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科学知识的本质特征范文1
【关键词】 科学探究 特征 策略
让学生经历探究过程、获得理智和情感体验、积累科学知识和学习方法。与传统的接受性学习和训练性学习相比，探究性学习具有更强的问题性、实践性和开放性。
1 科学探究体现了科学的本质特征，是科学教学的重要组成部分
科学课主要研究自然现象和规律。科学的本质特征可以看作由两方面组成，一方面是其过程性特征，即对自然界的观察和探究，体现了自然科学的共性；另一方面是研究对象和追求目标上的特征，以无生命的世界为主要研究领域，力图确认世界最基本的原理，追求内在的统一性。科学是在不断追求认识统一性的探究过程中发展的，在科学探究过程中寻求事物的本质特征及统一规律的思想方法是科学的本质特征，是科学教学首先要体现的。科学课不应当是听课、记笔记、做实验、做习题的结合，而应当是在教师的指导和帮助下通过发现问题、调查研究、动手操作、表达与交流等探究性活动，获得知识、技能、方法的学习方法和学习过程，科学探究关注的目标是：让学生经历探究过程、获得理智和情感体验、积累科学知识和学习方法。与传统的接受性学习和训练性学习相比，探究性学习具有更强的问题性、实践性和开放性。
2 科学探究激发学生学习科学的内在动机
科学课程难教又难学，老师的教与学生的学之间存在差异，这是科学教育领域面临的共同难题，表明传统的教学方式不能帮助学生有效地学习。许多研究者关于探究式教学进行了大量研究，结果表明，探究式教学比较符合学生的认识和发展过程。在科学教学中，科学探究将科学科的探究本质与学生学习的探究过程有机地统一起来，体现了科学教学的本质特征。学生从原有的认识出发，积极参与寻找解释和答案的过程，真正成为探索科学世界的主体。科学探究可以激发学生学习科学的内在动机，充分发挥学习的潜能。在探究过程中，学生要明确研究的问题，自己收集和分析信息，做出假设或预测；要在老师的指导下，在共同讨论证据、比较结论以及把自己的结论和科学知识进行比较和建立联系的过程中，获得新的观点和新的思维方式，主动地构建、修正或放弃自己原有的认识和解释，从而扩展对科学的理解和认识。这个过程涉及到深层次思维过程结构的重组和元认知意义上的建构，可以提高学生的质疑、推理和批判性思考的能力，增强他们对自己学习的控制和责任感，从而更加有效地学习科学。
3 科学探究的基本特征
探究的基本特征是让学生提出问题，进行猜想和假设，并制定计划和设计实验。围绕教学内容提出科学性的、并能激发学生思维的问题。问题要与学生必学的科学概念相联系，并能引发他们进行实验研究、收集数据和利用数据对科学现象做出解释。根据确定的探究课题，设计科学的探究计划和方案。探究计划应包括探究的课题、实验器材和资料的准备、探究的程序与过程（包括观察、实验、信息和数据的收集与处理）、通过怎样的分析整理得出探究的结论、以及怎样对探究过程进行评估和反思等。学生在教师的指导下，根据探究方案，利用观察、实验和其他的方法与技术，收集数据、资料和信息。
学生相互交流信息对构建个体和群体的理解力来说是至关重要的。当学生公布自己的解释时，别人就有机会就这些解释提出疑问、审查证据、挑出逻辑错误、指出解释中有悖于事实证据的地方，或者就相同的观察提出不同的解释。在讨论中往往引发新的问题，导致进一步的求证活动和最终建立在实验基础上的共识。科学科技论文的写作是一种非常重要的学习方法，是学生进行探究性学习的有效途径。教师要指导学生撰写科学探究报告、设计表格、图像（包括应用计算机进行设计等），循序渐进地培养学生尽可能使用已有的科学知识和较为准确的语言科学地表达自己的探究成果的能力，使学生体会到科学探索和科学实践的过程和方法。
4 科学探究的教学策略
4.1 创设激发好奇心的问题情境。探究性教学是一种精心设计的教学活动，教师应尽可能地通过实物、模型、演示实验或电教媒体等来创设问题情景，以唤起学生注意，引起他们强烈的好奇心。教师要围绕探究的主题进行精心设计，使探究的问题步步深入，层层推进，直至获得新知。
4.2 提供有结构的材料。培养学生自行探究和获得知识的能力，就是要让学生通过搜集事实、参加实践、亲自观察实验与操作，通过动手、动口、动脑去获得知识。教师应根据学习内容的需要，为学生的实践活动创造条件，提供有结构的、能揭示自然现象间的某种关系的材料。教师必须了解学生的认识水平、心理特点，根据学生可能提出的问题去寻找材料，选择材料，适时适量提供那些与揭示科学概念有关的、有吸引力的、使用时有安全感并适合学生自行探索的材料。
科学知识的本质特征范文2
【关键词】后现代教育观;电视教材;创作理念
【中图分类号】G420【文献标识码】A 【论文编号】1009―8097(2010)05―0154―03
一 问题的提出
信息革命让人类告别工业社会,进入信息社会。当今社会,信息技术无孔不入。作为向学生传授知识、技能和思想的教材也不再只是局限于教科书的狭窄范畴,而应向多元化教材的方向发展。电视教材就是在多媒体技术介入到教育领域后催生的新兴事物。电视教材是根据课程教学大纲的培养目标要求,用电视图像与声音去呈现教学内容,并且用电视录像技术进行记录、存储与重放的一种视听教材[1]。电视教材因其形象生动、视听结合等特点,起到传统教材不能比拟的作用,从而受到教育界的高度重视。
