教师十大素养之科学素养

1、教师十大素养 之之 科学素养 武功县继续教育活动 2015.5.16 1 内容提要 一、科学素养与教师专业发展 二、科学素养的内涵 三、教师科学素养的构成 四、教师科学素养形成的机制和特点 五、提高教师科学素养的策略和建议 六、现代可续发展的前沿问题 十大 素养 人文 科学 艺术 技术 礼仪 专业 心理 道德 法律 理论 2 一、科学素养与教师专业发展 之一、科学素养与科学教育改革 3 1：STS教育与科学素养 STS=science technology society(科学（Science）、技术 （Technology）、社会（Society） 的研究简称为STS研究，它探讨和揭 示科学

2、、 技术和社会三者之间的复 杂关系，研究科学、技术对社会产生 的正负效应。其目的是要改变科学和 技术分离，科学、技术和社会脱节的 状态，使科学、技术更好地造福于人 类。 1982年美国科学教师协会发表了 “STS：80年代的科学教育”报告， 标志了STS教育的兴起。 多元化多元化 开放性开放性 综合性综合性 互动性互动性 人本性人本性 发展性发展性 一、科学素养与教育改革 4 2：“2061计划”中的科学素养 “2061计划”是美国促进科学协会联合美国科学院、联 邦教育部等12个机构，于1985年启动的一项面向21世纪、 致力于科学知识普及的中小学课程改革工程，它代表着美 国基础教育课程和教学

3、改革的趋势。他们勾勒出了成年人 应该具有的素养，即学生在十二年级结束时所要达到的科 学素养目标！ 举例：水循环知识。 一、科学素养与教育改革 二年级：学生应知道水在 容器内会蒸发，但在密闭 容器不会蒸发 五年级：学生应 了解液态水会因 变成气体而消失 八年级：学生应 能在分子的层面 上解释蒸发现象 5 3、“美国国家科学教育标准”与科学素养 由于对自然有 所了解和认识 而产生充实感 和兴奋感 在进行个人决 策之时恰当的 运用科学的方 法和原理 明智地参与那 些与科学技术 有关的各种问 题举行的公众 对话和辩论 在自己的本职 工作中运用一 个具有良好科 学素养的人所 应有的知识、 技能，提高自

4、己的生产效率。 一、科学素养与教育改革 6 4、我国基础教育新课程改革中的科学素养 一、科学素养与教育改革 我国公民科学素质水平2003年为1.98%；美国2000年达到17%； 本次课程改革以培养小学生科学素养为宗旨，积极倡导让学生亲身经历以探 究为主的学习活动，培养他们的好奇心和探究欲，发展他们对科学本质的理 解，使他们学会探究解决问题的策略，为他们终身的学习和生活打好基础。 2000年，全日制义务教育科学课程标准 (3-6年级)（实验稿） 7 一、科学素养与教师专业发展 之二：科学素养在教师发展中的价值 一、科学素养与教育改革 8 叶澜教授在其著作教师角色与老师发展新探一书中指出： 我们

5、坚信：我们坚信： 没有教师的生命质量的提升，就很难有高的教育 质量。 没有教师精神的解放，就很难有学生 精神的解放； 没有教师的主动发展，就很难有学生的主动发展； 没有教师的教师创造，就很难有学生的创造精神。 科学素养在教师发展中的价值 一、科学素养与教育改革 9 1、科学素养可以使教师认识当代学校教育的目标 1、知识目标 宇宙科学 基本物质 地球科学 生命科学 探索复杂的非线 性科学 关键技术领域 2、基本的科学方 法 观察方法 逻辑思维 归纳和演绎 试验的方法 调查研究 3、态度、情感、 价值观目标 认识到科学、数 学和技术是人类 共同的事业 运用科学知识和 思维方法处理个 人和社会问题

