生活中的科学知识(精选8篇)
生活中的科学知识篇1
关键词：湘版小学科学教科书；内容组织与呈现；特点
中图分类号：G423、3 文献标识码：A 文章编号：1671―6124(2011)06―0020―05
由湖南科学技术出版社和湖南少儿出版社共同组织出版的湘版小学《科学》教科书是依据国家九年义务教育阶段科学课程标准(3～6年级)编写，共分8册，从小学三年级到六年级每个年级有上下两册2005年秋季开始在全国使用。这套由石鸥教授主编的科学教科书，两次送审都是以较高的质量一次性通过，是送审的多套教科书中惟一的不需复核或重新送审、只需要按审查意见修改后即可直接出版发行的教科书。它以国家基础教育课程改革纲要为指导，全面落实《课程标准》的基本理念、课程目标、课程内容，着眼于学生终身学习和发展的需求，以培养学生科学素养为宗旨，反映了当今素质教育思想，体现了课改精神。
一、教科书的内容、组织与呈现
湘版小学科学教科书主要在内容的选择、内容的组织、内容的呈现等三个方面体现了课程标准的基本要求。
1、全面覆盖课标的内容
湘版小学科学教科书的内容是根据课程标准的内容标准进行精心选择的，全面覆盖了《全日制义务教育科学(3～6年级)课程标准(实验稿)》的内容，并有一定扩充。这些内容帮助学生达到课程标准规定应达到的水平，内容强调基础、综合、实用和兼顾传统与时代。
(1)精选基础这套教科书精选了学生终身学习必备的基础知识和技能，所选取的知识是适合小学生学习的科学基础知识，且这些知识贴近生活，便于体验，利于理解，是积累科学知识、形成科学的态度和科学的生活习惯的基础。如在生命世界领域，这套教科书就选取了动植物的种类及身体的特征和结构、动植物一生的过程及遗传与变异、人类的身体特征与成长及营养与健康、生物与环境及其进化、对微生物的认识等科学基础知识。这些知识都很贴近学生的日常生活，如“植物生活的秘密”单元要求学生观察身边植物如狗尾草、水杉、丝瓜等的身体特征、观察生活中很常见的白菜和葱的根、用常见植物如芹菜来做关于植物怎样运输水的实验等等。在其他领域，也选取的是各领域内的贴近小学生生活的便于体验的基础知识，这些知识的选择有利于学生的理解和接受，给学生留下深刻的印象，为以后的学习和生活打好坚实的基础。
(2)强调综合这套教科书内容的综合性主要体现在科学探究和科学的情感、态度、价值观两个板块融合在三大科学领域的知识中，以及教科书内容淡化了学科知识的界限，引导学生“以整体的眼光看世界”。教科书各单元都是围绕某个主题来选择和组织相关的知识，科学探究知识和情感态度价值观与科学领域知识融合在一起，并且淡化了学科的界限，将涉及到的物理、化学、生物及自然地理等学科的相关知识适当地交融。以三年级上册的“土壤”单元为例。“土壤”单元的第一课题是“本地的土壤”，主要内容是一个采集并观察土壤的活动，这个活动就综合了认识了解土壤的成分的科学知识和怎样进行观察的科学技能知识。第二个课题是“土壤的种类”，设置了各种实验与活动，如“研究不同的植物适合生活在不同的土壤里”，这一活动要求学生通过做实验这一科学技能的实施来验证不同的土壤适合种不同植物这一科学知识，同时蕴含了尊重证据、能参与中长期科学探究活动的情感态度价值观。第三课题是“土壤的保护”，内容是了解土壤被破坏后的危害的科--学知识，也蕴含了爱护土壤保护环境的情感态度和价值观。在这一单元中还综合了各个科学学科的知识，如本地的土壤类型足地理知识，不同土壤适合种植不同的植物是生物知识，无土栽培即用一些含化学营养成分的营养液来栽培作物涉及到生物和一些化学知识。
(3)注重实用这套教科书内容的选择还注重实用性。教科书内容密切联系学生生活，从儿童生活中常见的问题和疑问人手，强调从生活中的科学做起，选取的都是学生生活中有用的知识，并强调这些知识在日常生活中的运用，培养了学生运用知识解决实际问题的能力，即实践能力。如五年级上册的第4单元“电与我们的生活”从生活中的电池讲起，进而提供怎样控制和设计电路的知识，介绍导体和绝缘体，最后将学到的电的知识运用到生活中，使学生懂得如何安全用电。此外，教科书内容的选取还强调科学――技术――社会(sTS)之间的联系，注重STS教育。教科书中有的课题内容是专门进行STS教育的，经统计，这样的课题整套书中有4个，分别是：三年级上册的“材料的应用”课题；五年级上册的“电与我们的生活”课题及“安全用电”课题；五年级下册的“生活中的电磁铁”课题。
