科学教育论文范文

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第1篇

课堂教学是教育的主阵地，通过课堂教学，让学生获取知识和技能，培养学生的素质。由于小学科学知识的内容具有综合性和广泛联系性，使得科学的教学内容涉及自然科学、人文科学和生产生活实际。这正与三生教育中的生命教育、生存教育及生活教育紧密联系。所以在小学科学教育中教师应在课堂中渗透“三生教育”，有效地把科学知识和内容与学生的德育教育结合，促进学生综合素质的培养。例如，讲授教科版三年级科学上册《寻访小动物》一课时，本课旨在引导学生将观察环境中的动物和动物生活的环境结合起来，从而领悟到动物和环境之间的关系，思考如果我们破坏了动物生活的环境，会给动物造成什么样的后果。这样使学生明白，如果破坏了我们的环境，我们的生活同样也会受到威胁，生命也会终止，所以我们就应树立认识生命、尊重生命、珍爱生命、关心自己和家人的认识。这样学生就获取了生存的知识，并认识到保护生态环境的重要性，懂得了要关心自然。

二、实践中的教育

在小学科学教学中，要提升学生的“三生教育”价值观念，必须要把两者结合起来，形成统一的整体，从而发挥其教育的功效。从不同角度、多个方面开展知识技能同品德教育。教师要不断拓宽学生的思维空间，还要致力于课外实践，和学生共同交流来达到预期效果。例如，教科版三年级科学上册的《蚂蚁》一课，让学生到室外观察蚂蚁。首先我们面临的问题就是捕捉蚂蚁。怎样才能既捕捉到蚂蚁又不伤害到它呢？全班同学交流意见，发表各自看法：把羽毛或树叶放在蚂蚁出没的地方，待蚂蚁爬上去后，再将树叶上的蚂蚁放入瓶中；或在蚂蚁出没的地方放置蚂蚁喜欢吃的食物，这样就调动了学生的生活经验。学生会列举出许多办法。使学生知道要珍爱小动物、珍爱生命。在这次课外教学活动中，学生可以直接感知、观察，在实践中去、学习，了解自然奥秘，认识周围环境。这样的课外实践活动有利于培养学生的集体主义精神，学会关心他人，能让学生在互动交流中接受教育。另外，学生在实践中熟悉环境，亲近环境，可以使学生形成环保意识。

三、生活中的教育

教师要关心学生的身心发展，关心学生的学习和生活，特别是我们采取教学策略时，一定要考虑到学生的生活实际，从学生的生活入手，进行知识的学习，然后再把知识运用到生活，帮助学生提高生活能力，培养他们乐观坚定的生活态度和健康向上的生活方式。例如，讲授科版四年级科学上册《我们关心天气》时，要让学生充分体会到天气与人们的生产生活有密切的关系。天气既能给人们的生产生活带来好处，也能产生负面的影响。好处有哪些方面，负面影响有哪些方面。让学生通过生活中的实际，举例说明天气与人们生活之间的关系，从而把“三生教育”上升到更高的层次。在交流讨论中，学生认为天气对生活是有影响的，有雾就不能开车，看不清东西；有雨时，室外不能上体育课，出行时要带好雨伞和渔具；有风时就会冷，要多穿衣服，而且走路比较困难；同时天气的情况也会影响到农业的生产等。通过让学生列举生活中的实际例子来认识生活，建立与大自然的联系，从而让学生更好地理解生活，树立主体的生活观。

四、结语

第2篇

1.科学史与科学的动态性和发展性

科学是一种动态、不断进步和持续变化的过程，而并非是一成不变的，即科学是一种动态过程，而不仅仅是一种产品．有了这些科学史内容，学生就容易理解教科书中所呈现出的科学不是静态的，而是随着社会发展不断变化的，现在所学习的科学知识只是科学发展历程中的特定阶段的成果，在将来还有可能发生变化和得到进一步发展．因此，科学史的主要作用是为学生展示一种关于科学本质的完全不同的观点，而不仅仅是让学生通过学习当前的科学理论、进行实验操作和分析实验数据来理解科学的本质．例如，学生在学习“光合作用”时，如果没有相关科学史的介绍，学生所获得的知识只是该领域当前的研究成果，至于这些成果是如何获得的，以及还有哪些有待进一步研究的问题，学生很难获取这方面的信息，这将导致学生对“光合作用”的认识只是停留在静态的层面，无法认识到科学的发展过程，进而限制其思维发展．经由科学史的学习，如果学生将来从事相关领域的研究，他们的研究视野在某种程度上会得到拓宽，而这反过来又会影响该学科的发展．因此，从这一点上讲，科学史对学生理解科学的动态和发展性本质，以及科学的长远发展都将是有益的．

