中小学科学教育的途径_教师如何进行科学

中小学科学教育的途径_教师如何进行科学

第一节　中小学科学教育的途径

一、中小学科技教育课程

什么是课程？课程即教学的科目。什么是科技教育课程？顾名思义即进行科技教育教学的科目。

从广义上讲，中小学科技教育课程包容了现行的中小学所有课程。邓小平向我国教育提出的“面向现代化，面向世界。面向未来”的重要思想，在中小学各科教学中得到充分体现。但是，自然科学知识的系统掌握是进行科技教育的基础。因此，自然科学专门学科的课程设置，有助于更加直接地在不同程度上对青少年的科技素质进行熏陶和训练，引导青少年认识和了解科技发展和创造的一般规律，重视指导青少年理论联系实际，发现问题并解决问题。一般认为，中小学科技教育课程由学科类课程（必修课和选修课）和活动类课程组成。

1．学科类课程(www.guayunfan.com)

（1）小学自然课《近代科技》

小学自然《现代科技》是义务教育小学阶段的一门重要基础学科，担负着对学生进行科学启蒙教育的任务。它的内容设置体现了科学技术的基础性、广泛性和启蒙性，是激发小学生的科学好奇心，引导他们走进科技殿堂的第一块铺路石。

（2）小学数学课

掌握一定的数学基础知识和基本技能，是我国公民应当具备的文化素质之一。小学数学是学生正式学习数学的开始，是义务教育的重要学科。它的内容设置和教学要求着眼于为学生打好数学的初步基础，发展思维能力，培养学生学习数学的兴趣，养成良好的学习习惯，为学习现代科学技术打下基础、提供工具。

（3）中学数学课

中学数学是一门重要的基础工具学科。随着我国改革开放的不断深入和现代科学技术的迅猛发展，电脑技术、概率和统计等知识已广泛应用于生产和生活的各个方面，自然界与社会中许多现象和过程要借助于数学模拟研究和预测。数学在现代社会中的作用愈来愈显著。因此，中学数学既为其他学科的学习提供基础知识和思想方法，又对学生智力的发展和健康个性的形成起着促进作用。

（4）物理课

中学物理重在培养学生的观察能力、实验能力、思维能力、分析和解决实际问题的能力，着眼于科学态度和科学方法的教育。使学生比较系统地掌握现代科学技术和物理基础知识，鼓励学生独立思考、勇于创新、大胆应用。

（5）化学课

中学化学教学是化学教育的起始阶段。它以现代的化学基础知识教育学生，培养学生的基本技术和思维能力，为学生学习现代科学技术打下基础。

（6）生物课

中学生物课的教学，要使学生获得生物学、人体科学等基础知识，树立基本的生物学观点；培养学习兴趣和操作技能，为他们参加社会主义现代化建设、适应现代化生活和科技知识的提高打下基础。

（7）中学计算机课

由于信息化社会和知识经济对教育的要求，计算机教育已经成为青少年素质教育的重要组成部分。计算机课程是知识性与技能性相结合的基础学科。通过教学使学生了解计算机的基础知识，掌握计算机的基本操作，学习一两种程序设计语言和应用软件的使用方法，对于学生扩大知识面、开阔视野、培养现代思维意识和技能都会起到良好的作用。

（8）选修课

面对当前科学与技术发展的综合化、一体化及相互交叉渗透的趋势，传统的按照科技各学科分别设置课程及多次循环教学将不再适应，“开设选修课和专题讲座及时吸取科学与技术的最新成就成为非常必要的了。选修课的内容设置可以从科学、技术的前沿出发，提高学习的起点，引导学生结合生活和生产实际，增强应变能力。

2．活动类课程

（1）团队活动

以共青团、少先队组织形式为基础进行科技教育活动。其主要方式有：结合科学纪念日、重大科学现象或科技事件，举办科普讲座、科技报告会及主题团队会；组织收看重要科技（生产）活动的电视现场直播或录像；组织科技读书活动和手抄报活动；有条件的还可以指导学生利用电脑开展活动。