(4)兼顾传统与时代教科书在内容上除了覆盖课程标准中所要求的内容外，还增加了许多的拓展知识，即增加了科学史的知识及科学发展中的新技术、新成果，兼顾传统与现代的资料，既让学生了解人类过去的科学知识成就，又让他们认识今天，憧憬未来，体现了兼顾传统与时代特点。利学史的知识在每本教科书中有9~20处，包括科学家的故事、科学著作、科学技术成果等分布于各册教科书之中。另外在六年级下册还专门有个单元“科学的历程”，这个单元回顾了科学发展的历程。除了传统的科技史知识，教科书还选择了反映当今科技成果的时代性知识，如：纳米技术、磁悬浮列车等高科技知识。这些有时代性的知识使学生在掌握科学基础知识的基础上去了解科学发展的前沿，增强对社会的适应性。
2、追求整体效益的内容组织
这套教科书为追求体现结构的整体效益，在确定每一阶段学生发展水平的基础上，构建了全套教科书的整体框架。
(1)纵向与横向结合从纵向上看内容安排由浅入深，各册之间的知识呈螺旋上升的趋势，即按一定的层次或线索将有关内容组织起来，随着内容纵向的展开，各方面的知识也相应地不断加深拓宽。三个科学知识领域的知识按照从简单到复杂、从学生熟悉到陌生的原则分散到各册中，探究技能水平也逐册得到提高。
从横向上看，各册教科书采用“主题单元一课题一栏目(以活动为主)一评价”的组织形式。每册教科书均由6―7个主题单元构成，每个主题之下衍生出若干个课题，课题又是由若干个以活动为主的栏目构成的，在主题单元之后是单元评价。主题单元的设计思路是从学生身边常见的事物与现象出发，创设一定的问题情境，引导学生提出问题，开展相关的活动，学习有关的科学知识与技能，最后将所学内容与社会、环境相联系并加以运用，同时让学生的情感态度与价值观得到提升，且在这一过程中给老师的教和学生的学留下充分的空间。
(2)探究、整合、逻辑相结合首先，教科书以科学探究为组织的中心，以学生的自主探究为主线。从纵向上看，科学探究与学科内容恰当地穿插或融合，科学技能结合知识内容在
各分册中都有所侧重。从横向上看，每个主题单元的基本单位是探究活动，教科书把科学知识的学习贯穿在学生的探究活动之中，并且每册都设置了一个综合探究单元，引导学生梳理、总结、提升全册的科学技能训练重点。其次，在教科书全面体现大单元综合的编排思想，以整合方式打通了各学科的人为界限，将内容上有联系的活动组成一个教学单元，建构了以学生活动为主的整体框架。由上面的主体单元的设计思路分析可以看出，教科书通过活动来整合落实三维目标，即从学生生活中产生的实际问题出发，围绕某一科学主题来选择与设计活动，让学生通过各种活动来感知、体验、观察、调查、研究身边的环境和事物，在手脑并用中去获取科学知识与技能，加深对科学的认识，培养科学的精神和态度，增进对科学、技术与社会之间关系的理解，形成科学的价值观。第三，教科书从学生原有经验和知识背景出发，从学生身边的事物与现象人手，按儿童对事物的接触、熟悉程度，由近及远、由浅入深、由表及里、由熟悉到不熟悉、由简单到复杂、由具体到抽象地安排知识的顺序和内容。册与册之间、单元与单元之间以及课与课之间存在很强的逻辑性，这种逻辑性与学生的认知发展顺序相关联。册与册之间的知识总体上呈螺旋上升的趋势，知识根据学生的认知水平和特点不断拓展加深。单元与单元之间的内容根据三个科学知识领域进行了适当的搭配，使学生交替学习各领域的知识。五年级下册，第一单元主要是物质世界领域，第二单元主要是地球与宇宙领域，第三、四、五单元主要是生命世界领域，第六单元是科学探究单元。这样交替学习，能提高学生的学习的兴趣和效率。在单元内，课与课之间也注重了逻辑性，课题之问知识由浅入深，由熟悉到陌生，由学习知识到运用知识。
总之，这套教科书的组织与小学生的认知结构和心理发展水平相适应，具有合理的逻辑结构，体现了小学生以探究为核心的科学学习过程，有机地整合了科学课程的三大日标，给老师的教和学生的学留下了充分的空间。
3、方式灵活的呈现
教科书的呈现方式是教科书内容特征的重要方面，也是儿童身心发展规律在教科书编写中的具体体现，更是教科书编写者独具匠心的结晶。一般地，教科书的呈现方式，可以具体体现在教科书内容呈现方式、概念呈现方式、版面呈现方式、语言呈现方式等等诸多方面。它们相互配合，组成了多样、趣味、启发、开放的呈现方式。