6、4、对科学技术与 社会关系的了解 视野 方法 观念 二、科学素养在教师发展中的价值 10 2、科学素养可以使老师加深对科学探究的理解 科学探究科学探究：是人们在研究各类科学特别是自然科学问题时所采取的 方法。也是学生们用以获取知识、领悟科学的思想观念、领悟科学 家们研究自然蛤所用的方法而进行的各种活动。 它应该包括以下几个步骤步骤： 一、提出问题,明确我们要研究的课题； 二、猜想假设,根据已有的理论或经验对问题的模型提出初步的设想； 三、接受检验,想办法用实验来验证我们的假设和猜想 四、不断完善,根据实验表现出来的结果修改我们的设想,使之能最后能解释 我们所面临的问题,甚至提出新的正确的理论.

7、 11 3.科学素养可以使教师认识科学的本质 具有科学素养的人不仅应具有科学知识，更主要的 是形成关于自然的基本观点，获得探索自然规律的方 法，同是形成创新能力和精神。 12 一、科学素养与教师专业发展 之三：当前我国教师科学素养发展现状 13 三、当前我国教师科学素养发展现状北京市2001年调查 1.多数教师对最基本、重要的科学术语(65%左右)和最基本的科技观点 (一般难度题50%以上)、基本科学原理(约50%)有较高认知率，在已有科 学知识的基础上，对新的科学技术知识能注意学习。 2.大多数的教师对(目前)科技功能给予肯定，82.6%的教师认为“科学技 术有能力解决人类面临的一部分问题”

8、。这表明多数教师具有较正确的 科学技术观念。 3.大学本科(及本科以上)(尤其理工类)教师和青年教师(18-30岁年龄段) 整体科学素养较高。 4.有79%的教师能积极参与不同级别教育科研实践。 5.有约40%的与人们生活密切相关的科技知识，教师回答正确的低于50%， 了解环保及可持续发展方面知识的教师低于50%。 14 三、当前我国教师科学素养发展现状北京市2001年调查 6.多数教师初步树立科学精神即有一定的质疑精神和探究精神。 7.多数教师的科技兴趣和科学探索意识有待提高。 8.有约50%的教师科学(研究)能力不高。由于方法和能力有密切关系， 对方法和过程理解水平低是造成能力低的一个因素

9、。 9.有30%-35%的教师对科学方法和过程理解水平不高，表明对常用的 科学方法了解不足。 10.调查表明，大本以下学历教师整体科研素质比高学历教师低，理 科教师科学素养高于文科教师、活动类教师的科学素养，参加过教 科研的教师比没参加过的教师略高。 11.艺术类教师及体育教师科学素养有待提高。 15 三、当前我国教师科学素养发展现状 经过多地区大量调查发现：整体上教师们的科学素养水平比我国公 众高，但仍有很多欠缺之处。公民的科学素养水平高低直接关系到 国家和民族的发展前途，教师作为知识的传播者，要不断提高自身 的科学素养，才能培养出高素质的人才。 因此，随着我国基础教学新课程改革的不断深化，

10、我们必须关注教 师科学素养的提高，特别是使教师理解科学的性质，知道科学究竟 是什么？理解科学能够干什么，不能干什么。 16 第二章：科学素养的内涵 17 1、科学是什么 1科学的世界观 世界是可知的 科学理论是变化的 科学知识的持久性 科学不能为所有问 题提供所有答案 2科学探究 科学需要证据 科学是逻辑与想象 的结合 科学能够进行解释 和预见 科学家需要明辨是 非 科学不奉行独裁主 义 3科学事业 科学是一项复杂的 社会活动 科学分为不同学科， 在不同机构中进行 研究 科学研究中有普遍 接受的道德规范 科学家在参与公共 事务时即是专家又 是公民 二、科学素养的内涵 18 2、什么是科学素养

