初中化学教育中科学素养的培养策略研究Word下载.docx
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摘要：
培养学生的科学素养，是中学化学教育的重要目标，了解本地区化学教育中科学素养教育的现状，探究正确有效地教学策略具有一定的现实意义。
本文阐述了科学素养的涵义和意义，通过问卷调查了解了初中学生的科学素养现状，并分析调查结果得出中学生的科学知识掌握较好，但科学方法比较传统，科学意识淡薄总体素养不高的结论。
在此基础上探讨了培养学生科学素养的策略。
关键词：
化学教学；
科学素养；
培养策略
Title：
AStudytoTrainingStrategyoftheScientificLiteracy
InJuniorHighSchoolChemicalEducation
Abstract:
Theimportantgoalofhighschoolchemistryeducationiscultivatestudents'
scientificliteracy.Itiscertainlypracticalsignificancethatweunderstandthescientificliteracyinchemistryeducationofthepresentsituationoftheeducationandexplorethecorrecteffectiveteachingstrategy.Thispaperexpoundstheconnotationandsignificanceofscientificliteracy.Throughthequestionnairesurveyweunderstandthejuniorhighschoolstudentsscientificliteracystatusandanalysistheresultsofthesurvey.Middleschoolstudentsbettergraspscientificknowledge,butscientificmethodsaremoretraditional.Scientificconsciousnessislight,andtheconclusionoftheoverallqualityisnothigh.Onthisbasiswediscussthestrategyoftrainingstudents'
scientificliteracy.
Keywords:
chemistryteaching;
scientificliteracy;
trainingstrategy
1绪论
1.1科学素养提出的背景
以往人们总是认为科学只有少数人知道就够了，公众没必要了解科学。
但二战以后,人们的看法发生了巨大的改变，特别是发达国家。
许多发达国家在经过休整以后，又开始了更高的工业发展阶段。
第三次科技革命的开始、飞快发展的经济使企业对人才和产品有了更高的要求，这就使得教育现状已经不能满足市场的需求，只有改变教育现状才能为市场提供高质量的人才。
国际上的竞争、失业情况的严重也使得教育必须进行改革。
而这方面的专家当属美国和英国。
美国的高科技世界闻名，但是在教育中也存在着许多严重的问题，而科学素养则逐渐成为科学教育改革的重中之重。
在许许多多的改革中，由美国科学促进会（AAAS）制定的“2061计划”是一个最引人瞩目的长期改革方案,它的一篇报告《面向全体美国人的科学》（ScienceforAllAmericans）首次提出了“科学素养”的概念。
在“2061计划”与其他项目的基础上,美国国家研究委员会于1996年正式推出了《国家科学教育标准》。
这两个国家级科学教育改革方案在研究和发展科学素养方面起到了至关重要的作用。
英国教育史上的一个重大事件——1988年通过了《英国国家课程》。
在《国家课程》中有一项意义重大的教育改革，科学首次与英语和数学一起并列为中小学的三门核心课程[1]。
在我国，尽管人们对科学素养的研究比较晚，但随着教育改革的深入，人们开始意识到，科学技术是第一生产力。
公民素质的高低决定了国家综合实力的强弱，而公民素质的形成靠的是教育。
因此，1999年11月中国科协向中央呈报“2049行动计划”，提出通过50年的科普工作和科学素质建设，到新中国成立100周年即2049年时，实现我国成年公民具备基本科学素质的目标和措施的建议。
