科学与科学教育

赏识法则——根雕原理

根雕常常以其精美的造型，独特的构思，巧妙的加工受人青睐，成为提升家庭文化品位的选择。然而根雕的前身是什么？无非是生于荒野的树根。培根说：“人的天性犹如野生的花草，知识好比是修剪移栽。”。

教育原则赏识法则——根雕原理

作为教育对象的学生，都是活生生的可以造就的生命，我们要用艺术家的眼光对待他们，即使就是荒野的树根，我们也能否把它变成如根雕一样的艺术品呢？所以教育者应该拥有一种心态，帮助学生发现自己的闪光点，哪怕是成绩最差的，在某些方面也可能是金子，是可以造就的人才！

教育者不能总是把眼光放到几个优生身上，而是应该运用赏识，让每个孩子都拥有自信，拥有成功。

教育原则科学素养与科学教育西北师范大学生命科学学院龚大洁教授主要内容科学概念的发展1

科学本质

2科学教育3一、科学概念的发展科学是什么？我国学者郭湛在《中国大百科全书·哲学》中认为:“科学是以范畴、定理、定律形式反映现实世界多种现象的本质和运动规律的知识体系”。辞海（1979）：“科学是关于自然、社会和思维的知识体系。它适应人们的生产斗争和阶级斗争的需要而产生和发展，是实践经验的结晶。”美国著名科学哲学家Ｇ·萨顿在《美国百科全书》中把科学理解为:“科学为系统化的实证知识”。科学哲学家邦格：科学是一种特殊的社会文化探究活动。科学是探究活动，科学知识系统的理论体系是探究活动的结果；科学是社会文化现象，也是人类文化的最高层次和最为突出的成就。英国的科学哲学家乔治·奥威尔认为“科学”一般被定义为:（1）精确科学，如物理、化学等；（2）一种通过逻辑推理从观察到的事实得出可验证结论的思维方式。1.科学的概念构成科学的三个不可分割的组成部分：科学知识科学方法科学态度科学三元素1.

科学的概念在科学教育的改革工作中，起关键作用的将是教师。教师即课程。正确理解科学，是正确理解科学教育、正确开展科学课教学的前提。教师对科学的理解程度将影响着科学课的质量！（科学教师是科学界在课堂中的代表）理解科学科学--人类生存和发展最基本的智慧人类观察自然，并且研究各种现象变化的道理，于是产生科学；人类对其巧妙的运用，以适应环境、改善生活，于是乃有技术；理解科学学习科学能开拓视野

看世界就和原来不同花木的青翠源自于阳光、空气和水;风源自于空气的流动;云源自于水蒸气的凝结和凝固;燃烧使花木回归尘土和大气，溶解可使部分岩石奔流入海。研究让我们知道：植物是如何将阳光、空气和水形成养分滋长花木的，空气是怎么流动起来的，水蒸气的凝结或凝固、水的蒸发又是怎么发生的……理解科学一切的变化有其因果法则所有看似奇幻的现象必有其存在或产生的道理。认知这些自然现象和自然的演变规则，我们就能应用自然运作的原理，于是就有了各种创造发明。例如人们利用磁场的改变产生了电流、利用电流通过导线产生了热和光、利用育种技术培育了新的生物品种等。理解科学科学改变人们的生存智慧？为了生存，人类自古以来就学会拾取木棒、石块当工具。木棒延伸了人的手臂长度，石块增强了人的拳头硬度；组合木棒和石块成了石锤。理解科学科学促使工具不断发展随着文明的进展，人类使用的工具不断进步。铁器时代，人类以铁锤取代石锤来增加力量；机械时代，人类以电动机替代体力的工作；信息时代，人类利用计算机来协助处理劳心的工作。理解科学解决问题的能力——生存的智慧通过科学与技术的进步，人类善器具、材料、方法、知识和创意等资源，增强人类解决问题的能力，这种能力就是科学探究能力，也是人的生存能力的基本体现。理解科学生存之智慧在与思索与现实的对决某优生和顽童同游丛林，遇熊，大惊，欲逃优生见顽童弯腰系鞋带，问：你怎么还有心思系鞋带，不怕熊的利爪吗？顽童说：我只要跑过你就行了！理解科学考考你，这几道题你会做吗？篮子里有四苹果，平均分给四个孩子，篮子里还剩下一个，怎么分？在某地种四棵树，要求每棵树之间的距离相等，怎么种？用直尺直接量出一块砖头的对角线，怎么量？理解科学人在自然界并不具备优势无论从生理和结构来看，人类既无鹿马奔跑的速度，也无虎狼爪牙之利；既无猿猴攀登之巧，也无熊象强健之力；既无鸟雀翱翔之翼，也无鱼儿游弋之技。从生物学角度来看，人类的每一种生理器官在动物界都不是最好的，作为万物之灵的人类，在很多地方难以与其它动物匹敌。理解科学人在自然界并不具备优势在力量上，人类比不上牛马在速度上，人类比不上羚豹在听觉上，人类比不上猫鼠视觉，在鹰隼面前甘拜下风嗅觉，与猎狗相比相形见绌理解科学人的唯一优势就是大脑会思维！理解科学科学，让人学会思维！