2.科学史与科学研究方法

科学的发展过程总是依赖于研究方法的不断更新，根据其发展的不同阶段所依赖的技术及其相应的成果，可以将其视作是基于实证研究的发展过程．在科学教育中，学生不仅应该学习已知的科学知识，还应该经历科学探究的过程．这种探究过程既包括科学家曾经实施的实验或教师设计的类似实验，也包括教师引导学生对科学史资料的分析．不管采用何种形式的探究，其根本宗旨是训练学生的探究能力和解决问题的能力．当前的科学课程虽然强调科学过程技能的训练，学生可能有机会体验实验设计过程并学习实验操作能力，但是对于这些科学过程技能在科学知识的构建过程中扮演何种角色并未进行深入思考．因此，这种课程只是以脱离情境的方式教给学生科学过程技能，未能向他们提供认识和探讨科学本质的机会．而强调依托特定情境的教学正说明了科学史在这方面所特有的教育价值．通过展示科学史中不同研究方法的研究成果，可以使学生感受到科学方法对于科学发展的重要性．同时，学生还可以比较各种不同的研究方法，理解各自的优点及其局限性，从而为其科学思维的发展搭建平台．例如，在教授高中生物学中“DNA是主要遗传物质”时，教师可以先向学生展示艾弗里的肺炎双球菌实验，通过问题引导学生充分理解该实验的设计原理和目的，然后得出初步结论“R型和S型肺炎双球菌中存在某种转化因子”．基于这一结论，再进一步引导学生思考“这种转化因子是什么呢?”教师可以直接呈现格里菲斯的实验设计和赫尔希的噬菌体侵染实验，通过讨论和引导，确定遗传物质主要是DNA．在这一教学过程中，教师通过引导学生分析相关的科学史材料，使他们逐渐理解实验设计的基本原则．这对他们更加深刻地理解科学的本质是必不可少的．在教学中，教师还可以根据科学史设计特定的教学活动，并非将科学史内容像讲述历史故事那样直接呈现给学生．例如，在上面的教学内容中，教师引导学生分析完艾弗里的肺炎双球菌转化实验后，进一步思考“这种转化因子是什么呢?”接下来，教师不要急于展示格里菲斯和赫尔希的实验设计，而是让学生以小组为单位尝试设计实验回答这一问题，教师为他们提供必要的教学支持，例如，通过问题串引导逐步思考解决方案．通过这种基于科学史特定设计的教学活动，既可以使学生理解科学研究的设计原则，还可以训练他们设计实验和解决问题的能力．

3.科学史与科学事业

科学的发展过程是不同时代诸多科学家、社会学家等多个研究群体共同努力的过程，是一项人类事业．科学史正是反映这一科学本质的重要教学媒介之一．科学史材料一方面可以呈现众多科学家在同一研究领域的不同研究成果，例如，在细胞膜结构模型的研究过程中，至少涉及欧文顿(E.Overton)、戈特(E.Gorter)和格伦德尔(F.Grendel)、弗雷(L.D.Frye)和埃迪登(H.Edidin)、桑格(S.J.Singer)和尼克森(G.Nicolson)等科学家的重要研究贡献．这可以使学生意识到当前的科学成果是现代科学家在前人研究的基础上的修正和完善，这将影响他们对科学的认识．作为社会中的个体，任何科学家都需要与同行及其研究成果有直接或间接的交流，只有在这种交互作用下，才有可能取得新的科学研究成果．另一方面，科学史还能使学生意识到某些科学家对于新发现的抵制，这也是科学社会学家和科学史学家所研究的重要主题．此外，将科学史恰当地整合到科学课程中还能展示在科学发展过程中所经历的困境和曾经受到的批评．科学研究、科学家的研究动机等相关内容，不仅可以用来解释科学的本质和优势，同时还应呈现其不足之处．这也是科学得以持续不断发展的原动力所在．因此，对于科学是一项人类事业这一观点的理解，将有助于学生更加充分地理解科学的本质，这是科学史无可替代的教育价值．