(1)内容、版面、语言和概念呈现相配合首先，教科书的内容从整体上来看是通过卡通人“指南车”的引领下呈现的。整套教科书的前言就是指南车卡通人对小朋友说的几段话，引领学生学习整套教科书。在教科书中，指南车用亲切、生动的话语和小朋友们对话，在教学过程中始终引领(引导、要求、提醒、提问、激励、提供知识、提供秘诀)学生去追寻科学探究的足迹，探索无穷的科学奥秘，缩短了学生与教科书的心理距离，成为学生的学习伙伴。表1是对教科书中指南车卡通人与小朋友对话的统计。从表中可以看出，指南车卡通人主要通过
从表2可以看出，活动占据栏目的大多数比例，教科书给学生提供了充分的探究学习的机会。
其次，这套教科书根据小学生的心理特点对封面、开本、目录、图标、页眉、单元页、栏目进行了精心的设计，配合文字说明使用了大量图片，版面呈现的主要特点是图文并茂、生动活泼。每册的封面都展现了一张图片，占到整个封面的三分之二左右，图片呈现的是自然景物和卡通人指南车。教科书中的图片主要有4类：一是实物图片；二是卡通；三是示意图，帮助学生进一步认识现象、理解概念和原理；四是活动过程图解。这些风格多样的图片呈现以小学生的认知水平或生活经验为基础，减少了比较抽象的文字叙述且紧密结合文字表述，形成了完整的图片体系，帮助学生较快理解教学内容。
第三，这套教科书语言文字表达流畅、清晰，生动活泼，通俗易懂，符合学生的认识习惯，有利于学生理解教科书内容、参与科学探究、学习科学知识。教科书的语言主要使用第一人称，如：“到校园中去，开始我们的寻‘宝’游戏。只要细心观察，我们将会发现很多很多”，很多话中都使用“我们”作为主语，且用儿童化的语言来表述，很亲切，在心理上容易让儿童接受。教科书中还使用了一些非常人性化的语言，如“如果远离学校或住地开展调查活动，要在大人的陪同下进行”等，很好地体现了对学生的人文关怀，增添了不少人文气息。在相对于小学生来讲比较难的字后都标注了拼音，方便学生的学习。另外，在字体上除了有印刷体外，还有手写体，手写体主要用于从学生的角度写的一些小组调查计划、调查结果等，比印刷体更显亲切，使学生们易于接受。
第四，这套教科书没有出现很抽象的概念，而是用通俗易懂的语言结合活动和图片来呈现。如“溶解”这一概念是这样呈现的：首先要学生进行一个活动，将盐、沙子、高锰酸钾分别放人水中，观察其在水中的变化，学生可观察到盐和高锰酸钾消失在水中，然后给出概念“像盐粒、高锰酸钾颗粒‘藏’到水中的现象，我们说它们溶解在水里。
(2)呈现方式多样、趣味、启发、开放相结合这套教科书形式多样，印刷精美，图文并茂，色彩艳丽，文字优美，在呈现方式上，体现了多样性、趣味性和启发性和开放性。
多样性主要体现为教科书设置了多样化的栏目(活动、阅读、指南车信箱、拓展、制作)来呈现科学知识，帮助学生掌握科学知识和技能，形成正确的情感态度价值观。其中，科学史知识在教科书中占很重要的地位，它的呈现方式是多样的，统计见表3。
在其他科学内容的呈现上，还采用了科学史中的故事、诗歌、科学美文、谜语、谚语等来表达，形式多样。
趣味性体现在教科书采用了学生喜闻乐见的形式来呈现内容，利用卡通、游戏、故事、谜语还有科学美文来引发学生的学习兴趣，激发学生主动参与科学学习的热情。如在每个单元的单元页上，都有一段科学美文，具有浓厚的文学色彩；活动“猜动物”让学生以游戏的形式来学习知识；在“雨下的有多大”课题中有谜语：“千条线，万条线，落到水里看不见”；在三年上册的阅读栏目“达尔文的寻‘宝’活动”以卡通连环画的形式介绍达尔文的科学故事；在课题“月有阴晴圆缺”的开始，呈现了一个谜语：“圆似白玉盘，弯如银镰刀；借太阳之光，与星星争辉。”这些呈现方式都可以激发学生的学习兴趣，让学生在轻松愉快的氛同中学习知识，提升能力和价值观。
全套教科书的知识总的来说是在指南车卡通人的引领下呈现的，学生在指南车卡通人的引领启发下进行学习的。教科书知识的呈现很多是先用问句提出问题，然后通过精心设计的活动伴着大量的图片和引导性的语言以及方法的指导，引导学生通过活动过程来自己得出结论，体现出启发性。
教科书还给教师、学生留有充分的创造、拓展的空间。在进行研究时，学生可以自己选择方法进行研究，不必拘泥于课本，如在“观察土壤”活动中，教科书只给出了一种方法来分离土壤里的物体，明确提出学生可以用自己设计的其他方法来
