论小学科学教师的科学素养 详细版课件

1、论小学科学教师的科学素养湖南第一师范学院 张平柯 一、小学科学教师的肩负的历史重任1.科学技术与社会发展的关系。2.科学技术与国民科学素养。3.我国国民科学素养现状。4.提高全民科学素养的关键。5.小学科学教师的重要地位。1、科学技术与社会发展的关系 科学和技术是人类社会的产物，它们产生于人类社会与自然的相互作用，又强烈地影响着这种相互作用的方式、质量和发展方向。“科学技术是第一生产力”的论断，揭示了科学技术作为社会发展的基本动力的重要属性。2、 科学技术与国民科学素养。科学技术是人类改造自然、取得与自然和谐发展的重要工具，使用它的人必须具备相应的素养科学素养，国民科学素养的高低，直接影响到国

2、民的生活质量，影响到国家的发展水平，影响到人类的生存环境。科学技术是具有强烈的时代特征的，不同时代的科学技术的先进性标准差别是巨大的，因此对掌握这种工具的人的要求也有强烈的时代性。新世纪是高科技的世纪，国家间竞争的制高点是科技竞争，而科技竞争的关键就落实到国民科学素养的竞争 。3、我国国民科学素养现状不久前发布的中国第八次公民科学素养调查显示，到2010年，全国公民具备基本科学素养的比例为3.27%，而美国在2000年就达到了17%。这显示中国人整体科学素养偏低。全球科技的飞速发展与我国国民科学素养相对低下的现实形成了突出的矛盾！如何迅速提高全民的科学素养，是一个摆在我们面前的严峻的问题。4、

3、提高全民科学素养的关键提高全民的科学素养，是一项涉及到社会各个领域的巨大而复杂的系统工程，它涉及到社会的各个部门、社会的每位成员。在这个系统工程中，教育工作者无疑承担着最重要的责任。学校教育是终身教育的最重要的阶段，而基础教育又是学校教育的基础。因此，以面向世界、面向未来、面向现代化的眼光，对基础教育的观念、体制、方法、内容进行彻底的、系统化的改革，把提高受教育者的科学素养以隐性和显性的方式始终贯穿到教育的全过程中去，是提高全民科学素养的关键。 5、小学科学教育改革浪潮的掀起教育部在总结了国际、国内的教育改革经验后启动了 “面向二十一世纪的基础教育课程改革” ，对小学的科学教育给予了高度的重视

4、。小学科学课程就是在这样的历史背景下诞生的。 科学（36年级）课程标准（实验稿）将课程目标定位为：“小学科学是以培养科学素养为宗旨的科学启蒙课程。”在科学课标的指导下，多套各具特色的小学科学教材，先后进入小学科学课堂。而正在修改的科学（16年级）课程标准更是将科学课程的开设提前到一年级，并将课程目标修改为：小学科学课程是一门以培养学生科学素质为宗旨的义务教育阶段的核心课程。6.小学科学教师自身科学素养的重要性新的科学教育是新的科学理念和新的教育理念的有机结合。它对小学科学教师提出的是一种全新的、史无前例的要求。小学阶段是在心灵深处播撒科学种子的最佳季节，小学生对科学事物具有与生俱来的强烈的热情

5、，但这种热情需要教师科学的引导才能发展为持久的科学兴趣和动力，最终形成良好的科学素养。小学科学教师是科学知识的传承者，小学生科学探究活动的活动设计者和共同参与者，他们科学素养的高低将直接影响活动的价值、并以言传身教的方式直接影响到学生一生的发展。总之，小学科学教师必须掌握丰富并且结构合理的科学知识、适应现代科学教育需要的较强的科学探究能力。并将自身良好的科学素养与现代化的教育教学方法相结合才能担负起儿童科学的启蒙者这一神圣使命。二、研究小学科学教师的科学素养结构的意义1.科学素养概念的发展。2.科学素养概念的可塑性。3. 小学科学教师的科学素养结构要素的提出。1、科学素养概念的发展提高国民科学