考试，让人不会思维！理解科学美国某大学的物理考试结束后，一位教授在批改某位学生的试卷时，认为这位学生只能得零分。但这位学生却坚持自己的答案没有错，要这位教授给他满分。师生俩相持不下，于是便清另一位教授来评理。气压计的故事作为调解人，这位教授必须先了解试题内容。题目是这样的：“请问要如何用一个气压计来测量一栋大楼的高度？”

（你知道吗？）气压计的故事

而这位学生的答案是：

“首先来到这栋大楼的顶楼，然后把气压计绑在绳子上，再将气压计慢慢放下去，当气压计到达地面时，将绳子收回，并测量绳子的长度，就可得出答案。”。气压计的故事这位教授看了这位学生的答案，觉得这位学生的回答没有问题，可以得满分。可是物理得满分表示这位学生对物理的应用应该十分强。但这位学生的答案却显然不能说明这一点。

于是这位教授就做了个决定：让这位学生再做一次。气压计的故事这次，这位学生有六分钟的时间作答。这位教授并特别强调，答案必须含有物理的内容。五分钟过去了，这位学生的试卷仍然一片空白。

这位教授就问他：“你真的不知道答案吗？”这位学生说道：“这我当然知道答案，我只是在思考哪一个是最好的方法。”气压计的故事于是在接下来的一分钟内，这位学生写下了答案。他的答案是这样的：“首先来到这栋大楼的顶楼，身子尽量贴近屋顶，然后将气压计抛下去，在抛下去的同时按下秒表，就可得出气压计到达地面的时间，再利用公式就可得出答案。”气压计的故事这位学生的直属教授看了他的解答，一阵苦笑，只得投降。于是这位作为调解人的教授就给了这位学生接近满分的分数。事情圆满解决，这位教授正想离开，突然他想起这位学生说过，这个题目有好几种不同的答案，于是又把他找来，问他还有什么方法。气压计的故事这位学生说道：“没错，还有好多种方法。比方说，我们可以在一个大晴天，把这个气压计拿到室外，测量它的实体和影子的长度比例，再量出这栋大楼的影长，就可得出答案了。”这位教授想了想，说道：“没错，还有呢？”这位学生答道：“还有一种简单的方法，那就是把这个气压计当尺使，沿着楼梯一边量一边做记号。当到达顶楼时，统计一下记号的数量，再乘以气压计的长度，就可以了。”气压计的故事这位教授愣了一阵子，才道：“还有呢？”这位学生接着又提出了许多匪夷所思的方法，最后他下了个结论：“最后，还有一种最简单的方法，就是拿着这个气压计去管理员室，跟管理员说：‘大叔你好，我这里有一个很棒的气压计，你只要告诉我这栋大楼有多高，我就把它送给你’”。气压计的故事这位教授就问他：“你难道真的不知道正确答案吗？”这位学生说道：“这我当然知道。只是我们从小就被老师要求只能用一种方法思考答案。我有时会想，为什么我们就不能用别的方法去思考。所以就借这次考试，向教授开个小玩笑，顺便说出我的心声。”气压计的故事故事到此为止。各位，刻板的教育制度往往只要求学生照本宣科，而不鼓励学生自我思考。学生只能根据既有的答案去回答问题。长期下去，学生的创造力机灵活思维往往被扼杀掉。各位，你们希望自己的学生是个由填鸭式教育所训练出来的所谓“精英”呢，还是一个有创意、思维灵活的“普通人”呢？？气压计的故事科学，没有唯一的答案——爱因斯坦气压计的故事科学让我们学会思维！