二、科学史能促进学生的概念转变和知识建构

人们每时每刻都在通过观察构建和重构他们对于自然界的看法，即意义建构．学生的学习也是一种类似和持续的意义建构过程．通常认为这种心理过程从本质上讲与专业人员构建新知识的认知过程是相似的．知识的建构过程是人类形成共同意义的复杂过程．如果能够很好地理解一个人是如何获取和组织知识的，那么就能够理解该学科领域的学者所构建的知识结构．在科学教育领域，许多研究者开始尝试运用各种教学材料或教学策略来帮助学生认识科学知识的建构过程．例如，皮亚杰(Piaget)提出的临床访谈研究法(clinicalinterview)、凯利(Kelly)的方格分析法(repertorygrid)和诺瓦克(Novak)的概念图法等．后来，人们又提出运用科学史教学的方法来帮助学生构建知识．

1.科学史有利于学生基于真实情境建构知识

当前的科学教育强调科学是“辩护知识”的过程，并且验证已知的内容，而对于科学知识是如何产生的则关注不够．科学知识的本质包含了两个方面，“辩护知识”是其中之一，强调我们已经知道了哪些知识;另外一个方面是“发现知识”的过程，主要突出已知的知识是如何知道的．在科学课程中融入科学史内容，能够帮助学生认识到科学发展过程中不同事件之间的相互联系，而学生往往容易忽视或意识不到这一点．例如，在化学课程中，在讲到阿尔弗雷德•维尔纳(AlfredWerner)的配位理论(co-ordinationtheory)时可以为学生提供如下科学史材料:19世纪上半叶，确定分子重量的唯一方法是测量蒸汽密度．直到后来法国化学家Raoult和荷兰化学家Van’sHoff对溶液依数性的研究，人们才发现没有一种可靠的方法可以用来测定非挥发性化合物的分子质量．因此，人们通过分析挥发性物质Fe2Cl6认为CoCl3含有Co2Cl6组分，瑞典化学家Blomstrand从而推测钴氨络合物是二聚体．直到1890年丹麦化学家S.M.Jorgensen和1892年美国化学家J.Petersen通过冰点和测量金属氨合物(Blomstrand最初将其分子式二等分)溶液的电导率，推演出单体分子量．既然根据配位数6提出的八面体构型是Werner理论的基本假定，那么如果没有Jorgensen对Blomstrand分子式的二等分(例如，将Co2Cl6•12NH3二分为Co2Cl6•6NH3)，也就不会产生配位理论了．通过阅读和分析这些材料，学生可以认识到配位理论的提出并不是一蹴而就的，需要不同时代的众多科学家不断地修改和完善．融入科学史的科学课程能以更加真实的情境呈现科学的重要发现，学生不再将科学视作伟人创造的完全独立的事件，而是能够将这些事件有机地联系在一起，从科学发展的逻辑视角认识科学发展过程，有利于其理解科学知识的构建，并将其整合到自己的认知框架中．此外，在科学课程中引入科学史不仅是介绍科学家个人或他们的研究成果，而更重要的是展示科学知识的不断积累过程．这种真实的知识产生背景对于学生构建科学知识是一种有效的情境支持．

