(gòu)以廣博為主，淵深為次。對一些重要的科學(xué)原理應(yīng)該從哲學(xué)的高度去認(rèn)識，而不在于復(fù)雜而精確的計算。 （6）了解現(xiàn)代科技發(fā)展的主要方向，并能從科普的層面上了解前沿科技知識。（5）對一些具有重大意義的科學(xué)概念、思想和方法（如變量的概念、極限的思想、生命的本質(zhì)、運動的物質(zhì)性和相對性、用能量概念溝通自然科學(xué)各個領(lǐng)域、地球環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展等）都應(yīng)該有比較深刻的認(rèn)識。8、科學(xué)探究能力 （1）高度的注意力和敏銳的觀察力。能夠通過觀察兒童科學(xué)探究的過程，捕捉到兒童思想的閃光、發(fā)現(xiàn)兒童探索中遇到的困難，引領(lǐng)兒童以科學(xué)的方法探索客觀世界。（2）有豐富的想象

14、力和比較強(qiáng)的形象和抽象思維能力，能理解兒童以感性為主認(rèn)識方式，以想象為主的理解方式，并能逐步地引導(dǎo)兒童從形象到抽象、從個別到一般，形成規(guī)律性的認(rèn)識和科學(xué)概念。 （3）較強(qiáng)的動手能力或者叫做“做科 學(xué)”的能力，這樣才能帶領(lǐng)兒童進(jìn)行有效的科學(xué)探究活動。（4）有較強(qiáng)的科學(xué)交流能力，能用書面語言和口頭語言準(zhǔn)確地表達(dá)科學(xué)探究過程、科學(xué)概念、科學(xué)思想、科學(xué)理論。（5）具有對學(xué)生的科學(xué)探究活動水平的評價能力，并能在正確判斷的基礎(chǔ)上，有效地改進(jìn)活動設(shè)計，提高活動的價值。（6）具備終身學(xué)習(xí)的愿望和能力，主 動跟蹤科技的高速發(fā)展。（7）有關(guān)心“身邊的科學(xué)問題”的習(xí)慣，有用科學(xué)原理對它們進(jìn)行分析并作出判斷的能力，樂

15、于、善于解答兒童提出的問題，滿足兒童好奇的天性。（8）具備計算機(jī)等現(xiàn)代化電教設(shè)備的基本操作能力，能利用它們進(jìn)行輔助教學(xué)。熟悉INTERNET、EMAIL等，具備多種獲取信息、處理信息的能力。附：科學(xué)素養(yǎng)的測量方法 科學(xué)素養(yǎng)是一個抽象的概念，如何對它進(jìn)行科學(xué)的測量，這曾經(jīng)的一個令人困惑的問題。 Jon Miller比較深入地研究了這個問題，它提出了操作定義的概念；所謂一個概念的操作定義，就是設(shè)計一組指標(biāo)來度量或測量這一概念。 要對科學(xué)素養(yǎng)這樣一個抽象的概念進(jìn)行具體的測量，必須首先把它具體化為一系列指標(biāo)?？茖W(xué)素養(yǎng)操作定義就是這一具體化過程。 操作定義的基礎(chǔ)操作定義以概念定義為基礎(chǔ)。概念定義對概念的

16、基本特性即所包含的維度作出規(guī)定。操作定義在概念定義的框架下，對概念每一維度的含義進(jìn)行具體化，或可操作化。通常操作定義就是一組精選的測題或者稱為測量工具。為了保證測量的效度和信度，對維度的測量通常都采用多題項量表。Miller模型為科學(xué)素養(yǎng)的概念定義了三個維度 1、對科學(xué)原理和方法（即科學(xué)本質(zhì)）的理解；2、對重要科學(xué)術(shù)語和概念（即科學(xué)知識）的理解；3、對科技的社會影響的意識和理解。美國的NSF的公眾科學(xué)素養(yǎng)調(diào)查方法美國的NSF(The National Science Foundation國家科學(xué)基金)所做的公眾科學(xué)素養(yǎng)調(diào)查中，就是以Miller模型為基礎(chǔ)，將它的三個維度的含義分別具體化為一組題

