随着科学技术的社会化和社会的科学技术化,科学技术对社会发展产生的影响日益加剧。当代大学生科学素养的高低直接影响到一个国家公众科学素养的整体提高。因此,培养和提高大学生的科学素养已成为高等院校的重要任务。而“大学化学”作为高等院校的重要基础课程,对培养大学生的科学素养起着至关重要的作用。
(一)科学素养的概念
1.科学素养的内涵
“科学素养”一词源自英文“Scientific Literacy”。这一科学概念最早由美国的赫德教授在1958年提出,他认为,“科学素养是对科学与科学应用于我们社会经验里的了解”。于是,培养“科学素养”从此就登上了理科教育的舞台,并且成为当今世界各国进行科学教育改革的灵魂。目前,国内外学者对科学素养内涵的表述不尽相同,但其实质却是一致的。概括地讲,科学素养就是指人的一种综合素养,指的是对科学和技术的基本知识、基本观点和科学价值观所具有的基本了解。
2.科学素养的构成要素
综合国内外专家的观点,可以认为科学素养是由科学知识与技能、科学方法、科学观和科学品质四个要素构成的一个相互联系、相互影响的有机整体。科学知识与技能是指作为未来公民所必备的最基本的科学知识和技能,是培养科学素养的基础。科学方法是指科学探究的一般方法(提出问题—实验探究或假设验证—收集并处理事实或资料—得出结论—严格证明—应用),以及在此过程中涉及的具体方法(观察法、实验法、模型法等)是理解科学知识脉络的纲领。科学观是指人对科学的基本看法,包括科学的自然观、社会观和价值观。科学观对人的科学认识与实践活动有着决定性的导向作用。因此,它是科学素养的核心要素。科学品质是指人在科学认知与实践活动中所表现的作风上的品行和特征。它是科学素养中的非智力因素,包括科学兴趣、科学态度、科学精神和科学合作意识。
(二)“大学化学”在培养大学生科学素养中的重要作用
1.传播科学知识与技能
化学是在分子、原子水平上研究物质的组成、结构、性能及其应用的一门基础自然科学。“大学化学”理论课的教学内容一般包括化学理论和化学应用两个模块。理论模块主要介绍化学基础理论,应用模块主要介绍化学在能源、信息、材料、军事及生命等学科领域的应用。由此可见,通过“大学化学”的学习,学生不但能够掌握化学学科的基础理论知识,还能学到与之相关的多学科知识。另外。学生还可通过大学化学实验课的学习将感性思维与理性思维高度融合,提高动手能力、探究能力和创新能力等诸多技能。同时,大学化学实验还可以训练学生掌握科学的学习方法,形成正确的科学态度,培养良好的科学精神。所以,大学化学对培养学生的科学素养具有非常重要的作用。
2.传递科学方法
科学方法是人们在认识和改造客观世界的实践活动中总结出来的正确的思维方式和行动方式,在科学研究中被认为是产生知识的“知识”。化学作为自然科学的一个重要分支,其发展历程不但折射出科学方法的熠熠光彩,而且还为科学方法增添着无限的活力。因此,在大学化学教学中,教师可以结合具体的教学内容,通过渗透与相关的化学史中的化学发现和发明过程介绍化学发现和发明过程中化学家所采用的各种具体的研究方法。同时,在大学化学实验教学中,还可以在培养学生观察、实验、分类等一般方法的基础上拓展培养学生收集和处理实验数据,设计实验并安装实验装置,提出假设、验证假设、得出结论,解释实验结果并应用到新情境中,以及交流实验研究成果等能力。
3.帮助学生树立正确的科学观
化学作为一门基础自然科学,其独特的科学规律虽然能够解释很多自然现象并具有一定的预见性,但它不是绝对真理,而是不断发展着的。另外,化学理论还可以转变为化学技术,从而转化为改变世界的巨大力量。再有,化学与其他科学一样,也是一把“双刃剑”,也会在给人类带来美好和幸福的同时,给自然和社会带来许多负面的影响。因此,化学学科的发展同样也要受到科学道德和一般道德的双重约束。所以,学习和研究化学不只是化学家的“一家之事”,而是每个人都要学习化学、关注化学,树立可持续发展的观念和崇尚科学、破除迷信的思想。
4.培养学生优秀的科学品质(www.xing528.com)
化学学科的实用性决定了大学化学的趣味性。大学化学实验通过观察操作、思考、解释,做出结论,进而形成理论的教学过程,正好展现了科学研究的一整套程序,而大学化学理论课中渗透的化学史教育则彰显了化学家团结协作、实事求是、献身科学的科学品德。