分离土壤中的物体。除了研究方法的开放性外，很多的研究结论都是由学生通过活动自己得出，没有给出标准答案，鼓励学生想象与思考。教科书还设计了很多的开放性的话题，培养学生独立思考和创造性思维的能力，如在“土壤的保护”这一课题中，提出“破坏本地土壤的主要原因有哪些?”“我们还能为保护本地的土壤做些什么”等开放性的问题，引导学生进一步深入研究，将科学学习延伸到课外。另外，教利书还引导学生利用广泛存在于学校、家庭、社会、大自然、网络和各种媒体中的多种资源学习科学，将学生的科学学习置于广阔的背景之中，如教科书中很多活动都需要课后在家庭中来进行，要到大自然中去调查研究。这些都充分体现了呈现方式的开放性。
简而言之，这套教科书是基于小学生观察世界的角度来呈现内容的，突出了小学生学习的特点，给学生的自主探究学习留有充分的空间。
二、湘版小学科学教科书的总体特征
湘版小学科学教科书在总体上表现出以下特点：
1、挖掘科学史实。提高科学素养
这套教科书的一个非常突出的特色就是充分挖掘了科学史实，在内容的选择上选取了较多数量的历史上的科学家故事、科学著作和科学技术成果，在内容的组织上将科学史知识恰当地穿插于主体知识中，在呈现方式上注重了科学史知识呈现的多样化。用科学史这条线索来促进明线“主题单元和探究能力训练”与暗线“情感态度价值观”的结合和完善，培养学生的科学精神与科学态度，激发学生科学探究的强烈欲望。教科书将科学史从不同的角度，如方法指导、技能学习、过程引领、结果鉴定、情感熏陶、创设情境、提出任务等融入教科书。可见，科学史在教科书中的呈现方式是多样的。
2、强化科学价值观，渗透人文精神
这套科学教科书力图在突出科技史的教育功能的基础上，强化对学生的科学情感态度价值观教育，并且渗透人文精神，实现科学精神与人文精神的结合。科学情感态度价值观教育的重点是培育学生尊重事实、尊重科学、敢于质疑、勇于创新的科学精神，激发学生的好奇心与求知欲，使学生在探究过程中体验学习科学的乐趣，培养科学探索的热情，养成与自然界和潴相处的生活态度，了解科学、技术与社会之间的关系，从而为全面发展学生的科学素养奠定坚实的基础。真正的科学素养本身就蕴涵着人文精神，是与人文精神紧密联系、相互渗透的。这套教科书在科学精神培养中注意渗透人文精神，培育学生的价值取向、进取精神以及社会责任感和参与意识，同时还注重渗透情感和审美教育。
在全套书的卷首语中，用优美的文字向学生介绍了大自然中的美丽景象：“绿树红花小小草、流水、泥沙、枯枝、落叶。”然后引导学生对大自然的神奇和奥秘进行探究，使学生有亲近自然、欣赏自然、珍爱生命、乐于探究的意识，进一步培养爱科学、爱家乡、爱祖国的情感。在大部分单元的单元页上，教科书都用富有童趣和感染力的科学美文，对人与大自然相处、尊重证据、不迷信权威等科学价值观进行了强化。这些诗歌形式的美文充分展示了科学与文学的交融，用较宽的人文视野，表达了科学中的人文之美，体现了科学精神与人文精神的结合。另外，教科书还精心设计了“科学自己做，我也能成功”、“土壤的保护”、“珍稀动物的保护”等主题单元或课题，使学生的科学精神与人文精神得到培养与提升。
3、突出科学探究。分册落实科学技能方法
突出科学探究并且分册落实科学技能方法是这套教科书的一大特色。从整体框架的构建，教学内容的选择，到教科书的呈现方式都注意有利于学生亲历科学学习的过程，使学生通过亲自参与科学探究活动，获得自主体验，提高科学探究能力和科学素养，受到情感态度与价值观的教育，获取一定的科学知识，得到多方面的发展。教科书非常注重技能训练，合理安排探究活动，分册落实科学技能方法，将探究的过程和技能以螺旋上升式加以编排。
从该套教科书的整体结构上看，教科书对学生训练的重点主要包括两部分：获取科学事实的能力训练和逻辑思维的训练。这两块内容又根据学生认知发展的规律在各个不同年级分解。根据各册的训练重点，各种丰富的探究活动组成了这套教科书的主体内容。教科书在各册设计若干个相应的探究活动，有的活动侧重于探究过程中的某一个环节，有的则让学生经历探究的全过程。每册的最后都安排有一个综合性的探究单元，单元里精心设计了一个综合性的探究活动，巩固提升学生的探究能力。总之，整套教科书形成了一个完整的探究能力培兼体系。