17、目，然后通過抽樣考查來判斷公眾科學(xué)素養(yǎng)的高低。1、科學(xué)知識在2001年的NSF全美調(diào)查中有關(guān)公眾對科學(xué)知識了解程度用18個問題來加以測量。其中13個是非題，3個多選題，2個問答題。 13個是非題為：1、輻射是人為造成的。 錯 2、電子比原子小。 對3、千百年來我們生活的大陸一直在漂移并將繼續(xù)漂移。 對4、 早期人類和恐龍生活在同一時代。 錯5、地心是熱的。 對6、我們呼吸的氧氣來自植物。 對7、父親的基因決定孩子的性別 對8、 激光由匯聚聲波而產(chǎn)生。 錯9、抗生素能殺死細(xì)菌和病毒。 錯10、宇宙始于大爆炸。 對11、就我們目前所知，人類是從早期生命進(jìn)化而來的。 對12、吸煙導(dǎo)致肺癌。 對13、

18、被輻射過的牛奶經(jīng)過煮沸后可以飲用 錯三個選擇題為： 1、光速和聲速哪個快？ 光速2、地球繞太陽轉(zhuǎn)呢，還是太陽繞地球轉(zhuǎn)？ 地球繞太陽轉(zhuǎn)3、地球繞太陽一周需要多長時間：一天，一個月，還是一年？ 一年兩個問答題是： 請用自己的話回答：什么是DNA? 請用自己的話回答：什么是分子？ 2 對科學(xué)本質(zhì)，即科學(xué)研究方法和過程的理解。 （1）報刊上經(jīng)常會出現(xiàn)“科學(xué)研究”（scientific inquiry）這個詞，你對這個詞的含義是完全了解呢，還是只有一個大概了解，或者了解很少？如果是完全了解和大概了解，請用你自己的話對它進(jìn)行一下解釋。（2）假設(shè)有兩個科學(xué)家都想通過實驗方法了解一種治療高血壓的藥的療效。第一

19、個科學(xué)家采取讓1000位患了高血壓的病人服用這種藥，觀察其中有多少人降低了血壓的方法；第二個科學(xué)家采取讓500位患高血壓的病人服用這種藥，另外500位不服藥，然后比較兩組中各有多少人降低了血壓的方法。你認(rèn)為，這兩種方法哪個較好？（3）如果一個醫(yī)生告訴一對夫婦，他們生育一個孩子，這個孩子得遺傳病的機(jī)會為1/4，這是否意味著如果他們的頭三個孩子健康，第四個將得遺傳??？是否意味著如果第一個孩子得遺傳病，他們的下面三個孩子將不會得病？是否意味著這對夫婦的每一個孩子得病的機(jī)會均等？是否意味著如果他們只生三個孩子，則三個孩子都會是健康的？在上述三個題目中，一個人要想被認(rèn)為是了解科學(xué)本質(zhì)的，他必須能正確回答

20、第三題概率題的所有問題，同時，要么能夠回答“提出理論進(jìn)行檢驗”這一對科學(xué)研究的理解，要么能夠正確回答第二題，即解釋為什么第二個科學(xué)家采用的控制組的方法更好。3、對科技的社會影響的理解 （1）關(guān)于科學(xué)的好處： 大多數(shù)科學(xué)家致力于從事那些使普通人生活得更好的事情。 隨著科學(xué)和新技術(shù)的不斷應(yīng)用，工作將變得越來越有趣。 科學(xué)和技術(shù)的發(fā)展給下一代創(chuàng)造了更多的機(jī)會。 （2）對科學(xué)的作用持保留態(tài)度 ： 我們過度依賴科學(xué)而忽視了信仰。 在我的日常生活中，知不知道科學(xué)無關(guān)緊要。 科學(xué)使得生活變化得太快。 （3）科學(xué)對社會的好處和害處權(quán)衡 ： 科學(xué)研究帶來的好處和害處相比，哪個更大？ 中國公眾科學(xué)素養(yǎng)調(diào)查特點 以Miller模型為基礎(chǔ)的，甚至很多題目也是選自美國的NSF所做的公眾科學(xué)素養(yǎng)調(diào)查問卷 。調(diào)查內(nèi)容分三大類：科學(xué)知識、獲得科學(xué)信息的渠道與手段、對于科學(xué)發(fā)展的看法。問題設(shè)置基本上采用國際通用方法，但考慮到新科技對國民的影響，新問卷中增加了生物技術(shù)、電腦軟件和國際互聯(lián)網(wǎng)等方面問題，增加和修改量約占到三成。研究人員希望從調(diào)查中看出科學(xué)素養(yǎng)與人的性別、年齡、職業(yè)、經(jīng)濟(jì)以及受教育程度的相關(guān)系數(shù)。我國小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)研制組在全國12個省、市、自治區(qū)展