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课堂是科学学科教学的主阵地，提高教学成效要重抓课堂。笔者在教学中基于学生自主地位体现的要求，结合教学内容让学生进行合作分析、研究思考。为了保证这一探究活动顺利进行，笔者要求学生组成6人合作小组，大家一起来分析研究，加深理解和提高认识，也有助于辨析真伪。例如在《冷和热对物体的影响》一课教学中，笔者针对教学内容专门设置了一组探究题，要求学生从教材中寻找冷和热对物体有哪些影响，为什么会产生这些影响，并在自己生活中寻找一些案例来验证这一结论。这一方面的研讨活动让学生的思维充分拓展开来，生活中的一些现象与教材中的教学内容互为验证，学生在寻找身边事例时，讲述了许多热胀冷缩的案例，整个课堂非常活跃。许多学生在听了这样的探讨之后恍然大悟：原来冷热对物体的影响是这么一回事，原来有些现象就是这样发生的。可见，引导学生在课堂进行民主讨论，不仅可以营造浓厚的教学氛围，而且让学生对于教学内容的理解掌握更加深刻。笔者在教学中，经常运用这样的模式给予学生自主学习发展的空间，让他们尝试自己去寻找问题的答案，不仅有效掌握了知识点，而且锻炼了综合能力。学生对于这样的探讨活动兴趣也很高，他们有了表达自己思想和观点的机会，有了和其他同学共同讨论的载体，也有了相互辨析的平台，科学课堂学习活动不再枯燥乏味，而成为了师生互动的良好过程，这对于提高学生掌握效果帮助较大。
三、联系生活内容，进一步深化掌握效果
科学学科的教学内容来源于生活，与学生的生活有着密切的联系，教师在教学工作中要将一些生活化的内容融入到教学活动之中，坚持理论联系实际帮助学生深化掌握效果。例如在《摩擦力的秘密》一课教学中，笔者要求学生思考在生活中推动一个物体什么时候比较吃力，什么时候比较轻松，从生活中的案例着手引入摩擦力的学习，掌握摩擦力的相关要点。学生联系自己的生活实际进行了小组讨论，很快找出许多这一方面的内容，如在平滑的地面移动物体较为容易，在粗糙的地面移动物体要费力一些，圆形物体在滚动时较为轻松，其他物体在推动时极为吃力。有了这样的生活内容为基础，笔者向学生介绍了摩擦力大小影响的因素、克服摩擦力的措施，以及怎样将摩擦力的规律运用到生活之中方便生活，这样的教学模式既能够帮助学生形象记忆掌握相关知识点，同时也有助于提高学生学以致用能力。许多学生提出了一些非常有创意的建议，例如在家具底部安装可拆卸滑轮，便于在家庭内部改变摆设，这就是非常好的创意，这不仅表现了学生对摩擦力知识点的掌握效果，而且能够理论联系实际进行运用。
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二、提倡自主探究学习，鼓励积极动手实践
以教师为主导，学生为主体是当前的教育提倡的教学形式，即教师在课堂中扮演指导者角色，把自己的“教”改为学生的“学”，让学生自主探究学习。但在小学科学教学的调查中发现，大多数科学教师的授课仍以灌输式为主，学生被动接受知识，知识的遗忘程度也很大。美国著名心理学家布鲁纳说过：“学习者不应是信息的被动接受者，而应该是知识获取过程中的主动参与者；学习者通过自己练习、探索、发现所获得的知识才是真正有效的②。”在灌输式教学下，学生缺乏学习热情和主动性，很难有效获取知识，教师要把学习的主动权交给学生，从旁辅导，采用“扶一把”的方法③，让学生在教师的帮助下成为科学知识的探究者与发现者，激起他们获取知识的热情及科学探究的信心，这样他们就能更快更准确地掌握知识，且记忆更为牢固。动手实践也是科学教学环节的重中之重。学生在动手操作过程中，不仅可以建立正确的科学概念，提高学习能力，而且可以使思维创造能力得到充分发挥与提升。例如，在《沉与浮》一课中，教师准备了几种不同的材料（石子、塑料泡沫、橡皮泥、回形针、蜡烛等），首先让学生根据生活经验判断这些物品放入水中是上浮还是下沉，再指导学生动手操作，当实验结果与原有预测发生冲突时，学生便会重新对沉与浮概念进行思考，打破原有观念，顺应平衡新的概念，同时也能在实践中摸索出新的学习方法与技能。
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二、团队合作，模拟上课，实战得经验
中小学科学中存在大量实验内容，但是，大学的实验内容与中小学实验内容往往有很大的差距。适当加强大学学习内容与中学教学内容的联系，同时要重视培养师范生的专业性科学理解，采用正确授课方式，以确保师范生自己明确每一实验的目标、任务、操作原理及过程。
在“科学实验教学研究”课程中，我们全班分组，每组4－5人。小组成员在组长的带领下，合理分工，利用一周时间整理中学教材中所有试验内容，并罗列所有试验所需要用到的实验器材，以及这些实验器材的作用、使用时的注意事项等。在整合各类实验项目后，给每小组按顺序安排实验课程内容。每小组负责一个实验，组内成员自行分工并提前准备教具，而班级内其余学生充当中学生，利用实验课堂时间进行正式上课。