6、素养向科学进军的口号。统一科学素养概念的尝试 。Pella提出科学素养的六个范畴。 Showalter认为科学素养有七个方面含义 Jon Miller定义了科学素养的三个维度 。面向全体美国人的科学对科学素养的定义2、科学素养概念的可塑性科学素养概念具有多维度性 科学素养概念具有与时俱进的特点；科学素养概念具有明显的行业特征；科学素养概念具有地域特征。3、提出小学科学教师的科学素养结构要素的意义承认科学素养这一概念的发展性、变化性、多维度性、与时俱进性和不同行业、不同国度的视角差异性，把研究的精力集中在各种具体情况下对它的具体要求上，并将它以多种方式渗透到每位国民的文化素质中去，变成社会发展的

7、动力，其意义远大于“如何给出科学素养这一概念的公共定义 ”的理论纷争。基于对科学素养基本要素的共识，不同情况下对科学素养界定的弹性，以及基础教育课程改革对小学科学教师的特殊要求。我们提出 “小学科学教师的科学素养结构要素”这一概念 。三、小学科学教师的科学素养结构要素及其基本要求 通过分析综合我们将科学教师的科学素养结构要素界定为以下8个方面：1、情感2、态度3、自然观4、价值观5、科学方法6、科学精神7、科学知识8、科学探究能力。并确定了每一个方面的具体要求 。1、情感 （1）对与科学有关的事物都有浓厚的兴趣。（2）能够在设计、参与和指导小学生的科学探究活动的过程中体验到科学活动的趣味。（3

8、）能够欣赏科学具有的和谐、秩序、简洁、对称、统一的美。（4）对自己作为科学的传播者有一种神圣的使命感。（5）业余爱好也最好是一些与科学有关的项目。 2、态度 （1）关注科学、追求科学，能以积极主动的态度通过各种方式去获取、去探究新的科学问题。（2）热心科学教育事业，积极主动地带领学生参与科学探究活动。（3）崇尚科学，努力实践科学而不能对科学怀着一种半信半疑或者是敬而远之的态度。（4）能用科学的态度进行独立思考，敢于怀疑、敢于批判、敢于探索、敢于创新。对前人的观点，有怀疑和批判的精神，相信科学的结论而不是迷信权威，有用实事求是的态度、用实证的方法，筛选处理信息的意识和能力。（5）能正确对待自己，

9、善于发现、勇于承认自己的错误，能够主动地剖析产生错误的根源。（6）乐于根据具体情况设计科学探究活动、善于创造性地运用教材 。3、自然观（1）理解世界的物质性，知道世界是物质的，物质世界是有规律的，这些规律是可以被认识的，因此世界是可知的。（2）人类关于物质世界的知识具有可迁移性，但知识的迁移又是有条件的。（3）人类对物质世界的认识是不断深化的，因此在一定条件下人类对物质世界的认识总是具有相对性的。然而这种相对性的认识又是可信的和有价值的。（4）人类的认识经过努力是可以不断逼近绝对真理的。4、价值观 价值观是人们在一定历史条件下通过价值认识和价值实践，逐步在头脑中形成的一种相对稳定的判断利害、善

10、恶、美丑、真伪的观念。 人类在不同的活动领域有各种不同的具体的价值观。 对小学科学教师，应该特别提出来的有两类价值观：（一）教育价值观；（二）科学价值观。5、科学方法 （1）认识科学方法的三大部类（2）对以培根的“经验归纳法”、笛卡儿的“先天演绎法”为基础，以伽利略、牛顿为代表的，用“数学与实验、假设与验证、归纳与演绎、分析与综合”诸方法构建起来的近代科学方法，要有深刻的认识。（3）认识科学方法的发展性和包容性 （4） 对自然科学的几个基础门类的具体的研究方法要有本质上的把握，对于一些比较通用的研究方法更要融会贯通，比如变量控制法、图表法、理想模型法、能量分析法、科学统计法、类比法、结构法、等