2.科学史有助于揭示学生的前科学概念，并促进概念转变

科学知识可以分为果性知识(ready-madescienceknowledge)和过程知识(science-in-the-makingknowledge)．其中，果性知识是指科学事实或对客观现实的陈述，是无可争议的，也与产生这种知识的特定情境无关．而过程知识则是具有争议性和不稳定性的知识．学生学习过程知识的过程是一个主动构建的过程，需要提供具有吸引力的情境，以使他们有机会参与小组讨论和实验活动，进行口头和书面交流，解决问题，并进行持续的个人反思．学生在学习科学的过程中，他们的某些观点与前范式时期科学家的观点(pre-paradigmaticthinking)有可能是相似的．而学生持有的某些前科学概念或错误概念与历史发展过程中某个时期的认识是类似的，这就使得科学史成为预测学生在构建概念过程中可能遇到的困难的一个有用的工具．例如，在光合作用的研究历程中，科学家曾一度认为构成植物体的主要物质来源于土壤中的营养物质，这种观点在现在看来是错误的．而低年级学生在接受正式教学之前也存在类似的观点，这就是学生所持有的前科学概念．如果教师能够充分理解科学概念是如何演变和发展的，那么他们就能够预测学生在学习这些概念时可能遇到的困难，这可以帮助教师在备课时将这些因素考虑在内，设计有效的教学活动和创建有效的学习环境，以促进学生的学习．在这种情况下，这种困难不能视为学生学习真正的障碍，而应将其转化为有意义学习的有效工具．科学史可以提供恰当的素材，以展示科学知识的修正与完善、排斥与重述，及其相对性并依赖于当时的社会等研究背景．与自我评判个人所持有的前科学概念相比，学生更容易先评判科学发展史上的科学知识或模型．这也为学生继续意识到自己认知结构中存在的前科学概念，进而创造认知冲突奠定了良好的基础．例如，教师可以通过提问的方式，让学生说出自己对“构成植物体的主要物质来自于哪里?”这一问题的观点，暴露其前科学概念．然后，再通过讨论和分析科学史材料，让他们分析历史上科学家所持有的观点，通过讨论，逐渐理解自己原有认识是不科学的，而且还与科学家认识事物的过程是相似的，从而帮助其建立科学概念，实现概念转变．同时，还能让学生认识到自己的这种错误认识具有普遍性，通过材料分析，可以形成科学概念．由此看来，学生概念的发展过程与科学史中科学概念的演变过程是平行的，科学史教学可以帮助学生转变观念和构建科学概念．

三、科学史能改进学生对科学的学习兴趣和态度

科学史材料涉及科学发展和有关科学家的“故事”，能够引起学生的兴趣，为学生建构知识和思考问题提供了线索．同时，学生还能从中体会到科学与个人健康和生活的紧密联系，从而进一步认识到科学作为学校教育课程的重要意义．科学史不仅可以将抽象的科学知识通过案例的形式予以具体化，并呈现给学生;同时，融入科学史素材的教科书能以叙事的方式引导学生思考，符合学生的认知发展规律，从而创造有意义的学习情境，建立起所学内容与其前科学概念之间的联系，这将最终有利于学生构建科学知识和概念的意义，即形成科学知识．此外，这还能帮助学生形成对待科学的积极态度，并进一步激发他们的科学学习，在以科学史为背景所进行的科学家角色扮演活动中这一优势更加突出．例如，生物进化是一个抽象的生物学概念，可以通过科学史材料将其具体化．在生物进化理论的发展过程中，不同时期的不同科学家分别提出了不同的学说，按照时间顺序可以分为三个主要阶段:神创论、拉马克“用进废退”“获得性状遗传”和达尔文自然选择学说．通过展示不同观点提出的背景和不同观点互相“博弈”的过程，可以使学生认识到科学发展的过程会受到社会因素、文化因素、意识形态、科学证据等多方面因素的影响．在这种科学史材料的辅助下，学生的学习兴趣不仅受到背景材料的刺激，同时，他们还能够逐渐形成对科学发展的正确认识，即形成良好的科学态度．澄清和展示科学史的影响可将科学带到生活中去，使学生建立起二者之间的联系，这在传统的去情境化教学中是无法实现的．这种教学方法可以帮助学生学会欣赏科学是植根于特定价值观的过程，例如，客观性、好奇心、对真理的追求、诚实、谦逊和为人类福祉献身等．此外，学生还能意识到科学知识并非像教科书上所呈现的那样客观，而是人类共同努力的成果，既有成功，也充满了失败和挫折．那么，在教学中教师不仅要考虑学生的前科学概念，而且还应考虑学生的情感因素，例如，恐惧、焦虑、希望和期望等．