课堂结束后，全班学生按小组分别从学生、听课教师、课程优点以及缺点这些角度对本小组学生的上课情况进行讨论评课。这样的团队实战练习，给予师范生更多机会，让我们提早尝试着做一名科学老师，亲身体验想要上好一节课的艰辛，能够尽早调整自己的教师形象，为将来走上教师岗位打下坚实的基础。
三、结语
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1.适度性。教师要针对学生可以接受的范围及课本内容合理安排教学内容，制定可行性较强的教学体系和教学目标。教学过程中，为了掌握学生对知识的学习情况，可以分四个阶段提高教学效率。感受指在刚刚接触化学知识时，学生仅对教师讲解的课本内容有基本了解和大概印象，需要学生在学习过程中留心相类似的内容，自己要注意总结和对比记忆。如讲解常见化学物质的分子式时，要在大脑中形成立体的分子构成。联系指将讲解的科学方法和解题思路贯穿学习中，在学习中注意方法和内容联系起来，通过练习和思考逐渐熟练运用方法。例如，在学习书写化学方程式时，一些金属元素和盐酸发化学反应的化学方式是不一样的，系数也不一样，但都是金属元素和盐酸发生化学反应，可以通过联系金属的相同性质书写方程式，从而举一反三，降低书写难度。应用指通过基础化学知识的学习解决化学问题。例如，在化学学习中，比较常见的问题就是在主要物质中掺有其他化学物质，如何检验这种物质的存在等。评价指根据自己建立的科学知识体系判断他人的学习研究是否有价值，当然这要求学生自身知识能力足够高。
2.适时性。适时性的教学原则要求教师在确实有进行科学教育的必要时采取措施，否则会适得其反。化学课本中隐含科学的方法，有的知识内容与教学方法联系密切，在讲解那部分时要注意渗透教学方法。教师要在恰当的时候讲解化学理论的来源及相关知识等，达到扩展学生知识面的目的。例如，在学习溶液的酸碱性时，常见的酸性溶液有酸溶液和某些盐溶液，如硫酸氢钠，对于其他不常见化学溶液没有讲解的必要。
三、科学教学的方法及措施
1.充分利用教学模具进行教学。在学习化学分子式及空间结构的时候对学生的空间想象能力和逻辑思维能力的要求比较高，而初中学生刚刚开始接触化学，很难形成空间想象，这就需要教师在教学过程中借助教学模具进行教学和讲解，让学生通过空间想象和模具帮助，先学习基础知识，再通过了解和讲解揭示其奥秘。例如，在学习一些化学分子式的结构书写时，首先要记得该化学分子式是什么，然后才能知道在画结构的过程中需要用到什么元素和几根化学键，如写三氧化二铁的分子结构时，先想想其空间结构，或者借助化学模具，再进行书写，久而久之，也就有了一定的空间想象能力。
2.通过比较、分析，熟记多种化学知识。化学元素太多太乱，很容易记错记混，这就需要学生通过对比记忆，根据自己学到的化学知识和经验形成自己的学习方法。例如，在刚刚接触化学的时候，最基本的内容有固体、液体、气体。除了状态不同外，还要区分固体的颜色、性质等，如铜和氧化铁都是红色固体，但两者的化学分子式是不一样的。这就需要通过分类和比较进行记忆，可以按照状态、颜色的不同进行分类。
3.运用学到的化学理论对不了解的方法进行探索。在化学学习过程中，经常用到的一种方法就是化学假说法，化学假说法指运用已经学习和掌握的化学原理，对未知的化学现象和化学规律进行探索，而探索结果就需要时间和真理验证，初中生不能对自己得出的结论做出对或错的判断，但是这种方法能激发学生的学习兴趣和积极性。其实，化学假说法能最大限度地调动学生学习主观能动性和积极性，更有效地培养学生的思维能力，发挥学生学习中的独创精神，提高学生的科学素质，为以后从事科学研究工作打下科学方法的基础。例如，化学家拉瓦锡根据燃烧现象与空气中的化学成分相联系，通过思考和研究，提出燃烧的氧化学说。
4.善于归纳和总结学习过程中遇到的知识。归纳所学知识和整理知识体系是学习化学的常用方法，养成对知识的整理和归纳的好习惯，能够提高学习效率，达到事半功倍的效果。归纳从一些具体事例中概括整理出相应的结论，发挥学生的主体作用，归纳内容和归纳形式都由学生根据自己的学习情况所决定，在归纳和整理的过程中加深对知识的记忆，在提高学习效率的同时达到复习效果，所以说归纳和整理是很重要的。例如，在学习元素周期时，根据教师思路学习和掌握前二十号元素的电子排布情况，在观察和归纳的过程中，很容易得出电子的排布和变化规律，根据元素化合价的变化和元素原子半径的变化从而得到排布规律，这样就能达到提高学习效率的目的。
5.充分利用化学课本。学习化学不管采用什么形式，都离不开化学课本，而化学课本中的内容排版就是按照学生接受程度和理解能力进行的，这就是一种隐含的科学教学方法，也是教师在教学过程中需要学习的。例如，初中化学中身边的化学物质这一部分内容可以分为这几部分，地球周围的空气、氧气、碳和碳的氧化物、自然界中的水、金属与金属矿物、溶液、生活中常见的化合物等其他部分，是按照简单到复杂安排的，简单来说是教材中的一条知识线。抓住这条知识线能帮助学生学习和掌握课本的基础知识，还能使教师讲课条理清晰。这样的教学安排能帮助学生理解和学习化学知识，是帮助学生学习的重要措施。