11、效方法，近似处理方法等等。（5）对现代科学方法有所了解。6、科学精神 （1）能够区分“科学与非科学”。 认识到非科学与科学之间存在不可逾越的界限，科学精神拒绝不具备经验证据基础的、超自然的非科学和伪科学，任何时候都必须是坚定的无神论者，必须坚决地反对伪科学； （2）能正确认识“科学假说与科学理论”之间的关系。认识到科学假说与科学理论之间不存在不可逾越的界限。对待儿童的建立在自身经验基础上的猜想应该持宽容和鼓励的态度。（3）鼓励儿童凭好奇心、直觉等提出创造性问题。但必须明白科学精神拒绝在假说检验与评价过程中的非理性。（4）了解科学理论需要的经验证据必须是有效的，在收集证据时按照科学规范进行，同时

12、也要注意采用的权威证据其来源是真实可靠的。（5）要坚毅、执著但不固执己见，在与学生的共同探究活动中，不管是对自己的观点，还是对他人的观点都要有理性的态度、等待实践验证的耐心，绝对不能以势压人。（6）应该乐于、善于与同行合作这是适应未来科学教育的需要，同时还应该在科学探究过程中鼓励学生交流合作，培养团队精神。（7）具有献身科学的精神，捍卫科学的勇气。7、科学知识 （1）具有扎实的自然科学基础知识，具体来说，应该在生命世界、物质世界、地球与宇宙等方面达到超过高中而接近大学专科的水平。（2）对贴近生活的科学知识应该有比较全面和系统的了解。（3）对科技发展史、科学与技术的区别与联系、科技与社会、科学与

13、人文知识、科学与当代人的生活等都有相当程度的了解。（4）知识结构以广博为主，渊深为次。对一些重要的科学原理应该从哲学的高度去认识，而不在于复杂而精确的计算。 （6）了解现代科技发展的主要方向，并能从科普的层面上了解前沿科技知识。（5）对一些具有重大意义的科学概念、思想和方法（如变量的概念、极限的思想、生命的本质、运动的物质性和相对性、用能量概念沟通自然科学各个领域、地球环境和可持续发展等）都应该有比较深刻的认识。8、科学探究能力 （1）高度的注意力和敏锐的观察力。能够通过观察儿童科学探究的过程，捕捉到儿童思想的闪光、发现儿童探索中遇到的困难，引领儿童以科学的方法探索客观世界。（2）有丰富的想象

14、力和比较强的形象和抽象思维能力，能理解儿童以感性为主认识方式，以想象为主的理解方式，并能逐步地引导儿童从形象到抽象、从个别到一般，形成规律性的认识和科学概念。 （3）较强的动手能力或者叫做“做科 学”的能力，这样才能带领儿童进行有效的科学探究活动。（4）有较强的科学交流能力，能用书面语言和口头语言准确地表达科学探究过程、科学概念、科学思想、科学理论。（5）具有对学生的科学探究活动水平的评价能力，并能在正确判断的基础上，有效地改进活动设计，提高活动的价值。（6）具备终身学习的愿望和能力，主 动跟踪科技的高速发展。（7）有关心“身边的科学问题”的习惯，有用科学原理对它们进行分析并作出判断的能力，乐

15、于、善于解答儿童提出的问题，满足儿童好奇的天性。（8）具备计算机等现代化电教设备的基本操作能力，能利用它们进行辅助教学。熟悉INTERNET、EMAIL等，具备多种获取信息、处理信息的能力。附：科学素养的测量方法 科学素养是一个抽象的概念，如何对它进行科学的测量，这曾经的一个令人困惑的问题。 Jon Miller比较深入地研究了这个问题，它提出了操作定义的概念；所谓一个概念的操作定义，就是设计一组指标来度量或测量这一概念。 要对科学素养这样一个抽象的概念进行具体的测量，必须首先把它具体化为一系列指标。科学素养操作定义就是这一具体化过程。 操作定义的基础操作定义以概念定义为基础。概念定义对概念的