（2）科技兴趣小组

本着学生爱好与自愿相结合的原则，组成航天、航海、电脑、生物、环保等各种兴趣小组，定时定点开展活动，指导学生进行小制作、小发明，写作小论文、科学报告等。有条件的学校，可以建立小天文台、小气象台站（哨）、小地震台、小植物（动物）园等，开展科技观测与研究活动。

（3）参观学习

有组织地安排学生参观博物馆、科技展览等，也可以组织学生深入科技和生产第一线，如科学院、天文台、现代自动化企业和现代化建筑（车站、码头、商场、立体交通设施）等，开眼界，长知识，拓宽科技知识视野。

（4）开展科技竞赛和科技游艺活动等

二、学科教学中的科技教育

中小学学科教学是实施科技教育的主渠道。如何充分发挥学科教学的主渠道作用？当前科学技术迅猛发展的趋势，要求必须解决好以下两方面的问题。

1．运用现代教育技术．体现现代教育的基本思想，努力实现四个转变

（1）教师角色的转变：教师要从知识的讲授者，转变为学生学习的指导者；

（2）学生地位的转变：学生要从被动听讲的接受者，转变为主动参与的学习主体；

（3）媒体作用的转变：把媒体从原来作为教师的演示工具，转变为学生的认识工具；

（4）教学过程的转变：把教学过程从传统的逻辑分析讲授过程，转变为让学生通过发现问题、探究问题和意义建构过程来获得知识，培养能力。

2．将“科学—技术—社会”（即STS）教育精神融入中小学学科教学之中

STS教育融入学科教学具有以下作用：

（1）可以使现代科学技术的发展以一种学生易于接受的形式体现在课堂教学上；

（2）可以提高学生学习系统学科的兴趣，这对于中小学课程改革至关重要，因为好奇心和求知欲永远是学生学习积极性的驱动力；

（3）可以培养学生的社会责任感，使之明确学科知识和方法教育在个人发展中的意义以及在社会发展中是不可缺少的。

在学科教学中进行科技教育有两个基本方法：渗透与应用。

（1）学科教学渗透举例

在语文教学过程中，怎样使学生树立科学观念呢？九年义务教育六年制小学语文《蛇与庄稼》的教学，可以给我们以启示。

《蛇与庄稼》讲述“蛇与庄稼”、“猫与苜蓿”、“吐痰与肺结核”的联系，力图阐明事物之间存在着简单的联系和复杂的联系，恰当的教法会使学生初步建立辩证唯物主义的基本观念。

蛇是动物，庄稼是植物，蛇与庄稼之间有什么关系呢？学生不易理解，也不容易感兴趣。教师如果抓住“奇怪”一词启发学生，则会激发学生兴趣，使其晓联系，树观念。

按常理，庄稼歉收，应该施肥、捉虫。可是老农一不施肥，二不捉虫，却买蛇放到田里，结果庄稼真的获得大丰收。学生由此会感到奇怪，急于搞清到底是怎么回事。课文用“原来”一词一转，说破秘密，道出缘由．使学生发现表面上好像没有联系的事物，其实存在内在的联系。这就是：田鼠糟蹋庄稼，蛇捕捉老鼠，蛇保护了庄稼。这就在潜移默化中使学生树立了科学观念。

进一步启发学生，我们生活的大千世界有万物生息，仅仅是“蛇与庄稼”之间有着相互联系吗？引导学生阅读课文第二段和第三段，分层次明了事物之间不仅存在着简单的联系，还存在着复杂的联系，只有不怕麻烦，研究它们，掌握其中的规律，才会把事情做得更好。

学生的科学观念，正是在这样一种阶梯式的认识过程中逐步树立起来的。

语文课中渗透科学观念的课例很多，如《蜜蜂引路》、《秋天来了》、《蝙蝠和雷达》、《外婆家的新厨房》、《揠苗助长》等等，可以从中有机地渗透科学教育的内容和方法。

这个例子表明，尽管是小学语文课，渗透科学观念，培育科技意识，讲明科学道理，也是可行的，何况中小学其他学科呢？学校和教师树立科技渗透意识，讲究教学方法，在学科教学中渗透科技教育是大有作为的。