党的十六大也明确了培养公众科学素养的重要性。
2006年，中国国务院颁布的《全民科学素质行动计划纲要》（简称《科学素质纲要》）指出：
“科学素质是公民素质的重要组成部分[2]。
自21世纪开始国家大力推进教育改革，旨在构建符合素质教育要求的新课程体系，提高学生的科学素养。
1.2科学素养的内涵
1.2.1科学素养的定义
科学素养（ScientificLiteracy）,简称SL，全称科学技术素养，又称科学素质。
科学素养有着深刻而丰富的内涵，而它的内涵是随着社会的发展而不断变化的。
学术界虽然有关科学素养的论述很多，但观点不一，目前对“科学素养”还没有公认的确切的定义[3]。
第一次使用科学素养一词的是美国学者、哈佛大学校长科南特,他在1952年于《科学中的普通教育》中提出了“科学素养”，但科南特并没有解释这个词，而第一个把它当作术语解释的是美国的另一位教育家赫德，他认为“科学素养是对科学与科学应用于我们社会经验里的理解”[4]。
作为国际公众科学素养促进中心主任、美国芝加哥科学院副院长的米勒（JonMiller）教授,定义科学素养为对于科学技术具有读写的能力。
美国“2061计划”核心著作《面向全体美国人的科学》是这样阐述科学素养的：
“应该了解科学核心概念和基本原理；
熟悉自然界，尊重自然界的多样性和统一性；
有能够按个人和社会目的运用科学知识的思维能力。
”
国际经济合作组织（OECD）的见解是“科学素养是运用科学知识,然后确定问题，最后作出具有证据的结论,以便对自然世界进行理解和通过人类活动对自然世界的改变作出决定的能力。
”这个组织还认为,“科学素养是运用科学观点理解自然世界，并能够作出相应决定的能力,能够确认科学问题、使用证据、和作出科学结论，有能就结论与他人进行交流的能力”[5]。
在我国的《2049行动计划》中“科学素养”被定义为：
“公民掌握基本的科学知识,了解基本的科学方法、崇尚严谨的科学精神,尊重客观规律,具有基本的应用科学技术成果的能力。
1.2.2科学素养的构成要素
综合国内外学者对科学素养的论述,联系我国的实际教育、教学情况,我国学者认为科学素养主要由科学知识、科学技能、科学方法、科学意识和科学品质五个要素构成。
科学知识起基础性作用，它是世代积累和传承下来的宝贵经验，是今后学习和工作的基础。
科学技能是科学素养的核心，它是培养学生能用科学知识解决日常生活、工作以及陌生环境下问题的能力，如观察能力、交流合作能力、操作能力、创新能力等。
科学方法是人们在科学研究中所遵循的途径和所使用的各种方式及手段的总称，有观察和实验、资料和事实的处理、科学抽象、归纳和假说等方法。
科学意识是人们对自然科学总的看法，包括了解科学、技术、社会的关系，形成正确的科学价值观，积极参与有关科学技术与社会问题的讨论和决策等。
科学品质主要是指对科学的兴趣、情感、动机以及求实、进取、严谨的科学态度和奉献的科学精神等。
根据五个构成要素的认知特点,又可以把科学素养的内容划分为三个维度：
一是知识与技能；
二是过程与方法；
三是情感态度与价值观。
这也正是目前我国理科课程中常用教学目标的划分方法[6]。
另外需要指出的是，科学素养的概念并不是固定不变的，而是与时俱进的。
1.3培养科学素养的意义
二十一世纪是科技时代，科学技术在当今社会显示其越来越重要的作用，这就要求我们要掌握更多的科学知识来解决遇到的问题。
科学素养涉及到个人乃至地区与国家的生存，直接影响到国家未来的生存与发展。
科学素养就是公民的综合素质的一个重要组成部分，科学素养的培养是是社会公民素质培养的基础，是社会进步发展的需要。
提高学生科学素养有利于素质教育的真实推进，对公民形成严谨的思维方式、科学的工作方法、良好的行为习惯很有帮助，提高学生的科学素养是一项崇高的使命[7]。
中学教育的主要目的就是培养学生的科学素养，而化学教育正是培养学生科学素养的重要载体。
研究、提高学生的科学素养,是当前我国中学化学新课程改革所面临的一项重要任务。
化学科学素养作为学科科学素养，在科学素养教育中发挥着举足轻重的作用。
化学是一门基础自然科学，与我们的实际生活联系紧密，学习化学的主要目的就是解决生活中遇到的难题。
化学是以实验为基础的学科，化学实验教学在化学科学素养教育中发挥了独特的作用。
人们已经开始意识到，实验可以提高教学质量，也帮助学生认识物质的性质，多方面培养学生的科学品质和科学能力。
有助于培养学生勇于探索的科学精神和实事求是的科学态度，以及树立正确科学的人生观、价值观、世界观。