四、科学史能拓宽学生视野，促进科学与人文的交流

科学的发展同时还受到不同哲学、审美、宗教和政治观点，以及社会实践活动等因素的影响．从这一点上讲，科学史又被看做是一种社会和文化现象，因此，科学史学家应该在当时的空间和文化背景中研究科学的发展过程．萨顿认为在旧人文主义者同科学家之间只有一座桥梁，那就是科学史．科学史教育的目的之一在于尽可能填补二者之间的鸿沟．因为即使在科学课程中，坚实的文学艺术基础和强调历史观点也将会迫使具有更多科学头脑的人更细致地考虑人生中非科学的方面．另一方面，由熟悉科学史的人解释科学方法将会使比较有文学头脑的人认识到现代文明精神．也可以说，“向人文科学工作者说明科学发现的内在意义不仅是外在用途，向科学家说明人文科学的深刻人性，从而使他们紧密团结起来．”通过科学史内容的学习，可以帮助学生全方位地认识科学家，科学家不再是天才，而是和他们一样，都是既有优点也有缺点的普通人．由此，学生在学习中会发现有创造性的科学家与有创意的艺术家具有许多共同之处．因此，通过科学史使科学与人文之间建立关联，对于学生理解科学与人文之间的关系是至关重要的．此外，学生在学习过程中会发现直觉和逻辑都是解决问题的合理方法，而且也会发现科学家的性格多种多样，从而使得他们能够对自己的创造力有更好的认识．学生通过科学史可以了解到没有任何一个国家可以垄断科学发现，这使他们能够充分地认识到科学无国界的特征．因此，从这一点上可以看出，科学史可以在科学与人文之间搭建沟通的桥梁．例如，化学家凯库勒研究苯分子式时，从梦境中得到启发，提出了苯环的结构．这种类似于艺术中的想象力和人文因素促成了他的重要研究成果．他曾经说:“……我梦到有一条蛇咬住了自己的尾巴，在我眼前快速旋转，仿佛是被一阵灵感惊醒，就是在这个晚上，我形成了苯环结构这一假说．”当然，他成功地提出重要的结构学说并不能完全归功于梦境，这是以其科学知识为基础的，因此并不是偶然的．凯库勒在大学里学习的是建筑专业，后来因为听了化学家李比希的化学课才转而学习化学．他的建筑学修养、化学专业基础和想象力共同促成了苯环结构理论的诞生．因此，科学史在拓宽学生视野，促进科学与人文交流方面有其独特的价值，能使学生用多个角度(人文的视角)认识科学的发展，以全方位地理解科学．

五、结语

第3篇

(一)科学教育在人才培养中的作用

1．传授和发展科学知识

科学知识是人类认识自然，认识世界的成果，是人类文明的重要组成部分。纵观人类文明发展历程，科学知识转化为生产力，极大的增强的人类认识、改造自然的能力，促进了人类社会的发展。当代社会科学技术飞速发展，科学教育作为科学知识传授的载体，也是培养大学生科学思维的重要方式和有效途径。大学生通过科学知识的系统学习，确立了符合科学价值的标准，了解了科学与技术的世界，培养了科学态度以及认识自然的科学方法。

2．提高科学思维能力

科学思维不仅可以帮助大学生提高科学素养，不断增长才干，提高科学的鉴别能力，从而认识当今科学发展的主流和趋势，而且可以指导他们运用自己的智慧，去进行创新性的工作。时代的发展和社会的进步呼唤着创新，创新能力的基础是思维能力。科学教育能够使学生在学科学、用科学、做科学的过程中，丰富思维经验，提高思维效率，构建符合科学规律的思维模式，从而成为具有创新能力的人才。

3．培养科学精神

科学精神是人们在长期的科学实践中形成的共同信念、价值标准和行为规范的总称。科学教育最重要的作用是培养大学生的科学精神。科学精神集中体现为追求真理，崇尚创新，尊重实践，弘扬理性。科学教育培养和激发大学生独立思考、勇于创新的能力和意识，与科学精神的本质内涵不谋而合。

(二)人文教育在人才培养中的作用

1．提高大学生认识社会的能力

人类社会发展到今天，人文社会科学的各个学科积累了丰富的人文遗产。透过这些遗产大学生可以了解社会发展的历史，总结社会发展的规律，从而增强认识社会、推动社会发展的能力。各种文学和艺术的历史实质上是人类心灵的发展史、社会的发展史，我们可以从中看到社会发展和人类自身前进的轨迹，从而受到启发，获得智慧。大学生正处于人生观、价值观、世界观形成的重要时期，加强人文教育，会对大学生健康成长产生积极作用。