目前,中国的教育理念顺应国际教育潮流,正从现代教育观转向后现代教育观,课程、教材、教法、教学目标、教学内容、教学模式、教学过程、教学设计等都发生了巨大的变革。电视教材是视觉与听觉的合作,抽象与形象的统一,时间与空间的汇集,科学与艺术的融合,是多媒体技术与教育相碰撞后的产物,是一种重要的教材形式,其质量的优劣直接影响到教学效果。电视教材的编制应紧密结合当前的教育思想和方针政策,结合学生的认知心理,适时调整创作理念,以适应后现代教育思潮,发挥电视教材辅助教学的巨大作用。
二 后现代教育观的本质特征
“后现代”是相对“现代”而言的,现代主义由笛卡尔与康德所肇始,强调人通过对自然的理性把握和技术征服而确证人的主体性和本质力量,“技术理性”是它的本质,利用规律、规则、秩序、效率可控制一切,以牛顿的形而上学观与宇宙观为基础,强调“自然是自足而简单的”。以此构建的课程具有因果确定性与线性序列性,所有的知识是线性排序的、可确定的,围绕预定的目标与经验由教师展开,教师是知识的代言人。后现代主义描述了一个有别于笛卡尔、牛顿、爱因斯坦时代的世界图景,认为世界不再是决定论的、有序的、简单的,而是随机的、混沌的、分形的,对传统的课程观、知识观、教学观、师生观进行批判与解构,否认科学知识的绝对权威性和客观真理性,反对只注重认知与智力的学习理论,反对严格控制的模式化的教学观,反对教师的权威作用[2]。后现代教育观主要具有以下几个本质特征。
1 人性:突出学生的主体地位
后现代主义认为,教育是一种有目的、有意识的培养人的社会活动。关注人性化,追求完善、丰富的人性,是教育的基本价值追求,也是教育的永恒主题。教育的真正目的在于能够使人们看清他们自己和他们的生活世界,并且能够去变革自己和世界,从而能够拥有更美好的生活。教育的首要任务在于弘扬、唤醒并形成学生的主体意识和批判意识[3]。现代主义教育观把学习者看作是接受知识的“容器”而不是一个活生生的、有思想和情感的主体,忽视了学生在接受知识过程中的主观能动性和研究创作性。后现代主义教育观认为知识不再是永恒不变的真理,教学过程不再是单方向的知识灌输,学习者也不再是被动的知识传授对象。后现代教育旨在为学习者创设能够激发学习情趣和探究动机的情景,为学习者提供探究知识的工具或条件,在教育者的帮助和有效引导下主动完成知识的建构,并且在探究过程中敢于向知识的权威挑战,提出具有新意的观点,培养学生对于知识的鉴赏、判断和批判的能力,不断创造出新的知识和新的文化,真正将人从知识的权威中解放出来,从而在对知识的理解和创造中寻求人的“自由精神”,寻找人生的真正意义和价值,使每位学生得到发展[4]。
2 多元:教育目标的不确定性
现代主义教育观将教学行为定义为达到已制定教学目标的活动过程,认为每一个具体的教育行为都具有一个明确的目标,即知识的传递。后现代教育观着力培养学生的创造思维和创新能力,其重点不是为了准确全面地实现某个具体的知识性目标,而是强调学生在学习过程中的创造过程和情感体验。因此,教育目标带有不确定性,有时没有办法预先确定学生将要发生什么行为。
3 动态:关注的重点在于过程
现代主义教育观将教学环节设定为一个步骤清晰、逻辑严密的教学实施过程,认为教学环节是可以事先设计好的,而且设计得越周密、考虑得越全面、计划得越详细,效果就越好。后现代教育观视阈下的教学环节是个开放的系统,其间充满着未知与不确定。后现代教育观关注的就是实际的教学过程本身,而不是具体的知识内容,在教学的过程中不断解决旧问题,获取新知,提出新问题,学生的创新能力和主观能动性在开放的教学过程中得到充分的展示。
4 善变:注重对象、情境的变化
教学的本质特征是复杂性、偶然性或不确定性。现代主义教育观试图将教学的不确定性通过周密的计划和严格的设计转化为可控的静态传授,这样势必造成教学的呆板性,学生始终处于被动状态,其丰富的创造力被压制下来。后现代教育观十分尊重教学的复杂性、偶然性或不确定性,认为这才是教学的魅力所在,鼓励学生、教师在教学活动中充分发挥各自的主体、主导地位,共同营造一个平等、民主的和谐的学习氛围。后现代教育观认为,在具体的教学过程中,伴随学习者和教学情境的不同,教学方法、教学理念、教学模式、教学过程等都应该随之调整。总之,后现代教育就是在不断的变化和否定之否定中做着螺旋上升运动。
三 后现代教育观视阈下电视教材编制的新理念
电视教材是一种用电视手段呈现信息内容的教学材料,是一种行之有效的新型教学手段,是为教育服务的。教育观的转型呼吁新型电视教材的出现,这就要求电视教材的编制人员应按照教育理念的变化及时调整编制理念,编制出与新型教育观相适应的电视教材。
1 创作理念的人文化:以学生为中心