思考是人生的最大财富。贫瘠的思想土壤上，长不出枝繁叶茂的大树。当思维的花朵竞相开放时，成功才会向我们走来，学会思考，就找到了人生的起点；学会思考，才能品尝到指挥的甘露。那么，让我们做一个自由思考的人吧！理解科学美国的“2061计划”中,对科学本质的阐述:1.科学世界观（世界是可知的；科学理论是变化的；科学知识的持久性；科学不能为所有的问题提供全部的答案）2.科学探究（科学需要证据；科学是逻辑与想象的结合；科学能进行解释和预见；科学家需要明辨是非，避免偏见、科学不仰仗权威）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，在不同的机构中进行研究；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，既是专家又是公民）二、科学的本质1.科学是一个实证的过程科学知识可证实的、可证伪的科学过程可重复、可检验2.科学知识是符合逻辑的科学知识可推理获得的3.科学的结果是有局限性的是当时最佳的结果，是可以发展的二、科学的本质1.

科学讲求实证为什么飞碟得不到科学界的认可？因为它经不起检验；拿不出有力的证据！为什么常温核试验得不到承认？因为没有第二个科学家做成功实验！理性思维的人注重证据胳膊比不过大腿？不见得!请看证据！注重证据的可靠科学不是偶然的结果科学结论必须经得起反复检验因此，一次试验是不够的，起码要重复三次试验

那一次的结果与三次的结果有什么区别？种子发芽实验中，为什么教材要求在全班必须至少有两个组同时做同一个实验？同一个实验为什么要放三粒种子？在对比实验中，为什么要控制条件？案例：磁性真的消失了吗？一位初中老师上磁铁的性质一课，其中一个环节，把磁化螺丝刀敲打之后，再去吸引回形针，以图说明敲打磁铁可以消磁，而实际上磁性并没有消失，仍然能吸引1-2枚回形针，这时候老师把手轻轻一抖，回形针自然没有被吸住，顺利地证明了结论。毁灭证据，不尊重事实，符合科学课程的思想吗？2.

科学知识须符合逻辑科学的结论是理性思维的结果。一种客观的、建立在证据基础上的思维方式一种建立在严密的逻辑基础上的思维方式它将对学生的成长产生深远的影响培养理性思维从证据开始尊重事实、尊重证据，以证据说话是理性思维的开始。证据从何而来？观察和实验，逻辑推理。物体越重，下落得越快？伽利略的自由落体实验提问：是不是重的物体一定比轻的物体下落得快呢？结论：物体下落的快慢不是由它们的轻重来决定的！2.

设计实验。1.

伽利略的推理伽利略(1564-1642)3.