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掌握化学语言起步是在初中阶段，一些诸如化合物、化学变化、元素、分子等化学名词正式在课堂上听到，这一阶段要遵循学生的认知规律、循序渐进、适当重复、结合实际生活，切不可强行灌输。如果出现学生对基本概念不理解或理解错误，要及时纠正，并适当鼓励，以免学生错误领会概念影响后续学习或者失去对化学的学习兴趣。初中阶段需要理解化学知识主要有化学基本概念、化学基本理论、元素化合物知识、化学实验、化学计算等，这个时期对于正确运用与掌握化学语言是非常重要的。学生从原理、从根本上认识化学、学习化学是在高中阶段，高中化学中出现的信息，从质量、时效、难度看都远远超过初中阶段，语言要求更加精准，文字描述限定条件更多，符号更加国际化，外语作用更加突出。在高中阶段，学生之间容易出现不同层次的分化。语言在学习中的作用更为关键，如果能够正确理解概念、运用语言，对于内容的学习是事半功倍的；反之，则会感觉晦涩难懂，甚至听课不知所云，自学不知应该学哪里，对现实的成绩以及今后的学习都会产生不良影响。在掌握基本知识的基础上，能深入理解内容，并自觉运用于解题和生活实践中，以科学语言不断提出问题，以科学思维研究分析问题，将有利于科学素质的进一步提高。
三、化学语言学习的途径
1.教师的言传身教。
任课教师在课堂上的讲授是学生学习化学语言的主要途径。教师的化学语言风格特点将是学生最直接的学习对象。对于初中学生，结合他们的形象思维的认知特点，教师要想尽办法让课堂上基础理论与生活实例相结合、直观与抽象描述相结合、具体实物与化学名词相结合。尤其是与实验有关的内容，学生的一致反映是难、散，要让学生亲自动手操作同时用语言描述过程，动手动嘴必须同时进行。老师课堂讲授的专业化学名词、化学用语要准确，不能模糊，不可随意发挥。而在讲解、讲通的过程语言要丰富幽默、善用比喻、善于联系实际的、用学生最能接受的方式予以讲解。对于高中生，他们抽象思维能力和理解能力有所加强，学习风格逐渐转化，接受知识受教师风格与语言特征的影响弱化。教师在对理论深度广度的准确把握、恰如其分的讲解课程的基础上，要注重活跃课堂气氛、启发式调动学生的积极性，多提问，多表达，让学生学会概括总结自己的解题思路，强化科学语言素质，给学生展示自己的舞台。
2.学生的以教代学。
教学是一个知识再建构的过程，教师教学效果最终取决于学生的吸收效率。在现代教育理论中，有一种“先学后教”的教学模式可以借鉴，老师想要让学生真正掌握某项知识，最好的办法不是教师反复多次的教，而是让学生先“学”，学生来“教”，老师再总结性地“教”。“教”是“学”最好的途径，学生先“自学”后在教师指导下“教”，既能充分调动学生的积极性又能检验他们的知识能力状况，特别是化学用语的应用，在他们讲授和描述的过程中充分得到强化，使存在的问题能及时发现以便修正。当然，这个过程并不是弱化了教师的地位，反之，对教师的要求更高，因为学生思维的发散性，使得教师的知识储备大大提高，备课范围加大。
3.语文知识的运用。
尝试运用语文易混字的学习方式可以理解化学概念。概念是化学基础知识的重要组成部分，概念不清楚将会直接影响化学知识的学习。应用字词的区别可以帮助学生准确识记化学概念，教学中，常常发现学生对字词说不清楚，写不清楚，对概念不能准确理解。如，把“氨”“、胺”和“铵”三个字混淆。“氨”“、胺”和“铵”有关联又有区别，氨是NH3，包括了氨气、氨分子、氨水、液氨、联氨；胺是氨的烃基衍生物，氨分子的一个、二个、三个氢原子被烃基取代生成的化合物；铵是NH4+，通常与盐连接在一起，称为铵盐，是氨与酸作用得到的，相当于一种金属离子（如：K+），但在加热后很容易分解为NH3。因此在概念的教学中一定要咬文嚼字，重点强调关键字词的准确。运用语文句子成分分析理解化学理论的内涵与外延，如：溶解度是指在一定温度下，某固态物质在100g溶剂中达到饱和状态时所溶解的溶质的质量。对溶解度的理解必须把范围界定清楚，即一定温度，因为溶解度与温度有关；溶剂的量是固定的100g；溶剂与溶液要区别，溶液包括了溶剂与溶质；达到饱和状态是溶解度定义的特定状态，溶解度定义的不是任意的情况，而是一个特定的状态，即此时所溶解的溶质最多量的状态，与非饱和溶液所溶解的溶质的量要相互区别。把溶解度定义按语文语句成分的划分作为限定条件来理解并加以明确，溶解度的要点即可一目了然。运用语言文字的词语辨析来理解物质性质和理论知识，如：氧化剂和还原剂是相对关系，在一个氧化还原化学反应中必须是共存的，如影随形；还原剂被氧化和氧化剂被还原是同时进行的，体现的是物质在某个化学反应中表现出的得失电子的能力，一定要具体到反应。比如：KMnO4是常用的氧化剂，它可以氧化H2O2，此时H2O2是还原剂，这个反应是临床医学上制备医用氧气的方法，在H2O2与I-生成I2的反应中，H2O2无疑就是具备抢夺电子能力的氧化剂了。在原子结构内容中，波函数的角度分布和径相分布是并列关系，是对电子空间运动状态的共同描述，是一个事物的两个方面，之所以分开研究，因为微观粒子与宏观物质运动方式存在根本区别，这是一种解决问题的方法。波函数的角度分布，研究了原子轨道的形状和伸展方向，波函数的径相分布讨论了电子出现的几率与离核远近的关系，是将复杂的问题分解简化，力求更好地讨论问题。