11、1、国际经济合作国际经济合作组织（OECD）认为，科学素养是运用科学知识，确定问题和作 出具有证据的结论，以便对自然世界和通过人类活动对自然世界的改变进行理 解和作出决定的能力； 2、国际学生科学素养测试大纲（PISA）中提出，科学素养的测试应该有三个方 面组成：科学基本观念、科学实践过程、科学场景，在测试范围上由科学知识、 科学研究的过程和科学对社会的作用三个方面组成； 3、美国学者米勒认为，公众科学素养由相互关联的三部分组成：科学知识、科 学方法和科学对社会的作用，具体说就是，具有足够的可以阅读报刊上各种不 同科学观点的词汇量和理解科学技术术语的能力，理解科学探究过程的能力， 关于科学技术

12、对人类生活和工作所产生的影响的认识能力； 4、欧盟国家科学素质调查的领导人J杜兰特认为，科学素养由三部分组成： 理解基本科学观点、理解科学方法、理解科学研究机构的功能。 19 2、什么是科学素养 1967年，美国威士康星大学的培勒(Pella)等人通过研究提出，具有 科学素养的人应理解以下内容： (1)科学和社会之间的关系； (2)指导科学家工作的伦理原则； (3)科学的本质； (4)科学和技术的区别； (5)科学的基本概念； (6)科学和人文学科的关系 20 2、什么是科学素养 1974年，舒沃尔特(ShowMmr)在培勒研究工作的基础上，通过进一 步研究指出，有科学素养的人应有以下七个特征

13、： (1)理解科学知识的本质； (2)在与其周围的世界相互作用时，能准确运用合适的科学概念、原理、定律和理论； (3)在解决问题、作出决策、增进对世界的了解时采用科学的过程； (4)在与其周围的世界相互作用时所采用的方式与蕴藏在科学内部的价值是一致的； (5)理解和重视科学、技术和社会之间的相互关系； (6)通过科学教育(并使其贯穿自己的一生)，形成了对世界更丰富、乐观和积极的看法； (7)具有许多与科学和技术有关的操作技能。 21 2、什么是科学素养 科学素养（Scientific Literacy）：国际上普遍将 科学素养概括为三个组成部分，即： 对于科学知识达到基本的了解程度； 对科学的

14、研究过程和方法达到基本的了解程度； 对于科学技术对社会和个人所产生的影响达到基本 的了解程度。 具备基本科学素养：只有在上述三个方面都达 到要求者才算具备基本科学素养的公众。 22 3、当代科学素养内涵 科学的本质 核心科学概 念 科学过程 科学、技术、社 会、环境之间相 互关系 科学和技术 技能 科学的内在 价值 与科学有关的 态度和兴趣 23 第三章：教师科学素养的构成 24 之一：科学基本概念和基础理念 第三章：教师科学素养的构成 25 一、科学的基本概念和基础理论 科学概念：就是一切科学现象本质的反映。 科学基础理论：是经过实践检验的系统化了的科学知识体 系。它是由科学概念、科学原理以

15、及对这些概念、原理的 理论论证所组成的体系。 26 科学基础理论特征 特征 客观真 理性 全面性 严密性 预见性 27 科学基础理论的结构 逻辑 结构 基本概 念 基本原 理 科学推 论 28 二、科学基本概念和基础理论的形成过程 感性认识 理性认识 实践 感觉 知觉 表象 29 三、科学基本概念和基础理论的内容 物理学 地理学 化学 生物学 30 1、物理学的基本概念和基础理论 1物体运动 力：物体间的相互作用 万有引力定律 能量的转换与守恒 振动 分子理论和热力学 2电与磁 电场与电流 电磁感应 31 2、化学的基本概念和基础理论 物质的 分类 混合 物 纯净 物 原子结 构 原子 构成