16、基本特性即所包含的维度作出规定。操作定义在概念定义的框架下，对概念每一维度的含义进行具体化，或可操作化。通常操作定义就是一组精选的测题或者称为测量工具。为了保证测量的效度和信度，对维度的测量通常都采用多题项量表。Miller模型为科学素养的概念定义了三个维度 1、对科学原理和方法（即科学本质）的理解；2、对重要科学术语和概念（即科学知识）的理解；3、对科技的社会影响的意识和理解。美国的NSF的公众科学素养调查方法美国的NSF(The National Science Foundation国家科学基金)所做的公众科学素养调查中，就是以Miller模型为基础，将它的三个维度的含义分别具体化为一组题

17、目，然后通过抽样考查来判断公众科学素养的高低。1、科学知识在2001年的NSF全美调查中有关公众对科学知识了解程度用18个问题来加以测量。其中13个是非题，3个多选题，2个问答题。 13个是非题为：1、辐射是人为造成的。 错 2、电子比原子小。 对3、千百年来我们生活的大陆一直在漂移并将继续漂移。 对4、 早期人类和恐龙生活在同一时代。 错5、地心是热的。 对6、我们呼吸的氧气来自植物。 对7、父亲的基因决定孩子的性别 对8、 激光由汇聚声波而产生。 错9、抗生素能杀死细菌和病毒。 错10、宇宙始于大爆炸。 对11、就我们目前所知，人类是从早期生命进化而来的。 对12、吸烟导致肺癌。 对13、

18、被辐射过的牛奶经过煮沸后可以饮用 错三个选择题为： 1、光速和声速哪个快？ 光速2、地球绕太阳转呢，还是太阳绕地球转？ 地球绕太阳转3、地球绕太阳一周需要多长时间：一天，一个月，还是一年？ 一年两个问答题是： 请用自己的话回答：什么是DNA? 请用自己的话回答：什么是分子？ 2 对科学本质，即科学研究方法和过程的理解。 （1）报刊上经常会出现“科学研究”（scientific inquiry）这个词，你对这个词的含义是完全了解呢，还是只有一个大概了解，或者了解很少？如果是完全了解和大概了解，请用你自己的话对它进行一下解释。（2）假设有两个科学家都想通过实验方法了解一种治疗高血压的药的疗效。第一

19、个科学家采取让1000位患了高血压的病人服用这种药，观察其中有多少人降低了血压的方法；第二个科学家采取让500位患高血压的病人服用这种药，另外500位不服药，然后比较两组中各有多少人降低了血压的方法。你认为，这两种方法哪个较好？（3）如果一个医生告诉一对夫妇，他们生育一个孩子，这个孩子得遗传病的机会为1/4，这是否意味着如果他们的头三个孩子健康，第四个将得遗传病？是否意味着如果第一个孩子得遗传病，他们的下面三个孩子将不会得病？是否意味着这对夫妇的每一个孩子得病的机会均等？是否意味着如果他们只生三个孩子，则三个孩子都会是健康的？在上述三个题目中，一个人要想被认为是了解科学本质的，他必须能正确回答

20、第三题概率题的所有问题，同时，要么能够回答“提出理论进行检验”这一对科学研究的理解，要么能够正确回答第二题，即解释为什么第二个科学家采用的控制组的方法更好。3、对科技的社会影响的理解 （1）关于科学的好处： 大多数科学家致力于从事那些使普通人生活得更好的事情。 随着科学和新技术的不断应用，工作将变得越来越有趣。 科学和技术的发展给下一代创造了更多的机会。 （2）对科学的作用持保留态度 ： 我们过度依赖科学而忽视了信仰。 在我的日常生活中，知不知道科学无关紧要。 科学使得生活变化得太快。 （3）科学对社会的好处和害处权衡 ： 科学研究带来的好处和害处相比，哪个更大？ 中国公众科学素养调查特点 以Miller模型为基础的，甚至很多题目也是选自美国的NSF所做的公众科学素养调查问卷 。调查内容分三大类：科学知识、获得科学信息的渠道与手段、对于科学发展的看法。问题设置基本上采用国际通用方法，但考虑到新科技对国民的影响，新问卷中增加了生物技术、电脑软件和国际互联网等方面问题，增加和修改量约占到三成。研究人员希望从调查中看出科学素养与人的性别、年龄、职业、经济以及受教育程度的相关系数。我国小学科学课程标准研制组在全国12个省、市、自治区展