四、语言理解能力与化学成绩的关系
学生学习化学知识的程度与对化学语言理解能力的相关性是显著的，因为只有精确地理解了化学语言，才能运用化学知识去听课和做题，曾经有一个极致的例子，某个中学生把一切液体的东西都叫做水，他的语言能力决定了他的化学学习效率很低、成绩很差。本项目组采用IBMSPSS20软件，双变量相关分析法将某市初三学生化学成绩与语文成绩进行了相关性计算，得到不同层次学生化学成绩与语文成绩的皮尔逊（Pearson）相关系数为显著正相关，即化学成绩好的语文成绩也好，化学成绩差的语文成绩也差。有文献从化学成绩与单独的语言能力各个维度：如语言识别、语言转换、语言表达、语言应用进行相关发现，按分数划定的不同化学学习能力组别之间的语言能力差别非常显著。语言识别与语言应用对化学知识的学习尤其重要。
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1.实践课程设置。国内环境科学的实践课程设置大致分为两类，下面以同济大学环境科学专业为例进行阐述：一类是与专业课相关的实验课程，比如普通化学实验、环境检测实验、生物化学实验、环境毒理学实验等等。该类实验课程设置与专业课学习相对应，内容多为专业课原理的演示或验证实验。该类课程分布在教学周中，需要实验前进行实验报告撰写的形式进行，实验结束后撰写实验报告进行总结。另一类是参观实习类的实践课程，如同济大学环境科学系组织的参观云南水务集团、上海杨树浦自来水厂等实践，这些实践课没有对应的专业课程，而是在培养计划中作为暑期实践单独出现，具有比较高的独立性，时间上它们分布在暑假开始的阶段，一般为期两周。学院组织以系（或班）为单位，集体前往参观地点进行实践，而地点和参观的企业分布广泛，有上海市内的环境企业，国内的污水处理公司（云南水务公司），也有国外的大学（日本九州大学）和环境基地（联合国环境规划署）等，参观结束后，同学们需要撰写对每个场所的心得体会和报告。在参观时，所参观的企事业单位机构的专业人员向同学们介绍相关专业知识，这拓宽了同学们的专业专业知识学习途径。费用方面，远途的参观考察基本上是学校学院的经费承担，但是也有同学自费的部分如机票和其他一些费用。一般都在普通家庭可以承担的范围之内。总体来看，国内的实践课程种类比较多，时间地点都很多样，而目的就是培养同学的动手能力、创新能力和对理论知识的感性认识。而课程的评价体系则主要参考学生的报告评价，如实验课的实验报告的平均分和考察报告的评分等。此外，以同济大学环境科学创新试验区为例，通过组织小班教学，引导学生们循序渐进参与创新实践，以提高综合能力。如从大学一年级开始参观教授实验室，大学二年级开始“一对一”的导师制，通过学生和教授的双向选择，确定学生的导师和课题组。这样，学生可以进入各个不同的实验室参与到课题研究中，更早地接触到科研和相关的活动。这样的教学模式丰富了学生获取知识的方式，也为学生开阔视野提供了很好的途径。欧洲的环境科学实践课程设置与国内有所差异。以试验区同学交流学习的西班牙瓦伦西亚理工大学为例，环境科学实践形式也分两种，和国内一样，是实验课程和参观实践。但是欧洲的实践课程强调本地化和可操作性强。这里的实验课和理论课不分家，如环境生态学，课程分为两部分———课堂和实验室，同学们进实验室的频率也是一周一次到两周一次，此外，同学们无须撰写预习内容，但实验报告和国内相似，区别在于这边要求以一定的格式标准，将实验报告打印出来，由老师收集，作为评分的依据。而参观实践也是与课堂结合的，并不同于国内实践教学课程独立设置。往往在某门课程学习当中，安排整天的实地考察（fieldtrip）。实地考察地点则由课程的性质而决定，例如地理课会选择附近的山体，而环境修复会安排在周围的某个垃圾填埋场。偶尔也会有远途参观的课程，行程从3~4天至一星期不等，这些课程通常出现在大学高年级如大四阶段。这种远途实践是自愿参加，部分自费。如同学因为费用问题不参加将另外安排任务。在实地考察过程中，由于自然场地更多，通常都是任课老师担任解说员的职责，因此需要老师对该场地有一定的了解。据来自德国和奥地利环境科学专业的同学叙述，当地的课程设置和西班牙相差无几，也是实验课和理论课相结合，而实地考察也是根据具体课程来安排，有的课程会固定每两个星期有一次，有的课程则不定期举行。而且普遍没有长途的行程，时间最长则只有3~4天。课程的评价和国内相似，也是根据学生的报告进行评分，不同的是，该分数是理论课的一部分，并不像国内有单独的实验课分数。
2.学生态度。在国内教学普遍以应试为目的的大背景下，实验和考察这种非考试科目，在一定程度上应该是符合学生的兴趣，并且能够调动起学生的积极性。而实践考察中，同学们普遍对轻松的行程比较感兴趣，而在具体的企业和工厂参观热情则很大程度上取决于对该主题的熟悉程度和讲解人员的表达能力，积极主动性上受限制。部分同学对实验预习报告和考察报告的撰写不够重视，仅仅是完成任务，会沦为“形式主义”。在西班牙或者德国的环境科学主修学生则对实验和考察有不同的态度，学生们普遍乐意接受实验和考察教育，相比中国学生，他们更有兴趣参加实验或者考察形式的教育。但是同学们普遍为实践课百分之百的出勤率要求感到苦恼，在西班牙尤为严重。因为西班牙18~24岁学生平均翘课率为23.5%，为欧盟国家首位。此外，实践考察报告的撰写不是必须的，受到部分同学的欢迎。
