提高中學(xué)理科教師科學(xué)素質(zhì)的思考

黃金海

摘 要 人的科學(xué)素質(zhì)包括:知識(shí)與結(jié)構(gòu),科學(xué)精神,科學(xué)方法和解決問題的能力,及相應(yīng)的創(chuàng)造創(chuàng)新的能力。我國目前科學(xué)教育現(xiàn)狀不容樂觀,中學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)亟待提高,而肩負(fù)提高中學(xué)生科學(xué)素質(zhì)的教師的科學(xué)素質(zhì)也亟待提高。本文主張對(duì)教師應(yīng)從10個(gè)方面去做相應(yīng)的培訓(xùn),以達(dá)到最終實(shí)現(xiàn)學(xué)生科學(xué)素質(zhì)提高的目的。

關(guān)鍵詞 科學(xué)素質(zhì) 教師科學(xué)素質(zhì)中學(xué)生科學(xué)素質(zhì) 教師培訓(xùn)

一、科學(xué)素質(zhì)

已有的研究表明，對(duì)青少年而言，知識(shí)固然重要，但更重要的則是某些從小就形成并終身起作用的東西，如對(duì)科學(xué)敢于探索和創(chuàng)新的勇氣，初步的觀察和動(dòng)手能力，正確的思維方式以及實(shí)事求是的學(xué)風(fēng)等等。正如物理學(xué)家勞厄所說：“重要的不是獲得知識(shí)，而是發(fā)展思維能力，教育無非是一切學(xué)過的東西都遺忘掉的時(shí)候，所剩下來的東西?！痹诶砜平虒W(xué)中“所剩下來的東西”就是我們平常所說的科學(xué)素質(zhì)。對(duì)科學(xué)學(xué)習(xí)和研究所需要的好奇心、科學(xué)興趣、創(chuàng)造意識(shí)及相應(yīng)的觀察能力、實(shí)踐能力、思維能力、動(dòng)手能力等都需教師在教學(xué)中有意識(shí)地去加以開發(fā)和培養(yǎng)，而這又需要教師對(duì)科學(xué)素質(zhì)意義、概念有一定的認(rèn)識(shí)和對(duì)科學(xué)教育的知識(shí)、方法的相應(yīng)掌握，其中最應(yīng)明確的就是科學(xué)素質(zhì)概念及意義的認(rèn)識(shí)，那么什么是科學(xué)素質(zhì)呢？其實(shí)，人們對(duì)科學(xué)素質(zhì)的認(rèn)識(shí)是隨著社會(huì)的發(fā)展而發(fā)展，其含義也是不斷被豐富拓展和逐步加深的。

1966年，美國的一大批學(xué)者根據(jù)二戰(zhàn)后的二十年間大量的文獻(xiàn)調(diào)研，較系統(tǒng)和全面的提出了科學(xué)素質(zhì)的六個(gè)范疇：

概念性知識(shí)：構(gòu)成科學(xué)的主要概念、概念體系或觀念。

科學(xué)的理智：科學(xué)研究的方法論。

科學(xué)的倫理：科學(xué)所具有的價(jià)值標(biāo)準(zhǔn)，即科學(xué)研究中科學(xué)家的行為規(guī)范，又稱態(tài)度和精神。

科學(xué)與社會(huì)：科學(xué)與政治、經(jīng)濟(jì)、產(chǎn)業(yè)等社會(huì)諸側(cè)面的關(guān)系。

科學(xué)與人文：科學(xué)與哲學(xué)、文學(xué)、藝術(shù)、宗教等文化要素的關(guān)系。

科學(xué)與技術(shù)：科學(xué)與技術(shù)之間的關(guān)系及差異。[1]

在國內(nèi)從上世紀(jì)80年代末起，許多研究人員就針對(duì)不同的方面提出了科學(xué)素質(zhì)的相應(yīng)概念，從國內(nèi)研究者對(duì)科學(xué)素質(zhì)的看法中，我們可以尋求得較為統(tǒng)一或一致的看法，那就是科學(xué)素質(zhì)包括：科學(xué)知識(shí)及結(jié)構(gòu)；科學(xué)精神；科學(xué)方法；用科學(xué)知識(shí)解決問題的能力和科學(xué)創(chuàng)新、創(chuàng)造能力。