长期以来,人们一直认为电视教材就是辅助文字教材的,把文字教材的重点、难点阐释清楚,把抽象的教学内容形象化,把用语言解释不清楚的教学内容用影像的形式展现出来,因此电视教材中的主角不是人而是教学内容和科学知识,电视教材只要把客观的物质世界通过电视画面展现给观众,达到传播科学知识的目的就算完成任务了。这恰好与以教学内容的传授为焦点的现代教育观相吻合,从而形成了“见物不见人”的灌输式的现代主义电视教材创作理念。这种理念过分强调数字、图表、科技原理等客观因素,收效甚微,学生并不爱看。
马克思说过,人是各种社会关系的总和,人类创造了历史,离开“人”,所有的活动都失去了存在的价值。电视教材离不开人,有了人的思想、人的活动和人的参与,节目才能活灵活现、丰富多彩,其社会价值也才能凸显出来。后现代主义教育观格外注重人的因素,不再将学生作为知识授受的简单对象,而是把学生看成整个教学活动的主动参与者,突出了学生的主体作用。学生既是电视教材的观众,又是电视教材的“演员”,离开了学生,电视教材就缺乏人文关怀,影像也失去了活力和生机,这样的电视教材自然不会受到学生的欢迎。
电视教材创作理念的人文化还体现在编导的换位思考,即在编制教材的过程中,要时时刻刻站在学生的角度去想问题,要把学生的满意不满意、喜欢不喜欢、接受不接受作为衡量电视教材质量的重要标准。当电视教材要叙述科学史料或者科学家的科研历程时,例如,要编制一部介绍居里夫人及其科研成果的电视教材时,除了一些珍贵的影像资料、实物和文字资料外,编导会因缺乏可以拍摄到的电视画面而措手不及,因为这已经是历史,是无法再进行补拍的了。由于人物活动的缺失,使得整部作品缺乏生命力,很难引起学生的共鸣。有没有补救的办法呢?后现代教育观视阈下的电视教材编导会从人文关怀的角度出发,大胆地尝试用情景再现的手法再现居里夫人的科研过程,并通过精妙的特技处理,淡化扮演者的形象,只把扮演者的动作呈现给观众,以使之与情节虚构的剧情片区别开来。这种从“见物不见人”到“见物也见人”的电视教材创作模式从学生的角度出发,化简学生的接受过程,让学生在这种虚拟的意境中去领会科学发现的艰辛,去感受科学精神的伟大,从而印证了后现代教育观的学生主体地位。
2 内容传达的故事化:以过程为重点
现代主义教育观的着眼点是教学结果,即教学内容的传授情况,而后现代主义教育观看重的是整个教学过程和教学环节。与此相对应,传统的电视教材大都是静态的知识灌输,而在后现代教育观影响下的新型电视教材应该具有动态性,即将科学原理的发现过程、科学实验的实施过程、科学知识的运用过程、科学价值的体现过程赋予故事的物质外壳,带领观众一同遨游于知识的海洋,共同探寻科学的奥秘,让观众在一个个身临其境的动态故事的讲述中感悟科学知识的力量。
几千年的生活习惯以及艺术欣赏的潜意识铸就了中国人乐于听故事的习惯。故事化讲述一直是戏剧化影视作品擅长运用的谋篇布局方式,也是最受观众欢迎的结构策略。在现代主义教育观的指导下,这种戏剧化的表现是难以被电视教材编导接受的,他们认为这是对科学的亵渎。以开放和多元为特征的后现代教育观视阈下的电视教材编制却理应接纳这一鲜活的内容传达方式。电视教材编导应该仔细研读教材,在不违背科学和客观现实的前提下,努力为其欲传播的教学内容寻找到一个合理的故事外壳,设置一些细节和悬念,让观众在聆听故事、排解疑问的过程中不知不觉地接受新知。
3 创作手法的多元化:以变化为手段
根据不同的教学目的、教学内容和教学组织形式,电视教材的编制可以采用讲授型、图解型、戏剧型和综合型等不同的表达形式。与现代主义教育观相适应的电视教材的编制往往以讲授型和图解性为主,而与后现代主义教育观相匹配的电视教材的表现手法则应以戏剧性和综合型为主。因为后现代教育中的教学目的存在不确定性,教学过程变化不定,教学环节充满创新,在编制与这种新型的教学活动相配合的电视教材时就应该采用多元化的表现手段,吸取戏剧化的表现形式,提取故事外壳,凸显精彩细节,巧妙设置悬念,化呆板为生动,化静态为动态,化无趣为有趣。
创作手法的多元化还体现在电视教材影像的丰富性,不同景别、角度、影调、色彩、形态等的综合运用,实景拍摄镜头、动画、图片、图表、模型、特技、同期声等的穿插使用,示范、扮演、纪实等的合理结合,改变着传统电视教材“画面配解说”的简单模式,利用多种表现元素和表现手段给予学习者丰富的视听体验,从而凝聚学习者的注意力。
创作手法的多元化还体现在电视教材编导要不断地从文学、美术、音乐、戏剧等艺术门类吸取营养,加强对电视教材艺术结构的研究和把握,抓住教材的关键点,找出科学内涵的逻辑线,使作品的形式丰富多彩,使科学传播深入浅出,让学生在追求知识的趣味中接受实实在在的科学知识[5]。
四 结束语
电视教材不仅通过视听结合的音像媒介培养学生科学的世界观和高尚的道德情操,传授新知以发展学生的智力,传播技能以提高学生的能力,更重要的是要培养学生探索新知和从事科学研究的精神,提高学生参与科学探索的兴趣。而精神是抽象的,是隐含在物质外壳深处的心灵体验,是难于通过具体的科学知识和教学内容的传播来获得的。后现代教育观视阈下的电视教材就是要通过对科学过程的展现,通过故事化的讲述,通过层层悬念的攻破,在动态和变化中将难以捕捉的科学精神借助故事的外衣视觉化,借助多元的表现手段鲜活化。
参考文献
[1] 李运林,徐福荫.电视教材编导与制作(第二版)[M].北京:高等教育出版社,2004:12-24.