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教师对学生的观察习惯进行培养后，接下来需要培养学生发现问题、提出问题的习惯。提高学生的学习能力，仅靠观察是不够的，还需要学生养成发现问题、提出问题的习惯。小学生刚刚接触比较正统的知识，对一切事物都充满好奇心，教师在教学过程中要利用学生的好奇心，引导学生发现问题、提出问题。理论联系实际，创设问题情境。学生是学习的主体，教师要利用学生的好奇心，激发学生的求知欲。例如，学习蒸气时，教师可以录制一个水壶中的水沸腾时的微视频，让学生观看。观看完成后，向学生提问，他们看到了什么？为什么会出现这种现象？从而引出蒸气的性质。另外，教师还可以让学生自己去探索生活中一些不明白原因的现象，引导学生养成善于发现问题、提出问题的习惯。
3勤于动手的习惯养成
懒惰是学生的天性，正因为懒惰，才有了各种各样的发明方便人们的生活。但是，这里懒惰只是一种思想，是人才在积累了充足知识之后的质变。学生要养成勤于动手的习惯。一方面，好记性不如烂笔头，教师讲授的一些知识需要反复复习，才能记住。有些学生觉得自己已经记住了，就没有记笔记的必要了，这种思想是错误的。因为课堂上的记忆大部分不太牢靠，随着时间流逝，遗忘比例会加大，最后，只能保存一点儿。所以，教师要督促学生养成勤于动手的习惯。可以采用一些硬性规定，如随时抽查学生的笔记引导学生养成勤于动手的习惯。另一方面，“动手”指学生自己动手实践，不光纸上谈兵，真理要通过时间的检验。例如，教学过程中，面对学生自己下的结论，教师可以辅助学生通过实际操作验证自己的结论，从而帮助学生养成勤于动手的习惯。
4总结反思习惯的养成
教师在学生的学习过程中要培养学生的总结习惯，对每一节课、每一单元、每一门课程都养成总结习惯，并对自己对课程内容理解上的错误进行反思，这样，课本才能越读越薄，学生学习起来思路才能更清晰，才会轻松。科学的探索过程、操作过程中的一丁点失误，都能使学生达不到预期效果。这时，教师要给予学生一些鼓励、一些建议，引导学生进行总结反思。让学生回过头来思考自己探索的步骤，对自己的操作进行自我评价，为什么会失败及失败的原因，从而进行改进，然后重新试验，不断改进，直到达到预期结果。故在小学科学教育中，教师要引导学生养成总结反思的良好习惯，使其在成败轮回中获益。
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1．可以提高自身的素质如今人们的生活在物质方面大多数人已经得到了满足，进入小康社会，人们关注的是如何生活更好，也就是所谓的养生．为什么当今社会的受骗率那么高，而且很多都是知识分子．此种现象说明，科学素养对抗封建迷信固然有用，但是作用效力是有限的，这就需要一种精神可以贯穿于整个科学活动中，并且让人们的精神得到寄托，这种精神就是科学精神．科学精神带给人们的力量是伟大的．
2．是科学发展的基本要求所有的科学发展过程都不是一帆风顺的．在物理教学中培养学生的科学素养的意义在于可以更好地理解科学的本质，维护物理教学的教学目标，从而把握科学发展的方向．只有具有较高科学素养的高中生，才是未来产生科学家的潜力股，我国科学事业的有效发展才能得到保证．三、在高中物理教学中培养学生的科学素养1．利用适当的教学方法培养学生科学的思维方式传统的教学模式是教师在讲台上教课，学生在下面记笔记，教师是课堂的主体，而学生只是被动地接受．教师讲课占据了大部分课堂时间，学生在课堂中只有听或者写的机会，学生的自主学习能力根本没有表现出来，这种课堂模式不利于学生的学习以及成长，更不利于培养学生的科学素养以及探索精神．新的教学理念指出，学生在教师的带领下，制定学习目标，完成教学任务，获取知识的同时也培养了自身的科学素养．在整个教学活动中，学生是活动的主体，让学生充分发挥学习的自，这样既学到了物理知识，又培养了科学素养．2．利用物理实验教学培养学生的科学素养实践是检验真理的唯一标准．通过实验教学，可以加强学生的动手实践能力，有利于培养学生的科学精神．在实验过程中，为达到统一目的，可以采取多种形式的教学方法，既能体现个人能力，又能体现小组合作能力．在物理课堂中，教师所讲的内容并不是知识的全部，可以通过实验让学生学习更多的物理知识．在实验过程中，如果学生遇到一些问题，尽量让学生运用自己所学知识去解决，使学生养成善于思考的好习惯，有助于学生科学素养的提高．
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2．1科学课程改革的必然要求