在科學(xué)素質(zhì)中包含有科學(xué)知識(shí)及結(jié)構(gòu)，這是不言而喻的，因?yàn)檫@是科學(xué)素質(zhì)的基礎(chǔ)和可能。更多的科學(xué)家和教育理論的研究者也都同意其科學(xué)方法應(yīng)是科學(xué)素質(zhì)的核心之一。更有許多諾貝爾獎(jiǎng)獲得者把他們跟導(dǎo)師一起學(xué)習(xí)和創(chuàng)造的時(shí)期稱為學(xué)徒期,“獲獎(jiǎng)的人大多同意一個(gè)論點(diǎn)是,他們學(xué)徒期間最不重要的一個(gè)方面是從他們的師傅那兒獲得實(shí)際知識(shí)”[2]而是“看他們?cè)鯓踊顒?dòng)，怎樣思考，怎樣看待事物……這是學(xué)習(xí)一種思考方式”[3]。作為科學(xué)素質(zhì)中的核心之一的科學(xué)精神，在確定上雖有很多看法，但人們一般認(rèn)為它應(yīng)包括：科學(xué)態(tài)度，科學(xué)探索精神，科學(xué)道德的認(rèn)識(shí)和行為，科學(xué)觀及表現(xiàn)等，這是人們對(duì)科學(xué)價(jià)值的認(rèn)識(shí)，也是對(duì)追求科學(xué)時(shí)一種綜合的價(jià)值標(biāo)準(zhǔn)，而這種科學(xué)精神的具備是形成完整科學(xué)素質(zhì)的必備條件。

科學(xué)能力應(yīng)是科學(xué)素質(zhì)的最終體現(xiàn)。除用一般的科學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題以外，最重要的一個(gè)方面就是科學(xué)能力應(yīng)體現(xiàn)在能提出問題，這不光是面對(duì)繁紛復(fù)雜的自然現(xiàn)象應(yīng)如此，而是面對(duì)一切現(xiàn)象都應(yīng)保持有這種能力，這樣科學(xué)能力就得到了升華。如果還能在提出問題的基礎(chǔ)上不斷增強(qiáng)其創(chuàng)新意識(shí)，逐漸提高自己的創(chuàng)造能力則科學(xué)素質(zhì)就會(huì)有一質(zhì)的飛躍。

二、我國科技教育現(xiàn)狀

（一）公民科學(xué)素質(zhì)現(xiàn)狀

從1992年至2007年期間所進(jìn)行過的數(shù)次的中國國民科學(xué)素養(yǎng)調(diào)查，據(jù)2007年調(diào)查結(jié)果顯示：我國公民具備基本科學(xué)素質(zhì)的比例為2.25%，比2003年的1.98%提高了0.27個(gè)百分點(diǎn)。調(diào)查結(jié)果亦顯示，2007年了解科學(xué)術(shù)語的公民比例為18.4%；了解科學(xué)觀點(diǎn)的比例為33.5%；理解科學(xué)方法的比例為6.9%；理解科學(xué)與社會(huì)之間關(guān)系的比例為59.4%。雖然調(diào)查結(jié)果表明國民的科學(xué)素養(yǎng)在逐年提高，但仍存在有不少問題，主要為：一是科學(xué)知識(shí)素養(yǎng)仍然很低，二是科學(xué)方法素質(zhì)不高，三是科學(xué)精神欠缺，此外我國公眾在科學(xué)思維、科學(xué)興趣等方面也存在不少問題[4]。

（二）中學(xué)生科學(xué)素質(zhì)現(xiàn)狀

華南師大《中學(xué)生科學(xué)素質(zhì)發(fā)展研究》課題組所做的調(diào)查顯示：雖然我國中學(xué)生做為一廣泛接受科學(xué)教育的群體，但在科學(xué)知識(shí)測(cè)試、技能測(cè)試以及相應(yīng)的自然科學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)過程中態(tài)度、方式、學(xué)習(xí)的認(rèn)真程度，深刻程度等方面均都存在許多問題，中學(xué)生對(duì)生活中的科學(xué)知識(shí)缺乏應(yīng)有的了解，如象早上看日出、人眼看到的太陽位置比實(shí)際位置高還是低，夫妻的血型對(duì)子女的影響等的問題上得分率均低于0.3。另如技能測(cè)試中測(cè)量書的厚度的實(shí)驗(yàn)，盡管學(xué)生都知道測(cè)量的方法，但最后沒有一個(gè)學(xué)生能得到正確的結(jié)果，再如高中物理測(cè)試中要求學(xué)生判斷一個(gè)電表的好壞，在所有學(xué)生都懂得使用電流表的情況下，卻沒有一個(gè)人能拿出解決問題的辦法。[5]