伽利略的斜塔实验VaabVbabVab假设物体越重下落得越快是正确的。石头a要比石头b下落得快，即Va>Vb

。把石头a、b用绳拴在一起下落，a就会被b拖着减慢，整体比a的单独下落要慢。即Vab<Va石头a、b加起来比a还重，即Vab>Va

矛盾伽利略的推理一个值得思考的笑话某日，老师想测试一位学生的智商，问：“树上有10只鸟，打死一只，还剩几只？”是无声手枪打的吗？不是！那么声音是很响的了吗？对，80—100分贝！这个城市打鸟不违法吗？不违法！您肯定打中了？肯定！师：你只要回答我还剩下几只鸟就可以了，OK？生：OK！这群鸟是不是聋子？不是！是不是装在笼子里面？没有！有没有傻鸟？没有！有没有饿得飞不动的鸟？也没有！下课的铃声响了，老师的头上冒出了汗水。学生继续问道：算不算怀孕的小鸟？不算！会不会一枪打中2只鸟？不会！那好，学生满怀信心地说，如果打死的鸟挂在树上，那么就剩下一只；如果打死的鸟掉下来了，一只也没剩下。老师：…一个思维严密的学生假如我们真的碰到了这样的学生会怎样对待？3.科学在质疑中不断进步第五公设的启示过直线外一点只能作一条直线与他平行两条平行线永远不会相交有几个人不相信最后创立了非欧几何学黎曼几何学保护学生的质疑精神世界上真的有两片相同的叶吗书本上的内容，直接告诉学生。但是学生不相信这样的结论。学生提出来要找许许多多的叶子来验证！老师满足了学生的愿望，跟孩子们一起研究这个问题，最后真的找不到两张完全相同的叶。为了得到这个结论，花那么多的精力和时间值吗？这个结论的意义这个结论是属于孩子们的真正的科学结论！这个结论所蕴含的价值远远超过知识！这个结论包中含着科学的思想、科学的方法和科学的态度这个结论保护了孩子的科学质疑精神和探索精神这些例子说明什么？基于证据与逻辑的思考，敢于对现有结论的质疑，这种思维方式就是理性思维。科学的结论是理性思维的结果。请记住六个字实证

逻辑

质疑

1.

科学教育内涵科学教育是关注科学技术时代的现代人所必须具有的科学素养的一种养成教育，是将科学知识、科学思想、科学方法、科学精神作为整体的体系，使其内化成为受教育者的信念和行为的教育过程，从而使科学态度与每个公民的日常生活息息相关，让科学精神和人文精神在现代文明中交融贯通三、科学教育（1）教育目标上以培养科学素养为中心

科学教育在教育目标上表现为由以知识技能为中心向以科学素养为中心。科学素养不仅包含对现代科技知识的掌握，而且涉及科学精科学态度、科学方法、科学能力和行为习惯等方面。1.科学教育内涵（2）教育内容上强调现代科技与日常生活相结合

现代的学校教育要求向全体学生，满足每个学生的需求，这里不再仅为升学做准备，而是结合日常生活，强调对生活常用的知识的传授。科学本身向社会生活的广泛渗透，也需要科学教育及时把当前生活中需要的科技知识包括进去，让学生更好地在现代社会中生活。1.科学教育内涵（3）教育方式上强调科学内容与科学过程的结合

科学教育要解决科学素养问题，首先要进行科学知识的教育。但是，一个现代社会中的人只懂得术语和概念是远远不够的，以科学方法、科学探究为核心的科学过程是一种直接经验，它更注重参与、体验、内化，这一点对学生来说尤显重要。科学内容与科学过程相结合体现在科学教育的内容、方式、方法及整个教学过程中。1.

科学教育内涵（4）教学过程上强调知识教育与能力培养的结合

素质教育强调学生的全面的发展，其中最突出的就是能力的培养，或智能、智力的培养。知识经济时代把智能当作现代经济发展的资本，智力具有创新性，在基础教育阶段必须十分重视学生自身智力的培养。在科学教育过程中就要让学生多参加科学实践活动，教师要做好组织者和助手，使学生真正从读科学转为做科学1.科学教育内涵2.

科学教育的价值（1）科学教育的社会价值①物质价值科学教育可以使人掌握先进的科学技术,提高劳动生产率。科学教育可以继承、积累科学知识,并高效率、大范围地传播。②精神价值科学教育具有重大的文化革新价值；科学教育本身是一种科学文化,具有重大的文化建设功能。2.科学教育的价值（2）科学教育的人文价值

