探索素质教育、促进全面发展、培养科学英才,是办理科试验班的目的之一,也是我们任课教师的光荣任务和神圣使命之一。
我认为科学素质教育(包括作人教育)是理科班教育的重点,一是基于对理科班学生特点的分析(智力优异、思维敏捷、求知欲强、勤奋刻苦、偏科倾向、心理压力大等),二是得益于《自然科学发现经验的探索)(第一届“全国自然科学发现经验”学术研讨会论文集)一书的启发。
任教理科班之初,我认真学习了该论文集,很多科学家的观点和思想深深地吸引并启发着我,成为后来我在理科班化学教学中进行科学素质教育的依据。如:①联合国科教文组织给“研究”下的定义是:研究工作是系统地、创造性地来处理一个问题,以得到新的思想、新的知识,就是发明、发现。当然,这也许是一个理论,也许是一个方法,也许是一个新的现象,或者是新的材料等等。研究就是发明创造。②科学的目的是求知求真,科学精神体现在不尽的真理探索之中。③发现最重要的经验之一是创新与冲破传统。④科学发现有四大要素:科学思想、理论、实验和科学家的研究能力。⑤科学发现的特点:时间上的领先性;运用上的无国界性;潜在的生产力性。⑥科学发现是勤奋和长期艰苦治学的结果。⑦发现的思想是知识与量纲。⑧科学是一定意义下的材料积累。⑨数学美是科学美的核心,“美在于和谐,和谐在于对立的统一”。⑩著名科学家王淦昌在序言中指出“就科学工作者个人来讲,他能否在某些问题上作出创造性的贡献,也有赖于他长期艰苦劳动积累的博大、精深的知识基础。这里是没有什么捷径的。如果我们把人们瞩目的科学史上的发现比喻为大海上星罗棋布的岛屿。那么,隐含在海平面下的这些岛屿的基础是无比浓厚、坚实的。”以上科学家们的话使我认识到理科班化学教学的重要目标之一应是崇尚科学理性,促进人才培养。这也使我有了教学的方向、动力与责任!
科学素质应是影响理科班学生“作人”与“做事”的准则。这些科学素质包括:科学思想、科学精神、科学态度、科学方法和科学作风。
一、循循善诱地进行科学思想教育
可以循循善诱地对理科班学生进行如下科学思想教育:
1科学技术是第一生产力。科学是社会发展的重要动力之—。应热爱科学。
2科学具有多重含义。例如,她既是知识体系,又是研究活动,还是生产知识的必要手段和认识客观世界的科学方法,并是判断国家与社会发展水平的重要标志。应理解科学。
3科学是一种精神文化。科学的灵魂是精神创造,是科学家“面向实在”的精神创造,是“发现活动”。应崇尚科学。
4发展是科学的本性。科学是人类历史上不断发展着的对自然界的认识。科学永远是少数人的事业。应学习科学并有志于科学研究。
有些理科班学生存在“偏科”心理,并对化学产生不正确认识,认为“化学已误入歧途”、“化学不是一门独立的学科”,这曾使选择化学为主攻学科的同学深感势单力孤。
我们应谆谆告诫学生:崇尚科学不能排斥化学。我曾经以平等的身份,参加同学们的讨论。为了纠正当时一些同学的片面认识,我曾去科学院化学所找来最新的血红蛋白的扫描隧道显微镜图像,去科学院情报所我来最新的化学科技文献资料向同学们介绍。我曾经结合有机化学序言课,精心设计了有图表、有实物、有实验、有科技新发现、有化学史故事的讲座……
必须向学生讲明:
(1)化学是科学。它属于以实验为基础的实证的知识范畴,具有科学的知识体系。
(2)人类的吃穿住用农轻重须臾不能离开化学,社会发展伴随着永不消失的化学波。
(3)高分子材料越来越成为信息时代的“弄潮儿”,其制备和提纯主要依靠化学方法。
(4)化学的发展得益于数学、物理、生物等学科,但化学发展也促进这些学科的发展。各门学科互相联系。
(5)现代科学研究更需要合作与启发。
这些科学思想教育加深了学生们对科学(包括化学)的认识,激发起研究化学的兴趣。其直接后果是成立了化学小组。一年后其中1名学生取得了(97年)参加第29届国际化学奥林匹克竞赛的资格。
二、深人浅出地进行科学精神教育
可以深入浅出地对理科班学生进行如下科学精神教育:
1科学的目的是求知、求真。它通过观测、实验、发现新事实,提出新假设,归纳出定律,构思出理论。它不仅要确认、描述和解释事实,而且要预见新事实。科学必须经过实验的检验。
2“技术是发明活动,科学是发现活动”。科学的灵魂是科学家的精神创造活动。
3科学精神体现在不尽的真理探索中。
4科学共同体只承认一个“世界冠军”,因此科学创造充满了悲剧、喜剧和崇高。科学精神是时代价值观的重要组成部分。
5科学在本质上是全人类的事业。科学没禁区。
理科班学生不参加高考,一旦“安、钻、迷”上某门学科,很有可能提出或大或小的新见解,闪烁出探索和发现的火花。例如化学小组一位女生曾写出小论文,对于“非基元反应,一般资料中均认为反应级数与质量系数没有什么关系”提出不同见解。我们鼓励她冲破传统敢于创新,并对她进行帮助指导,安排她看了很多化学资料,做了一些化学实验,使她对化学和研究的问题有了更深的理解。她获得96年全国化学奥赛一等奖。
为了培养科学精神,理科班化学教学须尝试新的教学模式。以“启发式十现代教学论”为总体构思;(1)每单元的第一节课,给出全章知识主线,启发自学,培养“迁移力”;(2)每单元讲授具体物质课时,精心安排实验有序给出重点知识,启发迅捷认识,培养科学精神;(3)每单元复习课,师生共同讨论总结出知识网络,启发思维,培养创造能力。以上“结构化与程序化”的新模式不仅要使学生们掌握化学学科的基本结构和基本知识,而且也要使学生们掌握研究化学的基本态度和基本方法。
为了培养科学精神,应坚持化学史及科学史教育。介绍锲而不舍的探索和层出不穷的发现的化学史,不仅能使学生学习到科学成果,而且还能了解到科学成果得来的途径和方法。我把自己编写的43个化学史故事有序地讲给同学们听,如《道尔顿创立原子学说》、《戴维和钾钠的发现》、《氟发现的悲壮史》、《离子论者联盟》、《铝铸成的友谊》、《发明侯氏制碱法》等,深受欢迎,大家听得如醉如痴。
为了培养科学精神,有必要进行科学美教育,因为科学本身就是真善美的统一,美激发创造,不美是科学发现的契机,美育磨炼人性。我介绍了门捷列夫不能容忍当时化学从内容到表现形式都存在着无秩序和不和谐,发现元素周期律;我还介绍了凯库勒之所以能建立苯环学说,原因在于他有①广博而精深的化学知识;②扎实的美学与建筑学造诣;③梦中仍在工作的科学精神。
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