（三）中小學(xué)科學(xué)教育現(xiàn)狀

有的學(xué)者在上世紀(jì)80年代中期就指出，大多數(shù)中小學(xué)的科學(xué)教育存在著嚴(yán)重的問題，主要表現(xiàn)為缺乏科學(xué)實(shí)驗(yàn)，輕視科學(xué)方法教育；忽視科學(xué)精神教育；科學(xué)知識(shí)教育效果也不理想。造成這些問題的原因主要有：我國沒有經(jīng)歷現(xiàn)代的科學(xué)運(yùn)動(dòng)，缺乏教育的基礎(chǔ)；傳統(tǒng)教育思想的影響，重研學(xué)輕修行；教育經(jīng)費(fèi)少，教育條件差。[6]雖然近年來，人們開始重視科學(xué)知識(shí)的有效傳遞，并已開始重視和加強(qiáng)科學(xué)方法的教育，但人們又看到科學(xué)精神在科學(xué)教育中常白白流失掉，許多學(xué)生接受了幾年科學(xué)教育卻領(lǐng)悟不到基本的科學(xué)精神[7]。

再由于各級(jí)各類的考試及考試分?jǐn)?shù)的絕對(duì)化，使學(xué)生的科學(xué)好奇心、科學(xué)興趣、創(chuàng)造意識(shí)均被這些片面的評(píng)價(jià)所滌盡。

三、中學(xué)理科教師科學(xué)素質(zhì)對(duì)學(xué)生的影響

從已有的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)和理論分析可知：中學(xué)理科教師所具有的科學(xué)素質(zhì)將從下面幾個(gè)方面對(duì)學(xué)生科學(xué)素質(zhì)形成產(chǎn)生影響。

（一）廣博的科學(xué)知識(shí)

作為中學(xué)理科教師在學(xué)生面前首先應(yīng)是一個(gè)掌握較多科學(xué)知識(shí)的學(xué)者，無論在教學(xué)中還是在日常生活中，均能以科學(xué)的語言解釋其現(xiàn)象和原因，由此學(xué)生才會(huì)效仿，并試著在一切可能的地方用自己所學(xué)的科學(xué)知識(shí)去解釋自然和探索自然。教師所具有的知識(shí)的廣博性還不應(yīng)限于某一學(xué)科，而應(yīng)以更廣闊的眼界將學(xué)科知識(shí)與大量現(xiàn)象相聯(lián)系，如象“能量”的知識(shí)，就可完全用于化學(xué)反應(yīng)中的分析也可用生物學(xué)領(lǐng)域中有關(guān)內(nèi)容的解釋，如果教師本人對(duì)這方面的知識(shí)有所了解，并在教學(xué)中有意識(shí)去聯(lián)系，那么這既能對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)知識(shí)起一個(gè)引導(dǎo)的作用，還符合現(xiàn)在日漸發(fā)展的綜合課程對(duì)教師的要求，因此作為教師應(yīng)向此方向努力，從一點(diǎn)一滴的相互聯(lián)系達(dá)到更深更廣范圍的相融。

（二）教師本人的實(shí)踐能力、實(shí)驗(yàn)技能

教師較強(qiáng)的實(shí)踐能力如：解決實(shí)際問題的能力，對(duì)生活中一些現(xiàn)象的科學(xué)的解釋；對(duì)一些與物理、化學(xué)、生物緊密相關(guān)的生產(chǎn)工藝的了解；進(jìn)行科研的能力及小制作、小發(fā)明的能力等都會(huì)對(duì)學(xué)生產(chǎn)生很深的印象，并以教師為榜樣進(jìn)行模仿。另一個(gè)和教學(xué)實(shí)踐聯(lián)系非常緊密的就是學(xué)科實(shí)驗(yàn)，教師的實(shí)驗(yàn)技能水平和在實(shí)驗(yàn)中所體現(xiàn)的品質(zhì)也能對(duì)學(xué)生產(chǎn)生影響。

“親其師，信其道”學(xué)生只有對(duì)教師產(chǎn)生欽佩之情，才能真正愿意去做一些教師讓做的事，教師突出的實(shí)踐能力和嫻熟的實(shí)驗(yàn)技能易使學(xué)生對(duì)教師產(chǎn)生欽佩，進(jìn)而影響他們的興趣、志向等。因此教師不應(yīng)放松這方面能力的提高，而應(yīng)不斷加強(qiáng)，使其真正產(chǎn)生效應(yīng)。

（三）教師對(duì)科學(xué)的明確態(tài)度和對(duì)科學(xué)精神的弘揚(yáng)