16、原子 核和 核外 电子 分布 元素周 期表律 和元素 周期表 化学键 离子 键 共价 键 金属 键 物质的 量 化学反 应 反应 方程 式 反应 速率 和平 衡 氧化 还原 反应 电解质 溶液 电解 质的 强弱 溶液 的酸 碱性 离子 反应 盐类 的水 解 有机物 32 3、生物学的基本概念和理论 1、分子与细胞 组成细胞的元素和化合物 细胞的结构 细胞的物质输入和输出、能量的获取与利用 细胞的增殖与凋亡 3、生物与环境 动物、人体、植物生命活动的调节 种群和生物群落 生态系统 4、生物工程 基因工程 细胞工程 酶工程 蛋白质工程 微生物工程 2、遗传、变异与进化 33 4、地学的基本概念和基

17、础理论 地学：是对以我们所生活的地球为研究对象的学科的统称，通常有 地质学、地理学、海洋学、大气物理、古生物学等学科。地学主要 是指地质学和地理学的统称。 天体 星系 宇 宙影响地貌 的因素 太阳对地 球的影响 地 球 34 第二节 科学研究的过程与方法1、学习科学研究方法的意义 正确的方法是科研工作获得成功的重要保证。 学习科学研究方法是进行科学教育、培养科技人才的重要 环节 科学研究方法是沟通自然科学和哲学的重要中介 35 第二节 科学研究的过程与方法2、科学研究的一般过程 1选定 科研课 题 2收集事 实材料 3提出和验 证假说 4形成科学 理论 5理论复 归实践 36 第二节 科学研究

18、的过程与方法3、科学研究的一般方法 经验方法 观察方法 试验方法 模拟方法 测量方法 理论思维方法 比较和分类 分析和综合 归纳和演绎 类比和假说 科学探究 提出科学问题 进行猜想和假设 制定计划，设计试验 观察与实验，获取事实与证据 解释与结论 反思与评价 表达与交流 37 第三节：科学的世界观要素 科学 世界 观要 素 世界是 可知的 科学理 念是改 变的 科学理 念是改 变的 科学知 识具有 持久性 科学不 能为所 有问题 提供完 整答案 38 第三节：科学的世界观内容 科学世界观就是用联系、发展的眼光看世界 坚持科学世界观就要把握质量会变规律 掌握科学世界观就要弄清真理与价值 实践是社

19、会的本质 39 第四章：教师科学素养形成的机制和特点 40 第一节：教师职业特点及其专业发展 具有复杂 劳力劳动 具有极大 的创造性 和灵活性 具有鲜明 的示范性 具有长期 性和长效 性 传承性 1、教师职业的特点 41 第一节：教师职业特点及其专业发展 2. 教师专业发展的阶段 师范院校的学习 职前学习 阶段 新手阶段 胜任阶段 熟练阶段 专家阶段 职后发展 阶段 42 第一节：教师职业特点及其专业发展 内部因素 险隘的功利主义教育观 专业不自信，自我效能感低 对专业发展的认识和理解不够 教师自身专业基础薄弱 外部因素 教师教育体制的滞后性 教师管理制度的集权性 评价制度对教师专业化的影响

20、2、影响教师专业发展的因素 43 第二节：教师科学素养形成的特点及影响因素 1、 教 师 科 学 素 养 形 成 的 特 点 1、科学素养形成的自主性 2、科学素养形成和发展的阶段性和连续性 3、科学素养形成的情景性 4、科学素养形成的多样性 44 第二节：教师科学素养形成的特点及影响因素 2、教师科学素养形成的影响因素 1）教师科学素养形成的内在因素 自主形成能够科学素养的意识 自主形成科学素养的能力 2）科学素养形成的外部因素 社会环境 “关键事件”对教师科学素养形成的影响 45 第二节：教师科学素养形成的特点及影响因素 入职前科学 素养形成的 系统化 入职初期的 社会化 发展阶段科 学素养的自 我发展 成熟期是科 学素养系统 的动态提升 46 第五章：提高教师科学素养的策略与建议 47 第一节：提升教师科学素养的重点 普及科 学知识