[2] 史许福.中国语境下的后现代主义教育[J].黑龙江高教研究,2006,(4):17.
[3] 项国雄.后现代主义视野中的教育[J].外国教育研究,2005, (7):1-5.
科学知识的本质特征范文3
引言：工程的本质在于创造，工程创造的内涵就是科学知识和技术的开发与应用。工程正是通过对辩学知识技术的开发与应用，创造世界上原先没有人工产品或系统来满足社会现实可能的需要。工程是一种创造力的专业，与社会生活中的其他专业有着不同的分工，以创造为自己的使命，这正是工程教育的本质特征和光荣任务。现代工程的定义具有鲜明的时代特征。2l世纪，世界将进入知识经济的时代，一切创新都依赖于高素质创造型人才，承担培养高素质创造型人才和发展科学文化双重任务的高等教育，必将成为国家创新体系的支柱和基础，寓有创造本质特征的工程教育应当更加突出创新意识和创造能力的培养等。
一、机械工程及其自动化专业创新实验开发研究的意义
随着世界经济一体化趋势不断增强，我国市场经济不断发展与完善，对现代工程的概念也产生了一种新的理论，即“工程是关于科学知识和技术的开发与应用，以使在物质、经济、人力、政治、法律和文化限制内满足社会需要的一种创造性专业”。从中我们可以看出，工程的本质在于创造，而创造的本质就是对科学知识和技术的开发与运用。从这个意义上理解，工程就可以理解为通过科学知识和技术的开发与应用，通过创造出当前没有的产品或者是系统，以此来满足经济和社会发展的需要。从某种意义上说，工程与其他的专业有着很大的区别，最为主要的就是工程专业可以理解为创造力专业，这也是工程教育的本质特征。当前，知识经济时代的到来，使得知识成为了人类社会进步的源动力，一切的经济活动和社会活动也都要依赖于知识的开发与运用，而高素质的创造型人才正是对知识的开发与运用的实施者，培养创造型人才也成为了当前我国教育事业的根本任务，对工程教育进行创新与改革也是当前高等教学改革的一个必然方向。
二、机械工程及其自动化专业综合创新实验的开发研究
通过对高校理工科专业教学体系的分析可以看出，实验教学被安排的位置是在理论教学之后，其实验的目的就在于为学生提供应用理论知识进行实践和应用的机会。工程能力也可以称之为创造能力，这是对于理工科学生基本的素质要求之一，因此可以说，创新实验教学的开发和研究，是为学生提供应用理论进行创造的平台，也是培养学生工程素质和创新能力的主要途径。综合创新实验的开发与研究是一项复杂的、系统的工程，需要以现代教育思想作为根本的指导思想，科学的处理实验教学与理论教学的关系。笔者认为，综合创新实验应当根据专业特点，同时结合学校教学的实际情况，在现有的实验设备的基础上，进行改进和研发，而不需要投入大量的资金进行新设备的购置，通过对现有的实验设备进行优化和整合，引入计算机技术和智能化技术，则能够实现对综合创新实验的整体优化，达到培养学生创新能力和实践能力的目标。综合创新实验的教学目的很明确，就是为了给学生提供一个工程应用教学环境，使学生通过实验来加强对理论知识的理解和掌握，并且学会用知识分析问题和解决问题，进而培养学生的综合能力。实施综合创新实验通常是在理论课教学结束之后，综合创新实验打破了学科之间的界限，其实验内容的设计以培养学生的创新能力作为指导思想。学生在完成一项创新实验的过程中，要对各种实验的设备进行熟练的掌握，也需要借助多个学科知识的综合运用，才能够完成实验。
机械工程及其自动化专业综合创新实验ι
1、实验设备：细纱机，计算机，测试系统，机构测绘工具。
2、实验内容：(1)测绘细纱机钢领板运动机构；(2)应用测试系统检测钢领板运动规律；(3)根据检测的钢领板运动规律，反求设计控制凸轮机构；(4)对细纱机钢领板运动机构进行综合分析，提出新的设计方案；(5)在计算机上实现新设计方案的仿真设计或者虚拟设计。
机械工程及其自动化专业综合创新实验ⅱ
1、实验设备：机器动力学实验台，计算机，测试系统。
2、实验内容：(1)应用测试系统检测机器动力学实验台，当载荷一定时，在安装飞轮和不安装轮飞两种状态下主轴转速的变化情况；(2)建立实验台等效主轴的运动方程，分析飞轮的调速作用；(3)按新给定的主轴运转不均匀系数反求设计飞轮；(4)在计算机上实现不同主轴运转不均匀系数条件下飞轮的仿真设计或者虚拟设计。
机械工程及其自动化专业综合创新实验ⅲ
1、实验设备：1511织布机，计算机，测试系统，机构测绘工具。
2、实验内容：(1)测绘1511织布机打纬机构和棕框机构的机构运动简图；（2）应用测试系统检测检验棕框机构运动规律；（3）根据检测的棕框机构运动规律，反求设计棕框共轭凸轮机构；（4）对1511织布机打纬机构和棕框机构的运动进行综合分析，提出新的设计方案；（5）在计算机上实现新设计方案的仿真设计或者虚拟设计。
三、“机械工程及其自动化专业综合创新实验"的实施