情感教育的缺失始终是我国教育教学活动开展过程中的一大弊端，这种缺失自上世纪80年代就普遍存在，尤其体现在科学教学中．当前，在新一轮课程改革的大背景下，情感教育受到了广泛的关注，在教学目标设置方面，也将情感目标纳入其中，与知识目标和技能目标处在同等重要的位置．在新的《科学课程标准》中对于科学教育中的情感教育给予了足够的肯定和重视，并且鼓励教师可以走出课堂，为学生创造更多亲近自然、感受自然的机会，使学生与大自然有更多的亲近空间．通过ST-SE教育让学生能够把对科学技术的理解与整个人类、环境和文化系统的复杂性结合起来，并以此为根据对未来作出决策．这种文化战略是为了适应当今不断变化着的多元化世界而提出的科学教育战略，它从文化发展的角度将人类在科学技术、社会方面的洞察力与科学教育的具体过程结合起来，并不断地规划和调整科学教育的具体策略和方法．
2．2提高教学改革效率的需要
课堂教学活动的开展是学校教育的基本形式，也是学生积累知识的主要阵地，在科学教学中开展STSE教育，是符合时展需求、促进教育教学质量全面提升的必然手段，STSE教育可以使科学知识获得足够的运用空间，并且将学生的价值培养与科学技术的发展完全融入到课堂教学活动中，使学生在获得系统的科学知识的同时，增强与社会发展的联系．为了避免对情感教育的忽略，STSE教育也受到了科研领域、教育领域等众多有识之士的重视，为了避免出现知识教育与情感教育失衡的现象，新一轮课程改革中强调尊重学生的主体地位，认为学生是开展教学活动的主体，只有学生积极主动的参与到学习活动中，主动的学而非被动的接受，才能充分做到尊重学生的情感认知和心理状态，才有利于对外部信息的吸收和利用，从而将其运用到实际的生活中．
3科学教学中渗透STSE教育的途径与策略
3．1教材知识与课外知识的同步渗透
教材是开展教育教学活动的载体，但是却不能局限于教材，因此教师要能充分挖掘教材中STSE教育的因素，并且对教材内容进行适当的拓展，才能使科学教学更加充分体现STSE教育的精神，将教学内容与生活环境有机结合．如学习浙教版科学《水的利用和保护》的内容时，要让学生了解水资源的生成，水对人类生存的重要意义，全球因水资源短缺所产生的严重问题，诸如沙漠化、淡水资源缺乏、工业和城市生活因缺水带来的问题等，使学生意识到节约用水的重要性，然后向学生提出“生活中可采用哪些节水措施”等问题．不仅可以激发学生学习的兴趣，同时也可以将教材内容与生活实际相联系，使学生感受科学知识就在身边，有助于培养学生关心自然、关注社会的情感．
3．2科学实验中强化STSE教育
实验是开展STSE教育的一个有效途径，通过科学实验可以帮助学生更好的掌握科学知识，也有利于培养学生的动手能力，提高学生的实验素质．在开展课堂实验时，可以让学生分成不同小组，针对废气、废渣和废液提出不同的处理方法，这是拓展学生思维、渗透绿色科学理念的最佳时机;教师也可以鼓励学生对实验内容和装置进行改进，充分发挥自己的想象力，将实验对环境污染产生的影响降到最低．例如在讲电学时，可尝试让学生探究家用电器的构造、电路原理等，使学生感受到学了有用，学了能用，学了会用，学了想用，这种对所学知识价值的领悟又必然会进一步激发学生热爱科学的情趣，从而巩固学生学习科学的意志．
3．3组织社会调查活动
科学技术的快速发展促进了社会的不断进步，教育活动的开展也应当符合社会发展的规律，因此要适当为学生创造参与社会活动的机会，可以让学生的理论知识得到有效运用的同时，培养学生的科学素养，有利于将知识与实践相结合．比如学习环保相关的内容时，教师可以组织一些社会调查活动，布置学生针对生态环境资源开展调查，并且自行组织调查的内容和要求．如到一些企业中了解环境污染的情况，对农村生活垃圾的处理情况进行观察，了解农民对环境保护的认知程度等等．当学生通过一系列的调查活动后获得第一手资料，再经过自己的分析与总结，写出一个环保调查报告．在这个调查活动开展的过程中，学生需要自己搜集环保相关知识，因此学生自身在环保知识体系的构建方面得以完善，而且可以使学生从书本走入到现实中，感受真实的环境污染与危害，才能从内心真正认识到环保工作的重要性．
3．4利用第二课堂加强技术教育
第二课堂是学生参与实践活动的有效途径，可以促进教学活动的有效开展，也可以为学生科学素养的培养奠定良好的基础．比如布置学生做一些简单的小制作或科学小实验，音乐贺卡、叶脉制作、直流电动机模型的装配等等;也可以组织学生利用多媒体手段搜集关于STSE教育的相关信息，并且进行交流．在信息化环境下，学生获取信息的能力培养十分重要，通过这种方式可以培养学生获取信息的能力，同时也可以加强学生对科学新进展的关注程度，对于培养学生的科学素养有着十分重要的作用．