因此，化学科学素养是必不可少的，将为提高学生整体科学素养起着重要作用。
1.4中学生应具备的化学科学素养
依据对未来社会公民科学素养的培养，依据学生的需要，要培养学生的化学科学素养主要从三方面研究：
知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观。
1.4.1知识与技能
认识身边一些常见物质的组成、性质及其在社会生产和生活中的应用，能用简单的化学语言予以描述；
形成一些最基本的化学概念，初步认识物质的微观构成，了解化学变化的基本特征，初步认识物质的性质和用途之间的关系；
了解化学与社会和技术的相互联系，并能以此分析有关的简单问题；
初步形成基本的化学实验技能，能设计和完成一些简单的化学实验[8]。
1.4.2过程与方法
认识科学探究的意义和基本过程，能提出问题，进行初步的探究活动；
初步学会运用观察、实验等方法获取信息，能用文字、图表和化学语言表述有关信息，初步学会运用比较、分类、归纳、概括等方法对获取的信息进行加工；
能用变化与联系的观点分析化学现象，解决一些简单的化学问题；
能主动和他人进行交流和讨论，清楚的表达自己的观点，逐渐形成良好的学习习惯和学习方法[8]。
1.4.3情感态度与价值观
保持和增强对生活和自然界中的化学现象的好奇心和探究欲，发展学习化学的兴趣；
初步建立科学的物质观，增进对“世界是物质的”、“物质是变化的”等辩证唯物主义观点的认识，逐步树立崇尚科学、反对迷信的观念；
感受并赞赏化学对改善个人生活和促进社会发展的积极作用，关注与化学有关的社会问题，初步形成主动参与社会决策的意识；
逐步树立珍惜资源、爱护环境、合理使用化学物质的观念；
发展善于合作、勤于思考、严谨求实、勇于创新和时间的科学精神；
增强热爱祖国的情感，树立为民族振兴、为社会的进步学习化学的志向[8]。
2关于现今中学生科学素养的问卷调查及分析
2.1调查目的和调查对象
调查目的：
调查了解目前本地区九年级中学生的科学素养情况，并为今后新课程的实施做准备和调整。
为了能够找到学生科学素养在哪些方面还有不足，在以后的教学中可以尝试更好地教学策略来提高学生的科学素养。
调查形式：
采用无记名问卷的形式
调查对象：
在衡水地区选取了当地县市的不同中学，有故城辛庄中学、阜城第三中学、枣强县马屯镇中学、枣强县大营镇中学、枣强县王均中学、景县温城中学等，针对在校九年级中学生进行了随机调查。
共实发调查问卷200份，收回问卷199份，其中有效问卷184份。
2.2调查结果分析
2.2.1调查结果：
问卷回收整理：
1、2题是关于基本科学知识的，3、4、11、12、13题是关于科学方法的，5、6、7题是关于科学意识的，8、9、10题是关于科学品质的（调查结果如表1-1所示）。
题号
A/%
B/%
C/%
D/%
1
45.11
26.09
26.63
2.17
2
70.65
27.17
1.09
3
36.41
14.67
44.57
4.35
4
6.52
11.41
82.07
5
21.20
74.46
6
2.72
34.24
63.04
7
67.93
25.00
3.26
3.80
8
39.13
33.70
9
19.02
72.28
8.70
10
8.15
85.33
11
31.52
5.98
62.50
12
38.04
47.83
14.13
13
34.78
20.65
选择率/%=选择份数／总有效问卷份数×
100
2.2.2结果分析：
调查结果主要有四个方面分析：
基本科学知识、科学方法、科学意识和科学品质，具体分析结果如下：
2.2.2.1关于基本科学知识
问卷第1、2题是关于科学知识的（调查结果如图1所示），第1题问“分子是什么”，A选项表明对科学知识的掌握是最好的，其次是B选项，再次是C选项，D选项表示基本对这个物质不知道，调查结果显示45.11%的学生在科学知识方面的素养是很好的。
第2题问“纳米是什么”，仍然是A选项表明对科学知识的掌握是最好的，其次是B选项，再次是C选项，D选项表示基本对这个概念不知道，调查结果显示多达70.65%的学生都有很好的科学知识素养。
调查结果表明学生对基本科学知识的掌握很扎实，大多数的学生都能回答正确。
2.2.2.2关于科学方法
问卷第3、11、12、13题关于科学方法的，第3题问“对科学研究的认识”，只有44.57%的人知道科学研究的过程和方法，仍有超过一半的人没有真正了解科学研究。