系列“机械工程及其自动化专业综合创新实验”一般安排与课程设计同步进行。学生在指导教师的指导下完成基本实验内容，然后独立完成计算分析、创新设计以及在计算机上实现创新设计方案的仿真设计或虚拟设计等项内容，最后写出实验报告。系列“机械工程及其自动化专业综合创新实验”不仅重视学生动手能力的培养，更重要的是加强了学生综合应用所学知识分析问题、解决问题和创新思维能力的培养。系列“机械工程及自动化专业综合创新实验”是按照学生掌握知识由浅人深，认识问题由感性认识到理性认识过程设计的，它重视了学生综合创新能力的培养，形成了鲜明的特色。
科学知识的本质特征范文4
一、转变教育观念。突出以学生为主的教学思想
普通高中教育的目的是培养学生具有适应学习化社会所需要的文化科学知识：形成独立思想、自主学习的能力；具有科学精神，形成科学态度，学会科学方法；能够利用现代化信息技术手段开展学习、解决问题；进一步发展创新能力和实践能力，逐步形成适应学习化社会需要进行终身学习的能力，体现了素质教育的要求，纵观近几年的高考试题，几乎每年都有此种类型的问题出现，是高考命题的热点。教学过程中有意识地引入能开拓学生的视野，活跃学生的思维，激发学生学习的热情。重视新情景问题的教学尤为重要。
多年来教学基本上是围绕知识点转，围着习题转，期间也确实积累了许多适合高考的行之有效的教学方法和经验，但很少思考这些积累的经验对开拓学生的视野，激发思维能力，提高创新能力有多大的帮助。新教材、新课程标准和最近几年来的高考命题趋势特别关注与生活、科技有关的新问题，这些新问题的大量出现，对物理学习产生了极大的冲击。
二、教学过程应加强理论联系实际
1.课堂教学要联系生活。在我们日常生活中，物理现象可以说是比比皆是，但我们却常常熟视无睹，问题在于观念上缺乏理论联系实际的主动意识，在这些司空见惯的物理现象中有很多具有较强的启发性和应用性。可以将其转化为物理问题，使之进入课堂。教师要做有心人，多观察生活，处处留心，注意搜集和处理物理知识的相关素材。
2.物理教学应跟上现代科技发展的步伐。现代科技的发展日新月异，很多高科技问题与中学物理具有一定的相关性。把高科技问题转化为物理问题，使高科技与学生所学的物理知识拉近了距离。从高不可攀到伸手可及，这既能极大地激发学生的学习兴趣，增强学生的信心，又可以解除学生对科学的神秘感，使学生真正感到物理学就在身边，体会到学好物理的意义所在。
三、教学中渗透研究方法，提高审题能力和建模能力
1.强化方法教学。在传统的物理教学中，重理论轻实际，重结论轻’过程，重习题训练轻方法教学的现象普遍存在。事实上，科学方法比知识本身更富有创造价值，因为科学方法是无数科学家智慧的结晶，学会科学方法，学生会终生受益。
2.提高解题能力。物理学和高考题中，新情景问题，对自然界的各种现象和规律的描述通常用文字、图像和图表来表示，如何读懂自然科学方面的资料，看懂图表所包含的信息，挖掘题目中的重要条件，形成准确清晰的物理情景，并从中找出规律是目前综合考试考察学生能力。特别是信息处理能力的一大特色。教学中，应加强课外阅读训练，加强审题习惯的强化，以提高学生的审题能力。
3.培养学生构建物理模型的能力。物理模型方法是指通过建立和客观对象的简化模型来揭示对象的本质特征和规律的一种方法。关键在于根据经验材料，实验事实和背景知识，利用抽象、等效、假设、类比等方法，从实际问题中抽象出物理模型。由于新情景问题涉及的因素较多且相互交织，问题的本质往往被表面现象所掩盖，给解题造成一定的障碍，学生解决新情景问胚时容易受表面因素干扰，不善于抽象出本质特征，导致建立模型困难。这就需要加大力度培养学生构建物理模型的能力，使学生能够对所给信息进行提炼、加工，突出主要因素，通过思维加工，采用恰当方法，找出新问题与熟悉的物理模型之间的联系，使新问题顺利实现模型化，构建起新情景的物理模型。
科学知识的本质特征范文5
教学中的教学设计应策略性的做到既保障符合学科逻辑和学生的认知逻辑的同时，又能顺利地有效遵循掌握知识的心理学原理，科学地开展教学活动，完成概念教学的目标。
知识在教学活动中更多的表现为概念和命题；知识的掌握完成于知识传递系统中学生对概念的接受和占有。生物学概念处于学科的中心位置，概念教学是生物学课程内容的基本组成；对学生学习生物学及相关科学具有重要的支撑作用。围绕着生物学重要概念来组织并开展教学活动能有效提高教学效益，有助于学生对知识的深入理解和迁移应用。
教学中的教学设计应注意以下几个因素，策略性的做到既保障符合学科逻辑和学生的认知逻辑的同时，又能顺利地有效遵循掌握知识的心理学原理，科学地开展教学活动，完成概念教学的目标。
1 把握住学科逻辑和学生认识逻辑不一致的关系。
学生的经验型思维逻辑和学科逻辑是有着落差的，例如：形态结构是生理功能的基础（结构和功能相适应），动物行为是生理功能的外在表现形式，这是学科知识体系内在的逻辑。学生认知特点是先对动物有什么行为感兴趣而开展学习的进程，再对其结构、功能感兴趣，从而在好奇中开始学习生理功能。如按形态结构—生理功能—动物行为来组织学生按部就班地开展学习，学生的主动性和注意的品质、动机水平的都会徘徊在较低的水平。