4、注重情景引入。贴近学生生活
这套教科书在内容上选择了学生生活中所必需的基础知识，且按由近及远、由具体到抽象的原则，从生活情景出发来组织和呈现内容，体现了注重情景引入，贴近学生生活的特色。全套教科书的第一个单元是“走进科学”单元，这一单元引导学生从身边的校园展开探究活动，充分调动学生对科学的兴趣和求知欲，使他们通过自己与真实的周围生活环境的相互作用，初步感受到科学的魅力，体验到成功的愉悦。另外，教科书各册的其他单元也均以“学生的生活经验”为线索，力求从学生常见的科学现象出发，立足于学生已有的生活经验、学习兴趣和发展需要，通过情景引入，引导学生提出问题，循序开展科学探究活动。总之，教科书形成了一个符合认知规律和学生思维发展规律、贴近学生生活的有机整体。
(本文系石鸥教授研究项目组的集体成果)
参考文献：
[1]葛灵顿，教科书文本分析的基本内容与基本方法[EB／OL]，http：／／www、docin、／p―135746673、html，2010-09-22、
生活中的科学知识篇2
关 键 词:STEI知识链;工程创新;知识经济
Abstract: Viewed from the standpoint of practical epistemology， the science， technology， e ngineering and industry correlate with each other in actual production and lifeand are in association with the formation and application of knowledge， thus mak ing the knowledge in different but interrelated forms、 It implies that there isan intangible knowledge chain， namely the STEI knowledge chain posed of scien ce， technology， engineering and industry、 With respect to the STEI chain， the en gineering innovation plays a key role in the process of offering the “artificia l implements” resulting from engineering knowledge which is incorporated into t he productive functions in order to acquire the first application of merciali zation、 The engineering innovation in the knowledge economy times is of theoreti cal and practical importance in the perspective of STEI knowledge chain、
Key words:STEI knowledge chain; engineering innovation; knowledge economy
在当今知识经济时代，知识创新正在成为创新的核心。工程活动架起了连 通科学、技术与产业发展之间的桥梁，是产业革命、经济发展和社会进步的强大杠杆，也成为 一个国家综合国力提高的重要现实指标。在我国建设创新型国家的过程中，工程创新已 成为创新活动的主战场，是实现新型工业化发展目标的一个关键性环节，事关全面建设小康社 会与 和谐社会的大局。因此，“工程创新应该成为创新研究的新重点”［1］。目前，对工 程创新的研究已受到许多学者关注，并有了诸如工程创新的意义、特点、规律［2］， 工程创新与工程人才，工程创新的一般属性［3］，工程范式的创新［ 4］，工程教育创新［5］等研究成果。作为创新研究的新领域，工程创新研究还需要 深入探讨。殷瑞钰院士提出的“四元知识链”概念［6］，为从知识链的角度探讨工程 创新提供了新的视野。本文立足于实践的知识论立场，对科学—技术—工程—产业“四元知 识链”进行分析，并从“四元知识链”的视角对工程创新进行新的解读。