作為科學(xué)的傳播者，理科教師也必須對(duì)科學(xué)有一個(gè)態(tài)度，也就是說在傳播科學(xué)知識(shí)的過程中對(duì)科學(xué)本性所要求的價(jià)值觀念，思想觀念，行為準(zhǔn)則及道德和思想品質(zhì)也應(yīng)有相當(dāng)了解，并對(duì)這些內(nèi)容有正確的看法和態(tài)度。因?yàn)榻處煹目捶ê蛻B(tài)度會(huì)對(duì)學(xué)生產(chǎn)生潛在的影響。但大多數(shù)教師并未領(lǐng)悟到這些，在教學(xué)中也沒有對(duì)此給予足夠的重視。在理科教學(xué)中最容易培養(yǎng)起學(xué)生的科學(xué)創(chuàng)造精神，求實(shí)精神、實(shí)踐精神及科學(xué)的人道主義精神。在許多概念的引入和規(guī)律的傳授中也要將科學(xué)倫理知識(shí)貫穿其中，讓學(xué)生既學(xué)到科學(xué)知識(shí)，又知道科學(xué)既可造福人類，但同時(shí)也會(huì)引發(fā)災(zāi)難和倫理問題。只有這樣科學(xué)知識(shí)的傳授才達(dá)到了它的目的，否則只傳授科學(xué)知識(shí)而不讓學(xué)生體會(huì)其科學(xué)精神和科學(xué)倫理，則只會(huì)培養(yǎng)出所謂的“物理人”“化學(xué)人”等。他們可能能促進(jìn)科學(xué)的發(fā)展，但卻不顧其發(fā)展有可能帶來的惡果，甚至對(duì)產(chǎn)生的惡果也會(huì)漠然視之。

（四）教師對(duì)科學(xué)研究過程的了解，相關(guān)學(xué)科史的了解

教師如能具備相應(yīng)的科研能力或?qū)茖W(xué)研究的過程有所了解，同時(shí)對(duì)自己所任學(xué)科的學(xué)科發(fā)展史有一個(gè)大致的了解，這樣在進(jìn)行教學(xué)時(shí)，就會(huì)自覺不自覺地，潛移默化地對(duì)學(xué)生施加有關(guān)這方面的影響，現(xiàn)代課程改革中也強(qiáng)調(diào)“學(xué)生不僅要學(xué)到物理知識(shí)的結(jié)論，而且應(yīng)該了解知識(shí)產(chǎn)生和發(fā)展的過程，了解人類對(duì)于自然界的認(rèn)識(shí)是怎樣一步一步地深入的，在展開教學(xué)內(nèi)容時(shí)，要介紹一些歷史背景和物理思想的演化”[8]。這樣的提法也正好符合培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素質(zhì)的要求。在科學(xué)研究的過程中，從提出問題形成假說，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，設(shè)計(jì)和制作實(shí)驗(yàn)儀器到讀取數(shù)據(jù)，巧妙地利用數(shù)據(jù)得到結(jié)論，檢驗(yàn)結(jié)論等的步驟和方法，如教師在學(xué)習(xí)概念、規(guī)律的過程中有意識(shí)地滲透，使學(xué)生真正掌握，那對(duì)學(xué)生來說將獲益頗豐，且享受終身。同時(shí)也會(huì)從科學(xué)家的工作中得到啟示，增強(qiáng)其創(chuàng)造的信心和進(jìn)行創(chuàng)造的努力。因此教師積極參與科研和掌握必要的學(xué)科發(fā)展史知識(shí)對(duì)學(xué)生科學(xué)素質(zhì)的形成具有促進(jìn)作用。

四、中學(xué)理科教師科學(xué)素質(zhì)培訓(xùn)方案

從前所述可知，中學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)亟待提高，提高的關(guān)鍵并不是傳授更多的科學(xué)知識(shí)，而是要讓影響學(xué)生科學(xué)素質(zhì)關(guān)系最大的教師提高自己的認(rèn)識(shí)和在教學(xué)中樹立全新的理念，并在教學(xué)中有意去為之。美國對(duì)多年調(diào)查公眾科學(xué)素質(zhì)結(jié)果的統(tǒng)計(jì)分析表明：決定公眾科學(xué)素質(zhì)的關(guān)鍵是中學(xué)的理科教學(xué)。中學(xué)是基礎(chǔ)教育階段，文化課包括文科和理科，而上大學(xué)后文科學(xué)生很少涉及理科內(nèi)容，所以中學(xué)階段是公眾獲得較好科學(xué)素養(yǎng)的時(shí)期[9]。因此重視中學(xué)理科教師科學(xué)素質(zhì)的培養(yǎng)也就顯得更為重要了。而這種培養(yǎng)完全可納入正常的教師培訓(xùn)的工作中，只是在進(jìn)行中學(xué)理科教師在職培訓(xùn)課程中再增加或突出其相應(yīng)內(nèi)容即可。為此我們提出理科教師科學(xué)素質(zhì)培養(yǎng)方案如下：