因此，为能激发较高的动机水平和较好的注意品质，又使概念教学在适合他们的范畴内开展。应如何设计呢？
例如：将鲸、老虎、老鼠、海豚、蝙蝠归于同一类群（哺乳动物）。该部分动物形态特征迥异，各具奔跑、飞翔、毛色、大小、体形等非本质属性，如何依据其本质特征归类为一个种群。
设计策略是：展现动物的行为，导引其联系到动物的生理功能，进而展示形态结构。借助直观、具体的科学的形象化的教学资源展示本质特征（：胎生、哺乳、用肺呼吸、心脏四腔、体温恒定）的教学活动。冀提高其观察、分析、归纳的精确性、准确性、科学性，来帮助学生将这些间接经验固化为自己头脑中相应的认知结构以建立概念。这样学生不但是记住概念的“文本知识”，而且经过二次抽象，了解概念的形成过程及其应用。
从动物的行为出发，再了解动物的生理功能，进而展示形态结构的教学设计，就有助于学生形成强烈的好奇心—兴趣，有助于加强学生理解生理功能和形态结构的辩证关系。在此基础上体验和建立形态结构、生理功能、动物行为的辩证统一的学科观念。
有助于增强分析、概括、总结的思维能力。以达到教学设计中深入浅出的效用。
有助于更好地针对学生的年龄特征和认知能力来确定概念教学的深度和广度，以切实达到预期的教学效果，并为后续的学习打下基础，实现概念教学的螺旋形上升。
2 善用“探究式”学习模式，强化形成有效和足够强度的学习动机。
动机的形成取决于下面三个方面：①创设外部客观条件，激发学习动机；②引起内部心理需要，转化学习动机；③强化各种内外因素，维持学习动机。
概念的学习是一种理性的概括，这个复杂的过程，需要在知觉水平上对一类事物的特征与联系进行分析、比对、区分出一般（共有）与特殊（非共有）因素，从而揭示事物的一般因素和本质因素来掌握同类事物的共同本质属性。
在很多情况下学生不能自发完成。课堂上体现为学生凭借已有基础知识和思维工具不足以解决学习任务、不足以对事物的特征和联系进行分析归纳。此时，学生这种心理困境会使对原有的知识积极地开展思考和产生更新的愿望。
“探究式”学习模式能有力为学生在解决上述困境的而开展的学
习活动中提供形式上的保障，在内容上为其提供广阔的活动空间。虽然费时，但是是值得的。其借助于学生日益发展的思维中的批判性、独立性；借助于不满足、不简单盲目信奉书本；借助于不满足、不简单盲目信奉教师的解释和论断的好奇心；借助于喜欢探究、喜欢争论的年龄特征。来开展活动并引导其得出学习成果。
教师面对学生依据相对薄弱的基础知识体系和有限的正在逐渐发展的思维能力，做出的简单化、片面化、不正确的命题时。需教师给予恰如其分、恰到好处的帮助、符合实际的积极归因的评价。学生就能产生强烈的学习动机和专注的注意力去主动完成学习任务；当成功时，这样的成功能在情感和学习行为两方面让学生体验到强烈的成就感，从而维持有效和足够强度的学习动机，保持良好的专注注意力。
3 厘清生物学概念和生活化（或社会世俗化）用语的本质区别。
初一学生从小学的自然课和学习中、在日常生活、社会生活中都可以接触到一些常识性的知识和学科信息，以学科角度来看，这些表述内容显得浅显、泛化，科学性和系统性都有很大的不确定性、功利性。教学中应避免它们负面的影响，而可借用其直观、形象化的特征来帮助学生建立概念。
例如：常见的两个词语： “营养丰富”、“垃圾食物”。我们可以通过这两个词语来了解生活化用语的片面性、机械性、绝对性和局限性。
先从以份食物成分表来看
食物成分表（ /100克）（选摘自北师大版七年级下册24 -25页）
从成分表上看，不存在着所谓的营养特别丰富的食物。而且只有针对特定的时间、空间下的特定对象才有所谓的生活意义、医学意义上的“营养丰富”一说。例如：沙漠中缺水受困者，水及含水丰富的食物就是营养最丰富的食物；远洋航行中，含vc和淡水丰富的食物就是营养最丰富的食物。诸如此类，不胜枚举。
而且以肯xx和麦xx为代表的快餐类食物、碳酸饮料。其高脂、高糖、高蛋白，何尝不是“营养丰富”，在“短、平、快”中满足了人们对营养的需求。但如以一种成瘾的吃法来摄入这些食物，自然产生不良的后果。诚如一位教授在电视上诤言：没有“垃圾食物”，只有“垃圾吃法”，斯言如醍醐灌顶。
因此，这两个词语，人们在生活形成的定义，其在性质上表现出形而上学的特质，推理形式上表现是一种机械式的论断。
教学中面对上述类别的生活词语，要与学科概念区别开，特别注意阐明学科概念的科学性、概括性、逻辑性；形成的专业、严谨、科学的概念和严谨、科学、符合逻辑的思维能力，以使学生获得辨析两者的生物学素质。
渗透这种认知于教学中，是最困难的、但也是必要的，更是应该的。其意义在于：可以使学校、课堂——自然、社会之间，被动的课堂教学实践和学习时间转化为主动性更强的的自我学习时间和实践活动。真正地开拓了学习环境、学习机会和条件。