一、科学—技术—工程—产业的知识链
1、 科学、技术、工程、产业四元知识
近代以降在相当长的时间内，人们把科学、技术、工程看做是基于实证主义知识论框架下的 认识论范畴，把科学视为认识世界的理性化、系统化的知识，甚至视为认识世界唯一有效的 知识，技术和工程只是科学的应用。近年来，国外学者皮特(Joseph C、 Pitt)、莱顿(Edwin L ay ton)、文森蒂(Walter Vincenti)等对这种认识进行了批判。莱顿和文森蒂都赞同从具有实 践导向和深刻反思的工程师的视角来看待工程知识，他们认为:“工程知识和一般的技术知识 ，组成了一种不同于科学知识普遍性的离散的知识形式”［7］43。皮特也在《工程师 知道什么》一文中提出:“科学知识是有理论边界的(theory-bound)，而工程知识是任务明 确 的(task-specific)”，“工程知识被证明要比科学知识更可靠”［8］。国内学者邓 波等也对实证主义的知识论立场进行了批判［9］，他们认为，基于实证主义知识论立 场下的科学观造成对人的生活世界的遗忘，使得人与世界最原初、最根本的关系表现为主客 体二元对立的对象性关系，它是一种认识论的关系而非存在论的关系。这种认识论的关系束 缚了人类从生活世界获得知识并应用知识来进行生产和生活实践的能力。要摆脱这种束缚并 改变现有的困境，必须改变知识论的立场，即立足于生活实践的知识论立场，依据人与世界的 境域化的、存在论的关系，从生活实践来考察科学、技术与工程三种不同知识形态的本质与 特征。
笔者赞同从实践的知识论立场对科学、技术、工程三种知识形态进行区分，但更愿意在此基 础上进一步拓展开来。由于国内外学者对科学知识、技术知识、工程知识三者的联系未作具 体的论述，并且没有提及产业活动过程中的产业知识这一形态。因此，为了本文的目的，笔 者基于实践的知识论立场，对科学、技术、工程、产业四种知识形态的区别与联系进行必要 的阐述。
实践是人类有意识、有目的地从事生产、生活的探索性活动，正是这种实践使得人类不断获 取认识和改造自然以满足人类生存和发展需要的智慧，也正是这种实践才是人类一切知识产 生的源泉和动力。科学知识、技术知识、工程知识、产业知识就是在生产和生活实践中生成 的彼此不同而又相互联系的知识形态。
李伯聪教授提出的“三元论”与产业哲学所倡导的“四元论”为科学知识、技术知识、工程 知识、产业知识成为独立的知识形态的合法性提供了理论基础，从而确证了四元知识的合法 性。科学知识、技术知识、工程知识与产业知识都有其自身的本质与特征。概言之，科学知 识是描述性知识，旨在描述和解释世界的存在方式;技术知识是作为行动的程序性和规范性 知识，旨在解决实践过程中“做什么”和“怎么做”;工程知识是作为造物行动中的情景化 知识，旨在成功实现现实人工物的建造［9］;产业知识是作为生产产品或提供服务的 社会化知识，旨在通过生产的产品或提供的服务来获得经济利益。它们都是在生活与生产的 实践中不断获得并加以运用的。从生活世界的实践来看，科学、技术、工程、产业四元知识 的区别主要体现在如下几个方面。
(1) 实践对象与实践目的不同。科学是探求自然和社会的构成、本质及其规律的实践性活动 。它直接以自然或社会为对象，其特点是探索与发现。科学的实践目的在于揭示规律，发现真 理，以描述性的知识形态解释实践对象的存在及其运行方式。技术是这样的一种实践活动，即 发明和创造能控制、应用、改进人工自然以满足人类社会需要的手段和方法。它主要以人工 自然为实践对象，其特点是发明与创造。技术的实践目的是解决“做什么”、“怎么做”的 问题，以多种技术知识的形式来指导程序性和规范性的行动。工程是人类有目的、有计划、 有组织地建造某一特殊人工物(或人工物系统)的实践活动。它以人工自然物为实践对象，其 特点是建构与创新，目的在于建造具体的人工物(或人工物系统)，在造物过程中要运用到情景 化、境域化的知识。产业是人类借助科学、技术以及工程等手段和方法，生产产品和提供各 种服务以满足人的生产、生活需要的实践活动。它以自然资源(或人工自然物)为实践对象， 其特点是生产与市场，实践目的是生产产品或提供服务，以获取经济利益。