第11、12、13题都是调查学生的学习方法，A选项表示能过主动学习，B选项说明学习主动性一般，C选项则表示基本没有学习主动性，均只有30%多的学生能够积极主动地思考、查找资料、寻找答案，仍有超过60%的无论在课堂上还是课下都习惯于听老师讲解，而不是自己积极主动地思考、提问，也很少查阅资料或向他人请教。
总体来说，大多数的学生没有获取知识的主动性，科学方法欠缺。
2.2.2.3关于科学意识
问卷第5、6、7题是关于科学意识的，第5题问对新科学发明、新发现的看法，A选项的科学意识很强，B选项次之，C选项最差，调查结果（如图2）显示只有21.2%的学生有探索未知科学领域的意识，多达74%的学生意识淡薄，对于科学新发明、新发现很不关心。
第6题表明多数学生对于别人利用业余时间做化学实验、搞小发明的行为时对此感兴趣，喜欢探索化学未知世界。
第7题有68%的学生对自己设计科学实验有正确的看法。
总之，多数学生对科学、技术、社会有正确的看法，但意识淡薄，没有具体的行动，不能很好地参与有关科学技术和社会问题的讨论，不能很好地联系、应用于社会实践。
2.2.2.4关于科学品质
问卷第4、8、9、10题是关于科学品质的，第4题调查学生求实、严谨的科学态度，A选项最差，B选项达到了求实，C选项充分体现了严谨、求实、永不放弃的科学态度，调查结果显示有82%的学生选择了C选项，态度端正，认为实验失败后应该重复实验，寻找失败原因。
第8、9、10题主要调查学生会科学的态度和对学习科学的兴趣，从调查结果可以看出大多数学生认为科学技术的作用很大，使人们的生活变化很快，很有必要掌握一些科学知识。
总体来说，学生认为要有严谨、求实、勇于探索的科学态度，认识到学习科学的必要性，但借口没有时间精力，积极主动的情绪不高。
调查结果说明，在化学学习中，现在的中学生对化学知识还是以机械记忆为主，并没有将知识联系到实际生活；
学习方法也很传统，主要是以教师的讲解为主，并不能积极主动地学习化学，科学方法欠缺；
科学意识淡薄，整体化学素养不高。
虽然现在提倡素质教育，在现状仍然是为了考试而学习，知识生硬的记知识，缺乏观察、操作、表达能力，在团结合作方面也有欠缺。
目前正在进行新课程改革，教材中增加了很多与实际先联系的新的版块，化学教师的教学策略也应有所调整，使中学生在知识与技能、过程与方法及情感态度与价值观方面能够全面发展，总体提高中学生的科学素养。
3中学化学教学中科学素养的培养策略
3.1利用化学史教育培养学生的科学知识和科学品质
化学史是从历史维度揭示化学的发生、发展过程和规律的，内容包含着许许多多重要的化学知识、方法和技能,也让我们看到了化学家勇于探索自然、追求真理的顽强精神和严肃认真、锲而不舍的无私奉献精神[9]。
在化学教学中引进化学史，教师通过知识的发展过程，引导学生追溯知识的源头，展现给学生的不再是生硬枯燥的书本知识，而是科学的本质和科学家们艰难曲折地探究过程。
会引发学生的无限思考，从而发现问题、解决问题，就像学生跟随科学家的脚步自己也参与了探索,能缩短学生与知识间的距离，可以使学生很轻松的学会并记住所需掌握的化学知识。
此外，化学史教育还能使学生喜欢化学、喜欢学化学，从而形成敢于创新的决心，养成勇于实践、踏实刻苦的科学态度。
因此，在化学教学中，适当的引入化学史教育是一个很好的提高学生科学素养的策略。
在教学中引入化学史主要有两种形式：
第一种是分散教育，即在教学过程中渗入化学史，不是详细具体的讲，而是讲与课程内容有关的典型事例。
例如在讲“元素周期表”时，可以介绍一下居里夫人发明的元素将其命名为钋（Po），是为了纪念自己的祖国（Po是波兰英文Poland的前两个字母）。
用化学家的事迹启发学生，要热爱自己的祖国[10]。
第二种是集中教育，即运用比较集中的时间，系统、详细的介绍某个专题化学史内容。
这类的形式多种多样，有举行专题讲座、化学史专题报告会、知识竞赛、化学板报介绍化学家事迹等等。
这种类型的教育可以很好地提高学生的积极性，锻炼学生搜集资料的能力，使学生在学习的过程中体验到快乐。
但是，此方法在实施的过程中需要大量的时间和精力，一般不太适用，板报和竞赛在实际教学中是不错的培养学生科学素养的形式[11]。
3.2在实验教学中培养学生的科学技能和方法
化学是一门以实验为基础的自然科学，化学实验促进了化学科学的形成和发展，另外，实验是检验化学理论是否正确的唯一标准。