学生在接触到近似活生生的现实社会和生活中学习和探究，在往返的辨析中，加深对生活的关注、深入地理解社会实际问题，形成更加积极的、科学的情感态度和价值观。有利于主动参与社会决策和积极健康的生活态度。这对学生学会学习学会解决问题和提高公民素质极为有利。这种学习经历有利于形成尊重客观事实、敢于怀疑、坚持真理和勇于反思等科学素养。
4 理解概念的相对真理性、避免绝对化。
概念教学对于学生学习生物学及相关科学具有重要的支撑作用。学生们的科学观初步地形成于学校中学科学习，学生是在教师帮助下，在对自身的概念进行自觉的反思和必要的更新的过程中，形成正确科学观念的是个潜移默化的长期过程，伴随着学生的成长，其科学观念也在不断加深和拓展中。
科学是一直向前发展的。总在不断更新中，如何面对科学知识（概念和命题）的不确定性和阶段性时，能不能去讨论科学知识的相对真理性呢？。这是摆在概念教学前一道无法忽略的坎。
; 我国有着厚重而深凝的非科学文化传统和方术思想，泛灵意识充斥于日常生活中和社会生活中。以什么样的指导思想进行教学设计来帮助学生在学习中养成学科素养、建立科学观呢？。如果教给学生们一个似是而非的科学主义的概念。先对学生进行灌输的是科学真理的相对性和易错性、阶段性。个人认为这不是科学观的教育。而是一种反科学的、反文明的、反社会的教育。
因此，这让教学活动有必要在科学性质上要加强经典科学性质的认识和理解，特别重要。而且是在初等教育阶段，尤显必要。在学生心智还是不健全时，还没有建立起系统、科学的、积极的情感态度和价值观时。应教给学生们一个经典的客观真理的科学主义概念，这是成长的阶段性、发展性决定的，符合学生的心理发展规律。
在不久的将来，当学生随着长大，心智渐开；会像人类发展中在自然科学的认识过程一样从绝对化到相对化，逐步认识和理解科学和技术的局限性，阶段性、发展性。从而最终建立起积极、科学具有辩证精神的唯物主义科学观、方法论、价值观、情感态度。
不可轻视并要避免机械论调对学习概念的毒害作用。
如常见的下面的论述：
当一个人依据在一楼居住的人比在二楼居住的人其承受的万有引力要低一些，而推断居住在一楼的人要比居住在二楼的人长寿这样的结论。看似合理科学的解释，却充斥着机械化、绝对化、片面化、简单化的谬误的一种逻辑推断，得出了一个看似正确其实错误的命题。其危害性在于有较大的迷惑性和欺骗性。 其割裂了事物间的联系，孤立地采取单一的标准去分析一个复杂的现象。类似与抽一支烟缩短多少天生命，爬一层楼梯延长多少时间的生命，吃一次青菜，可以延长多少天寿命一样的机械论命题。
教学设计中要通过围绕实例来组织学习活动，科学地运用逻辑思辨能力对其给予明确和严谨的辨析，使学生在遇到类似的具有迷惑性的命题前能明辨是非、洞烛先机。通过学习活动让学生有勇气和智慧去辩驳，利用已有的学科素养和有效的、有力的思维能力去认识这种机械论命题的危害性，洞悉该机械命题的论证过程的绝对化、机械化、片面性，洞悉该机械命题论证过程推理方法上的错误。
5 认识、遵循掌握概念的——内化定型规律。
对于每个学生个体来说，概念建立的心理过程：就是把具体事物的知识经验加以抽象化，从中区分一类有关事物所共有的一般的、本质的要素，经抽象化形成抽象定义；从而确认本质属性的过程。
学生建立概念的心理过程开始于感性概括，是在直观基础上自发进行的，直觉概括不经分析、抽象，而是依靠事物外表特征的强弱对比，强要素泛化来掩盖弱要素而实现的，这种概括往往只反映事物的外表特征，只能获得概括不充分的日常概念。例如：“营养丰富”、“垃圾食物”“童子尿治病”等。
教学中要引导学生在感性概括上发展，不能停留或局限于此。尽可能超越感性概括，在教学条件下引导学生进入概念掌握的抽象化概括阶段，通过教师的指导和辅导，在分析、比较、归纳、综合等学习活动来了解概念的一般的、本质的特征与联系。上升到抽象定义。从抽象定义出发，以辨析、例证等思维活动，来确认本质属性。逐步地构建起科学概念。
教学组织程序可应按系统论分析方法创拟的概念模式来实施和开展。
依图所示，抽象化概括是为了揭示概念的一般的本质特征与联系的活动过程，不只是识记文本知识，更重要的是对一类具体事例或表象进行分析，要在解析的基础上找出共同的不可或缺的本质要素，再依据确定的本质要素及其形成的联系，对这一概念提出初步的假设，经同学教师的反馈，对初步假设进行修正，以形成概念。
如未能如期修正、或出现偏差，需要再引导学生回到起始的阶段重新进入上述进程开展学习。直至完成概念的心理结构的构建，形成概念。
教学设计和教学进程中遵循概念形成过程中的心理学原理，重视最大限度地在时间、
空间上保障学生自主地完成概念形成的心理结构的构建过程，对学生今后持续性地学习生物学及其相关学科有着支柱性的支撑作用，并为后续的学习在方法论范畴打下良好的基础。实现概念教学的螺旋形上升、实现概念教学高效的教学和学习效果、实现教育最本源的目标—掌握知识、形成能力、建立科学的价值观。
参考文献
［1］ 冯忠良《结构化与定向化教学心理学原理》——1999年，北师大出版社
［2］ 张文新《儿童社会性发展》——2000年，北师大出版社
［3］ 张毓信《科学教育哲学》——2006年，四川教育出版社