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生物科学素养不可能单纯地依靠知识的讲授、灌输来形成，必须改变教学的策略和方法。生物课程标准的一个基本理念是倡导探究性学习，而加强科学探究是培养科学素养的重点。为此新教材一改过去过多地注重科学知识的弊端，十分重视全面提高学生的科学素养，安排有多个探究活动，尽管各个探究活动要求达到的目标和侧重点有所不同，如有的重点是在如何控制变量和设计对照实验上；有的是要求学生体验探究的一般过程。但是可以说每个探究活动都蕴涵着丰富的培养学生科学素养的内容。例如学习“人体的免疫防线”时，引导学生通过模拟实验来探究皮肤是一道保护屏障，这样可以把复杂的实际问题转化为理想的简单问题。模拟探究前，教师可引导学生讨论：①模拟实验中模型(苹果)与原型(人体皮肤)的关系？②如何设计实验组与对照组？③如何控制变量？④为什么要将实验材料按四种情况分别进行处理？在充分思考的基础上根据探究计划开展探究，由苹果皮的功能推理出人体皮肤也有相似的功能。再通过调查家人、同学等，结合自己的生活经验，了解皮肤破损引起的伤口感染情况等，从而证实类比得到的结论是正确的，感悟人体的皮肤是一道保护屏障。在整个探究活动过程中，学生需要不断地对所遇到的问题进行分析思考，使学生的思维能力和生物科学素养得到螺旋式发展。因此探究活动非常有利于培养学生的科学思维方法和科学素养。
三、认真组织开展生物学实验，指导学生掌握科学方法
生物科学是一门以实验为基础的科学，科学的结论建立在对充足的材料进行观察和比较的基础上，生物科学的核心概念、原理，均来自于科学家的科学实践。因此，实验是学好生物学的基础，也是培养学生科学素养的重要途径。例如在学习生物体的基本结构时，请学生制作洋葱鳞片叶表皮细胞和人口腔上皮细胞等临时装片并观察细胞结构，教学过程中，教师可先示范一次，然后让学生独立完成。实验中出现的问题应该由学生通过讨论和交流，自己找出原因。绘图时要求学生一定要尊重事实，不要按照挂图或教材中的插图去描绘，以培养学生实事求的科学态度。学生通过实验，在“做中学”的过程中，对“细胞是生物体结构和功能的基本单位”这一重要概念的理解将更深入。这样，在学习活动中，学生能主动获取知识，体现了自主、合作、探究性的学习过程，把实验贯穿于教学的全过程，做到师生互动而又以学生动手实践为主，并且学生的实践活动又是在教师的精心设计下进行的，通过实验过程中的活动和探索，一方面使学生更好地理解掌握科学知识，锻炼动手操作能力，培养观察能力和思维能力，另一方面，对实验成败的比较分析，使学生认识到进行科学的探索和研究需要实事求是的科学态度。这样就把传授知识，训练基本技能和培养生物科学素养统一起来，提高了教学实效性。
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2.设计合理的教学目标
依据我国专家研究成果,PBL学习方法实施的核心目标是使学生:搭建扎实并且灵活的知识基础;提高并且开发高层次创新思维能力;能够开展自主学习;能够在PBL过程中培养合作精神。设计合理的教学目标要对本学科的特点有良好的掌握，在本案例中，如讨论小学科学中的动物单元，讨论与蜗牛相关的问题。笔者设计的教学目标如下：（1）知识获得方面，通过观察蜗牛的生活环境，身体形态，运动和了解饲养方法，使得学生能够在获得动物共同特征的同时，建立起生命体的概念。（2）PBL的过程和方法方面：通过对学生已有生活经验碎片的唤醒，使得学生能够通过语言来表达自己的生活体验和观点，通过小组讨论，提出自己的问题或者观点。提出问题后学生寻求解决问题的答案，开发他们的创新能力，观察能力，解决问题能力，总结能力。（3）合作精神等品质的培养：在PBL的讨论过程中，学生能够增强把生活知识运用到书本中的能力。同时小组讨论合作的交流模式，能够培养学生的团队意识、自信的表达观点的能力，交流能力。（4）通过对蜗牛的观察分析，饲养过程中让学生自主发现课本之外没有的知识，如蜗牛的食物、排泄、生长、繁殖等，使得学生在潜移默化中学到知识，同时又养成的自主学习的习惯。
3.学习环境设计
(1)问题情境设计。
通过图片来展示身边的小动物，如小学科学课本中动物单元提到的，蚯蚓，蜗牛，蚂蚁，金鱼等。让学生注意到身边的小动物，了解这些生命体的特征。让学生想办法、动脑筋尝试调查、观察获得更多的生活在附近的小动物的信息。感受动物和自然、人类的关系和动物的多样性。
提出要解决的问题，如，秋天里有哪些小动物，怎样观察获得小动物，还以蜗牛为例，引导学生提出问题，蜗牛的生活习性是什么？蜗牛用什么呼吸？蜗牛睡觉吗？然后是学生有浓厚的兴趣进行提出问题阶段，每组的成员记住自己提出的问题。
（2)学习资源设计
老师可以将班级学生提出的问题都收集到一起，以ppt的方式展示在学生面前。通过动物的教学视频，向学生展示蜗牛的一些生活习性和生长过程。给出一些相关的动物的基本知识，让学生有一定的了解之后再去解决他们提出的问题。同时给出相关的图书资料，让学生有平台去查找相关资料。
(3)学习过程设计
为了培养学生条理清晰地解决问题的能力,再现学生问题解决的思维过程，使得学生在解决问题后能够知道自己的正确或者错误之处，同时也可以作为认知档案留存，使得学生能够在发散思维的前提之下，又能有章可循，不至于使得PBL教学，成为没有边际的空想和学生无根据的遐想。
4.学习评价设计
本案例PBL评价的方式有3种,即教师评价、组内成员互相评价、自我评价。评价内容包括学习过程评价和学习成果评价两个方面;学习过程价评价主要是对学生参与PBL的合作程度、主动性、积极性、在组内起到的作用，以及是否有效地分享小组其他成员的经验。学习成果的评价注重学生提出、分析和解决问题的能力，以及此过程中的查找资料的能力。得出结论的正确与否。