(三)在大学化学教学中培养大学生科学素养的方法
1.提高教师的科学素养
毋庸置疑,提高教师科学素养是培养学生科学素养的前提条件。因为教师既是知识、技能的传播者,又是学生品格、智能和特长的启迪者、示范者和培养者。所以,作为一名教师,我们不但要不断完善自身的专业知识和技能,还要通过自己的不断学习和探索强化正确的科学观,领悟更多的科学方法,形成更加完美的科学精神和道德品质,并将其通过自己的言传身教毫无保留地传授给学生。
2.更新教师的教育观念
要培养和提高学生的科学素养,首先要让教师树立科学的教学观念。众所周知,科学素养最根本的基础是科学知识和技能。正因为如此,一些人就简单地认为科学知识掌握得多、技能学得好,科学素养就高。于是在应试教育的大背景下,许多教师就只重视知识和技能的传授,而忽视学生的主体性及学生其他科学素养的培养。其实,科学知识和技能并不等于科学素养,学生的学习也不只是知识和技能的简单堆砌,而是应当按照科学观—科学品德—科学方法—科学知识的顺序优化学生的教育培养体系。因此,大学化学教师要及时更新并树立有利于培养学生科学素养的教育观念,把“大学化学”的教学重点放在改进学生对科学本质的理解、培养学生的科学品质以及传授学生科学方法上。
3.优化教学的基本内容
随着科学技术的进步,化学学科的研究内容越来越多,大学化学的教学内容也日益丰富。笔者认为,我们应当在大学化学基本教学框架不变的前提下舍弃一些繁杂的理论指导和数学计算。在深入浅出地介绍化学基本概念、基本原理和基本方法等基本化学理论的基础上,结合具体的教学内容渗透学科前沿知识、日常化学常识和军事应用,以及化学史教育和科学思维方法训练等内容,从而优化“大学化学”的教学内容,并使其更加有利于培养大学生的科学素养。
4.改革教学方法和教学手段
教学方法是通过课程教学培养大学生科学素养的重要途径。笔者通过多年的教学实践发现,“渗透式教学法”和“探究式教学法”非常有利于学生科学素养的培养。渗透式教学法是指教师在精讲学科知识结构时,根据知识的内在联系及掌握知识与发展智力与非智力因素之间的关系,对学科前沿及相关知识进行全面渗透的教学方法。在配合前面提到的教学内容优化方面,渗透式教学法具有得天独厚的优势;而所谓的探究式教学是以探究为主的教学。具体来说就是指在教师的启发诱导下,以学生独立自主学习和合作讨论为前提,以现行教材为基本探究内容,以学生周围的世界和生活实际为参照对象,为学生提供充分自由地表达、质疑、探究、讨论问题的机会,让学生通过个人、小组和集体等多种解难释疑尝试活动将自己所学知识应用于解决实际问题的一种教学形式。教师可以通过这种教学方法引导学生用已有知识去探求未知的知识,用新的方法和活跃的思路去提出问题、分析问题和解决问题。因此,探究式教学法非常有利于培养学生的科学方法和科学品质。另外,教学手段在教学过程中也具有相当重要的作用。因此,教师应在保持板书教具等传统教学手段优势的前提下,充分发挥网络、视频、投影和多媒体课件等现代化教学手段的作用,并使其最大限度地为培养大学生的科学素养服务。
5.加强化学实验研究
在做实验的过程中,学生会遇到各种各样的困难,而浓厚的兴趣和强烈的责任感促使他们想方设法去战胜困难,尽量寻求解决问题的新途径,这无疑是在锻炼和培养他们的意志和毅力,开拓他们的思维,增强他们的自信心、自觉性,提升他们的创造力。因此,化学实验在培养学生科学素养方面起着至关重要的作用。大学化学教师需要加强对大学化学实验教学的研究,通过改造传统的大学化学实验和转变教师科研课题等多种形式开发探究性、综合性实验项目,以丰富大学化学实验教学体系,使其在培养大学生科学素养方面发挥更大的作用。科学素养作为人的综合素养,对人才质量的高低起着举足轻重的作用。“大学化学”与其他学科一样承担着培养大学生科学素养的重任。因此,作为基础学科的“大学化学”,未充分发挥其在培养大学生科学素养方面的特殊地位与特色,广大大学化学教师更要不断地提高自身的科学素养,及时更新教育观念,创新教学方法和手段并改革大学化学实验教学,以期更好地培养大学生的科学素养。
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