科学知识的本质特征范文6
一、初中生概念学习的障碍分析
初中学生的逻辑思维正处在由经验型向理论型发展的初级阶段，思维的品质不够健全，使得他们在学习概念时存在着一定困难，可能形成各种学习障碍。笔者认为，初中学生在科学概念学习中的障碍主要表现在以下几个方面：
（一）生活感性认识存在不足
没有充分的感性认识，就不可能通过分析、综合、抽象、概括、类比等思维过程上升到科学概念，也不可能更好地掌握科学概念。例如如果没有观察到大量的光的折射现象，也不可能正确理解光的折射的概念。就像天生盲童，从来没有看到过人，就很难想象和理解人真正的形象。
（二）相关科学概念的干扰较为严重
概念之间既有联系、又有区别，学生常常不能区分相邻、相近的概念，这是相关概念干扰的表现之一。在学习科学之前，对多种科学现象便已有了自己的认识，并形成了一些与科学知识相悖或不尽一致的观念和规则，这就是前概念。根据其是否易于转换成科学的概念，可将其分成两类，一类是虽然与科学的概念不一致，但在提供给学生一定的预备知识之后，再辅之以有关的实验引导，便不难使学生形成正确的科学概念。而另一类前概念则与此不一样，在学生的原有经验中，这些前概念在头脑中已经有了相当长的发展时间，且已形成了系统的却并非科学的概念。比如，学生在日常生活中经常看到铁块沉于水中的现象，于是就在头脑中形成了铁块可以沉没于任何液体中的前概念。当讲授阿基米德原理、演示铁块漂浮于水银面上时，许多学生根本不相信，认为这是教师在玩魔术。
（三）思考中定势思维的影响比较严重
长期的思维实践中，每个人都形成了自己惯用的、格式化的思考模式，当面临现实问题时，我们能不假思索地把它纳入特定的思维框架，并沿着特定的思路对它们进行思考和处理，即思维定势。思维定势的益处是用来处理日常事务和一般性问题，能驾轻就熟，得心应手。然而，思维定势的弊端在面临新情况、新问题而需要开拓创新时，就会变成“思维枷锁”，阻碍新观念、新点子的构想，同时也阻碍了对新知识的吸收。如，学生在生活实践中已经习惯于对物质密度的基本认识是“轻”或“重”，因此在学习密度的时候，经常用“轻”或“重”来表达，从而忽略了密度概念中“单位体积”物质所含的“质量”的认识，造成概念内涵的缺失。
（四）思维方法存在缺陷
学生科学概念学习水平的高低与学生抽象概括能力的高低有直接的关系。学生在抽象概括的过程中经常出现一些思维障碍：如在抽象概括的抽离阶段学生抽取的可能只是个别属性或非本质特征，而不是共同属性或本质特征；只对给出对象的局部进行抽取，而没有对整体进行考虑。在抽象概括的筛选阶段，可能对面临的众多表述研究对象的科学属性的语句（含符号语句）进行逻辑加工的意识不强，从特殊到一般，从具体到抽象去筛选的思维方向不明确。在抽象概括的假设、扩张阶段，学生对用语句或式子表达的科学属性进行归纳和类比，使之具有一般性的意识不强，将具体的科学结论推广时，不懂得如何用字母或文字去表示具体结论的一般形式。在抽象概括的确认阶段，学生对已给出的或经筛选阶段认定的结论进行检验或证明的意识不强，对如何证明结论与如何否定结论的逻辑标准不明确。
二、科学概念教学的对策研讨
（一）增强感性认识
通过运用生动的直观形象，如观察实验（演示实验或学生实验）、图表和模型、计算机模拟动画等，让学生从中了解有关某概念的部分信息，获得有关概念的感性认识，为认知结构中接纳和理解这一概念奠定基础。在获得感性认识的基础上，指导学生自觉地将观察到的宏观现象与物质的微观变化联系起来思考，进而从微观角度加深对概念的理解。同时，在教学中尽量精选相对直观的内容，尽可能采用最常见、最易得、最经济和最形象的素材，从而确保学生对感性知识的有效获取。
其次，运用实验来展示有关科学现象和过程，更能反映事物的本质属性和共同特征的感性认识。
当然，学生在日常生活中，观察和接触过许多与科学概念有关的现象和事实，恰当地列举生活中的典型事例，可以创设良好的学习科学概念的环境，唤起学生已有的感性认识，在此基础上形成正确的科学概念。
（二）加强抽象概括
在教学情境中，可以有意提供一系列与概念相关的信息，让学生进行辨别、提取和概括。然后从部分事例已确认的特征信息中入手分析各类事例，逐步舍弃干扰信息，使特征信息的精度和准度提高，在此基础上，将有关特征以一定的方式联系组合起来，构成概念的抽象定义。在这一过程中，关键要指导学生的思维方法和思维过程。对特征信息进行抽象，有助于用语言清晰准确地表述和有序地记忆这些特征，这就成为学生掌握概念的前提和关键。
（三）运用内隐方式简化学习
内隐学习就是无意识地获得刺激环境中复杂知识的过程。科学概念有许多是由现实生活中抽象出来的，学生根本无法理解， 无法得以应用。许多科学概念具有规律性，是可以触类旁通的，这就是内隐学习，通过某些概念的学习，举一反三掌握相关的概念和知识。如种群、群落和生态系统这三个概念对学生来说是比较抽象的，在教学过程中可以引导学生通过对“人群”的理解类比迁移到对这些概念的理解。
（四）利用前概念进行比较学习