（2）学科教学应用举例

①在数学教学中传播科学思想，显化科学方法。

例1某工程设计使用了电子计算机。使计算速度大大加快。原来1名设计人员100小时的计算量，用这台计算机只需五秒，那么5名设计人员250小时的计算量，用这台计算机计算，只需几秒？

在解析这道题后，教师可以设计三个提问：a．电子计算机这一科技成果是何时发明创造的？b．以上题和个人见闻为例，电子计算机的应用有哪些优点和功能？c．电子计算机的广泛运用，把生产力提高到前所未有的高度，创造了巨大的社会财富，这说明了什么？通过启发提问，学生进一步了解电子计算机在科研生产、国防和生活中的广泛运用，初步懂得现代科技对于社会兴衰与民族存亡的举足轻重的作用，传播并使学生树立“科技是第一生产力”的科学思想，这是空洞的说教难以企及的。

②在物理教学中培养科学态度，训练思维能力。培养学生的科学态度，要注意在日常教学中从点滴做起。如在讲授《电磁感应》一节时，教师要精心组织学生做好探索性实验，使学生经历失败与成功的磨炼。在此基础上强调法拉第“十年磨一剑”的坚忍不拔精神．终于发现了电磁感应现象，为我们开辟了使用电和磁的时代。学生的亲身体验和科学家榜样的力量，无疑有助于使他们确立正确的科学态度。

学生在做物理实验时，有时会出现“凑数据”的毛病，其目的是使计算结果与课本的数据一致。例如“测定小铁块的密度”时，学生往往力图使测定值与课本上的数值相同。而不是认真分析产生误差的原因。由于这是违反实事求是的科学态度的，教师就必须向学生讲清楚，由于实验条件的限制出现稍大的误差是正常的，分析误差是进行科学实验的重要方面。同时可以利用科学史上的与预料相反的实验结果导致了重大发现的实例教育学生。例如发现原子核式结构的粒子散射实验就是很好的例子。

科学思维方法和能力的培养在规律教学、实验教学和习题教学中均可充分体现。人的思维方式，或者由“因”推果，或者由“果”推因（逆向思维），而逆向思维能力的培养是非常重要的。

“假想思维”在物理学中有广泛的运用。伽利略即是一位“假想思维”大师。他首先根据假设建立物理模型，进而根据推论精心设计实验，终于确定了自由落体运动是一种匀变速运动，并为牛顿第一定律的问世奠定了坚定的理论基础。牛顿第一定律的教学必须体现这一思维方法，训练和培养学生的“假想思维”能力。

“等效思维”是由已知条件出发演变出新的物理模型，简化问题的分析和计算。如一列火车在平直的铁路上匀加速的行进，车头相对于路边一位观察者的速度是V1，车尾的速度是V2，若列车长为L，问列车中点相对于观察者的速度是多大？分析该题时，若以列车为研究对象较麻烦，但假定列车不动，观察者从车头向车尾匀加速运动，即把人作为运动的研究对象。通过这一等效变换，学生一般就会感到问题解析比较简捷了。

当然，学科教学中的科技教育不仅仅局限于上述示例。只要解放思想，开动脑筋，中小学各科教学都可以渗透和应用科学教育的思想和方法，可以结合现代需要和学科特点去选择、设计和创造教法与学法，为提高中小学生的科技意识和现代社会的适应能力作出积极的贡献。

三、家庭与社会（社区）的科技教育

在家庭和社会生活中，人们（包括青少年）越来越多的享受着现代科技带来的恩惠——电视、电脑、IC卡……同时，不可避免的承受着大自然的惩罚——厄尔尼诺现象，各种污染带来的危害等等。因此，在家庭和社会条件下，青少年同样可以接受丰富多彩的科技教育。