二、PBL教学的实施思考
从小学科学动物单元蜗牛案例的设计思路和实施效果总结得出,PBL的教学模式对与培养学生的创新思维能力、合作学习能力、自主学习能力的提高有积极的影响，此外对于学生学习兴趣的培养有积极作用。在学生知识获得方面有了显著的进步，不再是灌输式的应试教育下的死板，不再是直接把知识告诉学生，使得学生没有思考的理由和空间，也没有的绝对的错误和正确，使得学生能够在自己感兴趣的前提下，通过自己的努力和挖掘找出问题的答案。这一过程，对培养学生的扎实的科学素养有着至关重要的作用。在PBL教学中，学生的学习热情高涨，学生的体会是，以前的小学科学课，都是老师直接讲解书本的知识，他们没有过多的去思考相关的问题，也没有去想自己哪里不懂，只是按照老师的要求记住相关知识。课堂效率低，对于太多要记忆的东西产生厌恶情绪。但是PBL的讨论过程就解决了这一问题，同学之间不仅加强了沟通，虽然回因为会不同意对方观点而争执，但是又可以努力查找资料来证明自己的观点，在查找资料过程中学到了许多课本没有的知识。同时经过资料的总结还能对所学知识进行拓展，使得简单的蜗牛一课特别丰富多彩。同时还能认识到其他动物的相关知识。PBL使得学生成长了很多。对于参与PBL之中的老师也深有体会，他们说：以往的教学过程中，很少有学生的表现机会，只有个别同学在课堂上比较活跃，但是PBL中一些不常发言的学生提出的观点也令我惊讶于他们潜在的能力。虽然PBL教学有诸多优点，也受到老师和学生的推崇，但是在大面积和广泛的推行过程中还有许多挑战。需要在接下来的PBL教学探索中去解决。主要有以下方面：
1.教师角色
在PBL模式下小学科学的课程中，教师的身份只是一个引导员，辅助者。引导学生提出与主题相关的问题，并且就问题引导学生思考，激励和引导学生进行发散思维。在学生讨论偏离主题或者有明显错误的时候进行纠正。并记录每一个学生的表现，以及相关问题。同时，为学生提供书籍等相关资料，为学生创造亲历解决问题的机会，使学生在进行知识建构的时候，培养学生的创新能力，探究能力和综合实践能力。当然，教师还要监控学生的学习过程,尤其是在学生小组讨论学习过程中,教师负责调控小组的学习气氛,，激发学生参与的积极性与团队协作意识。
2.学生角色
在PBL模式下小学科学的课程中，学生不是被动的接受知识，而是主动的获得知识的过程，是知识学习的主动参与者。学生在整个PBL过程中，都要进行积极的思考和认真的准备，在自己发现问题、提出问题、分析问题、解决问题的过程中不仅要学会倾听小组成员的意见，也要积极表达自己的想法，同时还有竞争意识的融入，提高自身学习能力的同时，还提高了交际合作能力。
3.师生角色的转变需要逐步适应的过程
有上述分析的教师和学生在学习知识的主动和被动关系的转变可以看出，如果达到PBL的要求还需要一些时间。老师的转变很重要，更重要的是能够引导学生习惯自主学习的模式。
4.教学课时延长
教师备课(设计教学设计,问题引导,教学资源等方面)所准备的时间比旧的课堂教学多，因为你不知道学生会提出怎样的问题，在PBL过程中老师也处于一个学习者的角色，要不断的对自己不熟知的知识进行补充学习。同样，在PBL教学中,学生要花更多的时间来查找资料，准备问题，讨论，分析结果等，有时课堂的时间不够，会占用学生的课余时间，这样有可能降低学生的兴趣。同时对于课时的控制有一定的难度。
5.成本比较高
硬件上：相对传统教学,PBL模式需要准备多媒体教室，有条件的甚至需要网络教室,对于讨论中的相关表格，资料的开销都增大。软件上：对于老师的需要增多，每一个小组都需要一名老师指导，监控。这样人力的需要加大，同时也增加了实施难度，老师虽然不在是知识的主要讲解者，但是他的引导作用不容忽视。
6.对学生的评价客观比较难
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科学学科的教学内容来源于生活，与学生的生活有着密切的联系，教师在教学工作中要将一些生活化的内容融入到教学活动之中，坚持理论联系实际帮助学生深化掌握效果。例如在《摩擦力的秘密》一课教学中，笔者要求学生思考在生活中推动一个物体什么时候比较吃力，什么时候比较轻松，从生活中的案例着手引入摩擦力的学习，掌握摩擦力的相关要点。学生联系自己的生活实际进行了小组讨论，很快找出许多这一方面的内容，如在平滑的地面移动物体较为容易，在粗糙的地面移动物体要费力一些，圆形物体在滚动时较为轻松，其他物体在推动时极为吃力。有了这样的生活内容为基础，笔者向学生介绍了摩擦力大小影响的因素、克服摩擦力的措施，以及怎样将摩擦力的规律运用到生活之中方便生活，这样的教学模式既能够帮助学生形象记忆掌握相关知识点，同时也有助于提高学生学以致用能力。许多学生提出了一些非常有创意的建议，例如在家具底部安装可拆卸滑轮，便于在家庭内部改变摆设，这就是非常好的创意，这不仅表现了学生对摩擦力知识点的掌握效果，而且能够理论联系实际进行运用。