(2) 存在形态与功能不同。在存在形态上，科学知识是描述性知识，是明言的，可以文字、数 字符号、图形等方式存在并传播与共享;技术知识既包括理论形态也包括经验形态，有些是明 言的或可以转化为明言的，也有些只能是默会知识(如技能、诀窍);工程知识是科学知识、技 术知识以及相关知识的集成与综合，具有复杂性、难言性、不可复制的特性;产业知识则是由 同类的或相似的工程专业体系和相关的工程技术相互组织、复合而成的体系知识，具有排他 性(如所谓的“隔行如隔山”)。在功能上，科学知识主要在于解释与预测;技术知识在于发明 与申请专利;工程知识服务于具体的“造物”;产业知识服务于生产产品与提供服务。
(3) 实践评价原则不同。对科学而言，实践评价主要指其真理性检验，其评价原则是坚持逻辑 一致性与实证或伪证原则;技术知识则讲求价值性评价与事实性评价两大原则;工程知识讲求 优化原则与多元性评价原则;产业知识则是追求产品的创新性、商业效用性、审美原则等。
(4) 应用范围存在差异。科学知识的基本单元是科学概念、科学定理或定律，它具有公共性 、共享性特征，任何时候任何国家(地区)的任何人都可以拥有和运用。但它又是有理论边界 的，超出其理论边界就可能产生谬误。技术知识的基本单元是技术发明和技术诀窍(know-ho w )，它具有私有的特性，即有专利权，这必然限制了它的使用范围。工程知识作为一种情景化、 境域化的知识，就某一具体工程而言，它是唯一的，不具有普适性;但工程知识具有可试错性、 可传递性等特征［7］48，往往可以适用于某些其他的具体工程领域。产业知识有共性 产 业知识与专有产业知识之分，共性产业知识的应用范围较广，而专有产业知识往往是商业机密 ，不外传。
综上可以看出，科学、技术、工程、产业作为人类认识世界和改造世界的实践活动形式，它们 从现实的生产、生活实践中同知识的获得与应用相关联，生成彼此相互区别的知识形态。
2、 STEI四元知识链
科学、技术、工程、产业四元知识不仅是相互区别的，而且在实践中是相互联系的，这种实 践联系使之形成一条无形的科学—技术—工程—产业(STEI)四元知识链。它们之间的实践 联系体现在以下几个方面。
(1) 就实践目的或手段看，它们蕴涵于实践之目的—手段之间的转化关系中。马克思主义 的实践观认为，实践是认识的源泉、动力和目的。认识活动中获得的知识最终要为实践服务 。科学作为一种认识世界的实践活动，获得对世界存在方式的认识(科学知识)是目的;但 当它以理论或原理的形式进入技术(工程、产业)活动领域，就转化为手段。同样地，技术 活动中的技术发明与创造既是目的，又是手段。通过技术发明获得技术知识是目的，把技术 发明的物化成果和技术知识应用于工程(或产业)之中，它就转化为手段。对于工程和产业 ，我们也可以作类似的分析。
(2) 就实践过程来看，它体现于知识在科学、技术、工程以及产业等实践活动之间的输入/ 输出关系中。这主要强调各种知识形态之间的知识供给(knowledge supply)或运用以及输出 或反馈。具体地说，科学知识通常是技术、工程、产业等活动过程的知识供给者(knowledg e supplier)，同时经过技术、工程或产业活动过程之后以某种信息的形式(也可能是新的 现实问题)予以输出(反馈)。技术作为工程或产业的“单元”使得技术知识成为工程或产 业活动的知识供给者;同时技术知识在工程或产业活动过程中也会有信息(或新问题)输出 。工程知识、产业知识等也存在类似的情形。
(3) 就实践结果来看，它体现于知识在科学、技术、工程、产业等活动中的凝结(或物化 )过程中。科学知识、技术知识、工程知识、产业知识最终都以技术发明的物化(或工程所 造之“物”，或产业所生产的产品)形式得以凝结。
因此，正是实践促成了科学、技术、工程、产业四元知识链的形成。这种知识链是科学、技 术、工程与产业之间的一条无形链，它强调实践过程而非时间—历史意义上的承接，不是一 种简单的线性关系，而是一种非线性的(或网络状的)关系。正如殷瑞钰院士所说:“这是 很复杂的知识链，是多层次的知识网络，不同环节和层次之间存在丰富多彩、复杂多变的关 系。”［10］要阐述它们之间的非线性(或网络)关系，需要打开作为每一知识单元的 “黑箱”来进行分析。这有待对它们进行更深入的研究。