在家庭和社会条件下开展好科学教育的关键是：家长科技意识的强弱直接影响到孩子的科技意识；社会（社区）能否提供适宜的科技教育活动的场所和机会。

1．家庭科技教育的形式与方法

（1）科技游戏

著名教育家陶行知先生曾经指出：“我们提倡科学，就是要提倡玩把戏。提倡玩科学的把戏，科学的小孩是从玩科学的把戏中产生出来的。”科技游戏的意义在于：符合青少年心理特点和家庭氛围，可谓寓教于乐，把“教学做”、手脑有机的结合在一起。科技游戏的形式和方法多种多样，如手工拼装、拼图比赛、玩电子游戏等等。

（2）科技阅读

“书籍是人类进步的阶梯”。不言而喻，它同样是人类科技进步的阶梯。家长的责任在于，适时选择符合孩子心智发育时机的科技读物指导孩子阅读。如对小学生，可提供图文并茂的科技图书，也可以提供电子音像读物（录音带、录像带、光盘等）；而对中学生，则可以同他们一起选择较系统且操作性较强的各类科技读物，有条件也可以指导他们利用电脑互联网络进行网上阅读。

（3）旅游考察

带领孩子“到自然界去观察”，这一思想不管是对城市还是农村的家庭，都具有十分深刻的意义。名山大川、天空海洋、地貌植被、鸟兽虫鱼、古代与现代建筑等等，可以说处处是课堂，到处是教材。农村孩子有必要到城市里接受现代化的气息；城市的孩子更有必要到大自然中去，找回生机勃勃的感受。科技教育的信息会以“润物细无声”的方式传递给孩子们。

（4）计算机教育

在信息时代的今天，计算机正在大踏步地进入家庭。新世纪对于人的基本要求是——学会学习（而不是仅仅学会知识）！而计算机恰能为孩子提供学会学习的条件和机会。一切有头脑的家长都应该尽最大努力把握机会，利用电脑培养孩子的科技素养和科技熟练度．以具有有效学习、利用和处理知识的能力。

2．社会（社区）科技教育的形式与方法

（1）媒体传播

报纸可以设立“科技教育”等专版，电台、电视台可以安排“科技与社会”、“科技博览”、“电脑时代”等专题节目，以生动活泼的形式宣传报道科技教育。出版社可以编辑出版有关科学技术教育的文字或音像读物，推荐给青少年和其他读者。

（2）发挥基地作用

博物馆、展览馆、科技馆、厂矿和科研机构，还有植物园、动物园等，都是进行科学教育的重要基地，可以组织学生定期参观考察，或者参与某一方面的实验测量等等，这有利于青少年增进感性认识、提高实践能力。

（3）参与社会生活

针对社区环境绿化、污染治理、生态保护、动植物养殖等具体社会公益或经济发展问题，可以组织青少年学生参与调查治理，提供合理化建议等，使他们在主动参与过程中提高科技意识，培养各种能力。如山东省济南市政府倡导和组织的青少年学生护绿保泉活动，就非常有意义。全市数万名中小学生有组织的“领养”绿地，清理名泉，既有效地改善了环境，又增强了青少年学生的社会责任感，更重要的是使他们在实践活动中受到了有效的科技教育。

四、中小学的科技教育活动

中小学的科技教育活动，同其他教育活动一样，第一，必须要借助于一定的场所，即常说的“科技活动基地”；第二，有自己的活动内容、活动形式与活动方法，即选择适当的内容、生动的形式与灵活的方法非常必要。

1．学校科技活动基地的建设

场地是开展科技活动的重要条件。从各学校的实际出发，尽可能地为学生开辟必要的科技活动场所是各校的主要任务之一。就目前情况看，校内科技活动基地大体可分为四种类型。

（1）学科和科技探索型小组活动基地

一般可以利用学科实验室、电子计算机房等建立活动基地，也可以开辟活动室、制作室、实验园地等，并配备相应的仪器仪表、工具、材料。

（2）技术实践型小组活动基地

根据学生的兴趣爱好和特长，成立诸如航空（海）模型、车模、摄影、气象、天文、计算机、动植物等技术小组。可以借用学科实验室等，也可以开辟小植物园、小动物园、小温室、小气象站、小天文台等，直接提供科学活动场所。