2．提高大学生的人文素养

人文素养的内涵包括人文知识、人文精神、人文行为，提高大学生的人文素养可以促进大学生的全面发展。当今世界对物质的过度追求和对精神的漠视导致一些人的异化，使人心灵麻木枯槁，思维呆板僵化，人生态度颓废，行为方式庸俗。大学生如果只具备专业知识，而缺乏人文素养，那么只能成为科技的“奴隶”。人文教育可以丰富人的审美能力，让人感受到自然之美，生活之美。

3．为培养大学生的创新能力提供智力支持

人文素质教育一般是通过文史哲、艺术等人文知识的传授来实现的。大学生通过学习人文知识，开阔了眼界，丰富了思想，提升了自身人文素养。钱学森也认为:科学工作总是从猜想开始，然后才去进行科学论证，但相反，艺术工作必须对事物有个科学的认识，然后才是艺术创作，因此创新应具备广博的知识、广泛的阅历，而人文的素质教育恰恰能为理工科大学生提供这样的智力支持。

二、科学教育与人文教育的内在关联

哲学是在总结自然科学和社会科学的基础上，关于自然界、人类社会和思维发展的一般规律的科学，是科学的世界观和方法论。哲学作为时代的思想智慧，是研究自然科学和人文社会科学的指导思想，也是科学教育和人文教育的指导思想。人的生存和发展过程中，不仅需要丰富的物质产品，同时也需要精神和情感的满足。科技的发展提供了越来越丰富的产品，文化的发展来提供了充实的精神食粮，这些与科学教育和人文教育息息相关。科学技术求实严谨的精神，激发人们追求真弃假的科学思维和理性思维，人文精神激发了人们追求自身完美与高扬人的价值的人文精神，二者共同促进了社会的发展。美国著名未来学家奈斯比特指出，21世纪是高技术与高情感相平衡的社会。一方面，技术需要人文为其提供精神指导。高科技对创新的追求，对协作的依赖，对可持续发展的关注，都孕育和呼唤着一种新的人文精神。高科技发展的一个重要目标是全面开发人的潜能，提升人的价值。高科技越发展，就越关心人的发展和生活，就越是与人文价值的要求相一致。另一方面，人文的发展需要新技术为其提供物质手段，现代社会对人的技术素质的要求日益提高，学会运用一些新技术成为高质量工作和生活的必要条件。科学技术不能提供价值判断，人文科学所追求的人文精神能够为科学研究提供正确的价值判断，有了人文精神的引导，大学生就拥有了对科学价值的正确判断，能为人类的文明和社会进步服务，保证社会的可持续发展和人民生活水平的提高，因此，人文科学以追求真善美的精神力量来为科学技术的发展掌舵。人文精神为大学生提供了改造主观世界的精神力量和动力，能引导大学生不断地思考研究课题的意义、作用和价值;树立创新精神与进取意识;，遵守科学的伦理与道德，遵从学术规范;人格趋于完美，追求内心世界的和谐与安宁，自觉地消除社会物质生活与精神生活的失衡给他们带来的困惑和烦恼;用正确的世界观、人生观．价值观，去努力实现自己的工作理想和人生追求。因此科技越发展，大学生就越需要人文精神的关怀。人文教育作为一种直接与人的内心世界联系的教育活动，有助于大学生深入到自我内心世界，理智而真实地认识自己，从而开启心智，广开思路，培养科技创造的灵性。科学教育与人文教育都只是教育的一半，缺乏人文教育的科学教育是不完整的教育。人文教育为大学生提供正确的导向的同时，还引导着大学生积极地消除科学技术可能带来的负面影响。人文精神的一个重要作用在于倡导科学研究要体现人文关怀，坚守科技伦理，这就使得大学生在充分发挥科学技术造福人类功能的同时，还要努力避免或抑制科学技术可能带来的负面影响。科学教育尽管是整个教育的基础，但决不是教育的全部，缺乏人文教育的教育是十分危险的，科学教育和人文教育两者是紧密相联的。诺贝尔物理学奖获得者李政道在《科学与艺术》的讲演中说:“艺术和科学事实上是一个硬币的两面，他们源于人类活动最高尚的部分，都追求着深刻性、普遍性、永恒性和富有意义。”

三、理工类高校教育的发展要求———科学教育与人文教育融合