著名化学家戴安邦教授说：
“实验室是培养全面化学人才的最好场所。
”实验有利于学生形象、直观地记忆化学知识，加深印象；
有利于学生了解科学探究过程，培养学生的思维能力、观察能力、表达能力和创新能力等；
有利于学生学会假设、归纳、分类、总结等科学方法；
也有利于学生学习科学家勇于探索、敢于创新的科学品质。
因此，在化学教学中，实验是必不可少的环节，对于培养学生的科学素养起着非常重要的作用。
在实验教学中实验主要可以分为演示实验和学生实验。
演示实验是教师用演示的方法、结合课堂教学进行实验操作，并同时指导学生观察与思考的实验形式。
演示实验是中学化学课堂教学中生动、有效地直观教学，也是应用最广泛的的教学手段，它可以应用于各种教学环节[12]。
这就要求教师要起到很好的示范作用，教师规范、熟练的实验操作会使教师成为学生的榜样，从而会激发学生的学习兴趣。
演示实验主要是由教师在讲台上做，学生在下面看，学生操作的机会很少。
教师可以边讲边实验，甚至可以让学生参与进来。
遇到一些简单的操作可以请学生来做，不仅可以集中学生的注意力，还能检验学生的掌握程度和观察能力。
也可在实验中设置一些问题，用以引导学生自己动脑思考，培养学生的思维能力，有时还能培养自信心和成就感。
学生实验又可分为验证性实验和探究性实验。
验证性实验是学生在教师的指导下对某一结论进行的亲身操作验证，这一实验基本上实验步骤是给定的，学生的只需按步骤操作就可以，主要培养学生的动手操作能力以及操作的规范性。
而探究性实验则是以学生为主体，学生可以亲自体验科学研究过程，从问题→实验事实→科学抽象→结论→应用的整个过程，而教师只起到指导的作用[13]。
探究性实验可以提高学生学习的积极主动性，使学生在认识化学知识的过程中掌握科学方法，提升自身能力。
探究性实验是化学教学中的重要探究活动，对于解决实际问题具有很强的真实性和实践性，在培养和发展学生的科学素养上也起着很重要的作用[14]。
此外，老师可以补充一些趣味实验和条件允许的家庭小实验，如烧不坏的手帕、白糖变黑炭、自制污水过滤器等。
这是一种激发学生兴趣的很好途径当，学生对学习感兴趣，就会产生渴求获取和探求知识的内在动力。
3.3利用探究式学习培养学生的科学方法
学生在学习新课程之前已经对客观世界中的各种现象有了自己的看法或是经验，学生在学习过程中通过自己努力寻找的知识才更容易理解和记忆。
所以，本次课程改革的显著特征就是提倡探究式学习，改变了原有的单一、被动的学习方式，建立和形成旨在充分调动、发挥学生主体性的多样化学习方式，促进学生在教师的指导下主动地、富有个性地学习。
学生在整个教学设计中占有主体地位，教师在进行教学设计时应充分考虑学生的原有知识与能力,引导学生选择合适的探究课题,帮助学生解决遇到的问题,充分考虑学生的中心地位。
探究式学习又称科学探究，主要倡导者是美国的施瓦布。
所谓探究式学习，即从学科领域或现实社会生活中选择和确定研究主题，在教学中，创设一种类似于学术（或科学）研究的情境，通过学生自主、独立地发现问题，通过实验、操作、调查、搜集与处理信息、表达与交流等探索活动，获得知识、技能、情感与态度的发展，特别是探索精神和创新能力的学习方式和学习过程。
探究式学习有八个基本构成要素：
提出问题、猜想与假设、制定计划、进行实验、收集证据、解释与结论、反思与评价、表达与交流[15]。
探究性学习过程是发现问题、提出问题、分析问题和解决问题的过程。
问题是探究性学习的根源，教师要引导学生积极主动的提出问题；
根据学生提出的问题，引导学生运用所了解的知识做出合理假设，培养学生的想象力和创新力；
学生要独立设计方案，教师只起到引导作用，可增加学生的学习动力和自信心；
实验是科学探究的核心方式，学生要亲自进行实验操作、观察、分析和处理数据，有利于增强学生的思维能力、操作能力、观察和分析能力等，学习到科学研究的方法；
收集解决问题所要的证据，让学生学会比较、分类、归纳、总结等科学方法，培养学生求真务实的科学精神；
解释与结论可以培养和提高学生的分析能力、总结能力和表达能力；
反思与评价是在教师的指导下，通过讨论的方式对活动进行反思，发扬其中的优点，查找其中的缺陷，并加以改进学习，可采用自我评价与他人评价相结合的方式；
表达与交流可达到取长补短的效果[16]。
探究式学习过程使学生得到了全面发展
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