（3）宣教、情报资料型活动基地

学校或班级可以设立科技作品展室、科技橱窗、科技板（墙）报等，还可以举办科学广播专题节目、动脑筋园地等，同时注意发挥电教室、多功能室的作用开展活动；建立学校或班级的科技资料档案．收集科技信息资料等。也是很好的办法。

（4）校办工厂、农场与科技活动

校办工厂、农场等不仅是生产基地，更应该成为学生开展相应的科技活动的基地，使学生在从事生产劳动的同时接受科技教育。

校外科技活动基地是相对校内而言的。它往往与社会（社区）的科学教育活动基地联系密切，如科技馆、青少年宫、博物馆、公园等。与之加强联系、开展活动，也是学校可以充分利用的科技教育资源。

2．中小学科技教育活动的内容、形式和方法

（1）科技教育活动的内容选择运用要适当

科技教育活动是一项目的性很强的教育活动。在活动中选择、运用好活动内容十分重要，它关系到科技活动实施的过程和教育目标的完成。

①选择科技活动内容必须强调“新”。中小学生精力旺盛，求知欲强，只有让他们接触新知识、新技术，才能培养他们对科学技术的兴趣，即使是基础学科内容也要新。要让中小学生的接触面和兴奋点同世界新科技成果同步，从小关注影响祖国和人类发展的重大课题。这就要求在结合数、理、化、天、地、生学科内容的同时，积极充实新学科、新技术、新知识。如微电子技术、生物技术、信息工程、材料科学、航天技术、环境科学等，以便在一定程度上克服课堂教学内容滞后于科技水平发展的现象。

②选择科技活动内容要求“实”。科技活动内容要从本地区的经济、科学实际水平出发，加强实用技术的内容。如农村学校可以侧重于选择种植、电工、机械、病虫害防治等方面的实用技术内容；城镇学校则选择模型制作、电脑应用、节水、节电装置的研制等内容。要引导学生多动手、勤动脑，敢想、敢做，还要注意及时灵活运用课本上所学到的知识。

③选择科技活动内容要符合学生的年龄特征、兴趣爱好和知识水平。由于不同年龄的学生心理状态和知识水平不同，他们对科技活动内容的兴趣也不会相同。即使是选择相同的学科内容，安排上也要有层次上的区别。比如小学阶段主要是启蒙阶段。

④选择科技活动内容必须考虑教育效果。要选择运用那些有利于学生思维品质和能力形成与发展的内容，提高教育成效。

（2）科学教育活动的形式要生动

生动活泼的科学教育活动形式深受广大中小学生的欢迎。学校组织者要在喜闻乐见，趣味性、普及性、竞争性等方面开动脑筋，积极组织。如组织兴趣小组、小发明家学会、数学学校等：还可以组织“科学月”、“爱鸟周”、“世界环境日”活动、科技夏令营活动等。组织科技报告会、科技板报、科技作品展览、放映科技影视等也为学生喜闻乐见，能够做到人人参与。各种竞赛活动如数学竞赛、理化竞赛、计算机程序设计比赛、环保知识竞赛等，其激励作用、选拔作用不可低估。其他如科技制作、自然考察、科学观测、作物栽培等，组织得好，学生都会抱着极大的兴趣积极参与。

（3）科学教育活动的方法要灵活

科技活动的方法不拘一格，重在实效。不同学段的学生，不同内容和形式的科学活动，要采用不同的方法。如天文、气象活动要以观测法为主；作物栽培、电路设计则要以实验法为主；环境保护活动要运用调查法；各类模型和实物作品要运用制作法。小学生开展活动要多采用示范法和教练法；中学生开展活动则可运用自学法、讨论法、研究法、竞赛法等等。总之，活动没有定法，贵在运用。