（一）培訓(xùn)目的

讓中學(xué)理科教師清楚地了解理科教師應(yīng)具有的科學(xué)素質(zhì)的內(nèi)容，較系統(tǒng)地學(xué)習(xí)理科教學(xué)中涉及到的科學(xué)方法，強(qiáng)化和優(yōu)化理科教師科學(xué)素質(zhì)的結(jié)構(gòu)。明確理科教學(xué)中學(xué)生應(yīng)形成的科學(xué)素質(zhì)內(nèi)容，掌握其促進(jìn)學(xué)生科學(xué)素質(zhì)形成的方法。

（二）培訓(xùn)內(nèi)容

1、學(xué)科系統(tǒng)知識(shí)結(jié)構(gòu)：基本原理、基本概念和理論，此部分內(nèi)容在于讓教師居高臨下地了解本學(xué)科的知識(shí)系統(tǒng)和結(jié)構(gòu)。

2、基本知識(shí)：自然科學(xué)（除本學(xué)科以外）、社會(huì)科學(xué)、人文科學(xué)、技術(shù)哲學(xué)等的簡(jiǎn)介，此部分內(nèi)容在于讓教師對(duì)科學(xué)知識(shí)的了解具有廣博性。

3、方法論：自然科學(xué)方法簡(jiǎn)論，學(xué)科中涉及的方法（與科學(xué)知識(shí)進(jìn)修統(tǒng)一）。

4、科學(xué)道德、品質(zhì)和科學(xué)觀（自然觀、社會(huì)觀、辯證唯物主義觀）愛國思想、科學(xué)精神、科學(xué)態(tài)度等內(nèi)容的了解。

5、教學(xué)中形成科學(xué)觀及科學(xué)精神的方法和途徑（主要通過STS教育；概念和規(guī)律教學(xué)中的滲透，科學(xué)史的介紹等）。

6、科學(xué)能力及培養(yǎng)方法樹立問題意識(shí)，掌握科學(xué)研究中的一般方法和過程。明確發(fā)現(xiàn)法，研究性學(xué)習(xí)和探究學(xué)習(xí)的內(nèi)容和具體實(shí)施的原則。

7、技能（在一般的理科教師培訓(xùn)中均有此內(nèi)容）

8、獲取信息的途徑和技能（書籍、報(bào)刊電視廣播、網(wǎng)絡(luò)等等）

9、創(chuàng)新（創(chuàng)新意識(shí)的樹立和創(chuàng)新精神的了解，創(chuàng)新的途徑和方法，創(chuàng)新案例的分析及創(chuàng)新、創(chuàng)造、發(fā)明間的關(guān)系和區(qū)別）

10、實(shí)踐

（1）撰寫論文；（2）創(chuàng)造發(fā)明；（3）改進(jìn)制作；（4）敘述原理（新情景下規(guī)律的描述）。

我們說現(xiàn)在中學(xué)生科學(xué)素質(zhì)的狀況將會(huì)在很長(zhǎng)的時(shí)期內(nèi)影響我國公眾的科學(xué)素質(zhì)的水平，以及科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步，因此不容我們漠視和等待。美國的“2061計(jì)劃”就是為了使美國當(dāng)今的兒童——下世紀(jì)的主人，能適應(yīng)2061年哈雷彗星再次臨近地球的那個(gè)時(shí)期科學(xué)技術(shù)和社會(huì)生活的急劇變化而制訂和實(shí)施的。其根本就是提高國民的科學(xué)素質(zhì)。正如已有人指出的那樣：“國民的科學(xué)素質(zhì)將是一切資源中最為重要的資源，也是知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代國民素質(zhì)中的核心素質(zhì)。良好的國民素質(zhì)已成為現(xiàn)代社會(huì)健康，高效運(yùn)行的基本前提?！盵10]中學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)培養(yǎng)既包括科學(xué)理論知識(shí)的掌握，又包括科學(xué)精神、科學(xué)方法、科學(xué)能力的培養(yǎng)，而處于學(xué)生科學(xué)素質(zhì)核心地位的科學(xué)精神、方法和能力的形成又是學(xué)生去進(jìn)一步學(xué)習(xí)、研究和探索發(fā)展的保證，要實(shí)現(xiàn)這一目的就要讓我們的教師既具有較高的科學(xué)素質(zhì)，又具有促進(jìn)學(xué)生科學(xué)素質(zhì)提高的能力和方法才可以，所以理科教師科學(xué)素質(zhì)的培養(yǎng)應(yīng)及早納入培訓(xùn)計(jì)劃。

參考資料

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[3]同[2]

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