①科学教育使人从科学真善美的本质属性中获得人类最高境界的追求；

②科学教育可以使人获得科学的方法，发展人的能力科学教育可以使人具有提出问题的能力；科学教育使人具有解决问题的能力。

③科学教育陶冶了人的情操,培养了人的高尚品德可以培养人崇尚科学、崇尚真理的精神,使人热爱科学、追求科学,具有为科学献身的勇气和意志。

可以培养人的怀疑心,使人不迷信,不盲从,不武断,学会在质疑中探索,在持疑中发现,在持疑中创造。

可以培养人的百折不挠、勇于进取的上进心和奉献精神,使人受挫折而不失信念,遭失败而不减勇气。

可以培养人实事求是、一丝不苟的工作作风,使人学会从每个事实、每个细节中得出客观的结论,反对臆想和虚构。

可以培养人具有协作精神,使人能适应现代生产和经济的要求,学会协调,学会协作。

可以培养人宽广的胸怀,开朗的性格,使人热心、耐心,无偏见,无成见。2.科学教育的价值回眸二十世纪世界中小学的科学教育，大体经历了如下发展轨迹：

科学知识

——科学方法

——科学素养3.科学教育发展轨迹特征：知识本位。这一时期受培根的名言“知识就是力量”影响很大，这时的科学教育等同于科学知识的教育，强调的是让学生学习科学的基础知识与基本技能。因此，概念、定理、公式、原理等构成了教与学的基本内容。教学方法主要是教师讲授加实验演示。斯宾塞的“科学知识最有价值”的观点是这一时期科学教育的最高理念。3.科学教育发展轨迹第一阶段：二十世纪初——六十年代初特征：能力本位。现代科学技术的发展突飞猛进，呈现：“知识激增”和“知识的陈旧率加快”。人们对科学方法的重视日益凸现。人们在强调培养学生能力，发展智力的要求下，科学方法的训练被纳入了科学教育之中，于是，观察、比较、分类、实验等就成了科学教育关注的重要内容。“方法比知识更重要”成为科学教育中的新格言。第二阶段：六十年代——七十年代中期3.科学教育发展轨迹特征：人本位。科学教育出现了以培养学生科学素养为科学教育最高宗旨的发展趋势。《小学科学教育标准》指出：科学素养主要是指必要的科学知识、科学的思维方式、对科学的理解、科学的态度与价值观，以及运用科学知识和方法解决问题的意识和能力。仅重视知识、能力、方法的科学教育只是教育的一半，教育的新格言“还教育的另一半”，为世纪之交的科学教育开辟了新的视野。第三阶段：七十年代末——现在3.科学教育发展轨迹与工业化阶段相比，当前和未来的社会正发生着什么样的变化？

对教育提出了什么样的变革要求？信息洪灾每天出版3000本以上的新书。纽约时报一周的信息量比18世纪一个人一生所遇到的还要多。一年产生的信息超过历史上5000年产生的总和，在2010年预计72个小时信息量就要翻一番。四年制的理工大学生第一年所学的知识，在他们进入三年级时已经有一半过时了。从知识教育走向素质教育从精英教育变成大众教育2002年实施的新课改，课程标准提出了以提高学生“科学素养”为宗旨的新的科学教育理念。教学以学生为中心进行“真实”问题的学习强调手、脑结合采用“探究法教学”重视交流技能的培养实施写实性评价4.当前国际科学教育改革的趋势

2010年，韦钰院士率领的的“做中学”科学教育实验项目团队提出了“以科学大概念组织科学教育”的科学教育新理念。4.当前国际科学教育改革的趋势“做中学”的科学教育项目的意义？韦钰：“‘做中学’是在教师引导下，让孩子们亲历对自然现象观察和科学发现的过程，在这个过程中学生不仅学到了科学知识，还亲自体验了科学发现的过程，提高了他们的语言和表达能力，从而，激发学生学习的主动性，唤起他们的好奇心，使他们从小有科学的态度，学会和别人合作，培养他们的批判思维。简单讲，就是让孩子自主探究，培养从小就有创新精神。HowtheDemandforSkillsHasChanged

Economy-widemeasuresofroutineandnonroutinetaskinput(U.S.)(LevyandMurnane)Meantaskinputaspercentilesofthe1960taskdistribution学校面临着新的挑战那些容易教给学生的知识点恰好正是容易被电脑所代替的，并且会变得不那么重要了。对人力资源要求的变化非例行的分析