二、STEI知识链中工程知识的地位与作用
工程是建造物质世界从未有过的“物”的活动，就此而言，工程知识在工程建造中的作用只 能是作为“造物”的手段而发挥作用的，处于从属地位。
1、 工程知识作为科学知识、技术知识的集成体
工程知识和科学知识是两类不同性质的知识，不能把工程知识简单地视为科学知识的应用。 Thomas Tredgold(1788—1829)最早把工程视为科学的应用的观点［11］，以及邦格的 技术是科学的应用的观点已经受到越来越多学者的批判。如莱顿、文森蒂、皮特［7］4 4等人从不同的角度对技术和工程是科学的应用的观点进行了批评。李伯聪教授也明确表 示，尽管不能否认现代工程活动确实存在着一定的可以解释为“科学的应用”的成分，但决不 意味着工程就是科学的应用［12］226。然后，这些国内外学者都从不同的角度说明了 工程(知识)和科学(知识)是两类不同性质的活动(知识)。正如皮特反复强调的:“工程知识 和科学知识是两类不同性质的知识，不能认为二者中的每一个必须依靠另一个，更没有事实根 据说其中一个是另一个的子集。”［8］
就实践来看，工程知识是科学知识、技术知识以及其他相关知识的集成体。工程是一定边界 条件下的有计划、有组织的造物活动，其目的是建造一个自然界不存在而又可带来一定经济 效益或社会效益的人工物。在工程“造物”过程中伴随着工程知识的生成。工程是技术 性要素与非技术性要素的集成体。技术性要素包括技术设备(机械、工具等)，技术原理， 技术方法等内容;非技术性要素包括资源、资本、人力、社会与环境条件等因素。而技术性 要素(如技术原理、技术方法)中必然包含科学知识，如技术原理是科学原理(知识)与目 的性的结合［13］;非技术性要素中包含着资本、人力等属于组织、管理等人文社会 科学的知 识。因此，工程活动中在对各种因素进行实践集成的同时，也包含着科学知识、技术知识以及 其他相关知识的集成。由于每一工程都是情景化的、具体的、唯一的，所以工程知识包含科 学知识是相对于某一具体工程而言的，它与皮特所强调的并不矛盾。
2、 工程知识作为产业知识的“知识因子”
相对于科学和技术来说，工程往往发挥“集成”的作用;而相对于产业和经济来说，工程往往 是“基层单元”和“构成单元”。相应地，工程知识往往作为产业知识的“知识因子”发挥 作用。产业知识主要包括产业组织、产业结构、产业政策、市场调研与预测、产品研发、产 品的标准与测定、营销策略、产品售后服务制度等内容。而工程知识主要包括工程规划知识 、工程设计知识、工程管理知识、工程技术知识、工程安全知识、工程运行知识、工程环境 知识等内容。同类工程或不同部类的工程的规划、设计、实施、运行和管理等都在不同程度 上影响着产业的组织、结构、管理、产业政策和市场，乃至对产品的研发、生产、销售和服 务都有着不可忽视的作用。作为产业知识的“知识因子”，工程知识在产业中的作用不容忽 视。
三、 工程创新的知识链视角
尽管就工程的实践“造物”而言，工程知识只是作为“造物”(实际目的)的手段而发挥作用， 但这并不说明工程知识不重要。相反地，工程知识是人类知识宝库中重要的一部分。从知识 分类和知识本质上看，工程知识还是“本位性”的知识而不是“派生性”的知识［12］ 261。在工程创新成为创新的主战场、知识创新成为创新活动的核心的当今时代，从STEI四 元知识链的视角探讨工程创新有着重要意义。
1912年熊彼特提出了创新的概念，他认为，“所谓创新就是一种生产函数的转移，或是一种生 产要素与生产条件的重新组合，其目的在于获取潜在的超额利润”，并且他将创新概括为五种 形式:①生产新的产品;②引进新的生产方式;③开辟新的市场;④开拓并利用新材料或半成品 供给来源;⑤采用新的组织方式［14］。后来他又在《资本主义的非稳定性》(Inst ability of Capitalism)一文中提出了创新是一个过程的观点［15］。针对熊彼特 创 新概念的界定，从知识角度看，知识在现代社会越来越成为生产函数的转移中一个重要的参数 ，如追求高科技含量的产品往往成为创新的一种重要手段，这里的“高科技含量”一定意义上 反映着知识的“高”与“新”。尤为重要的是，知识也日益作为一种重要的生产要素与生产 条件的组合应用越来越受到知识型企业的青睐。知识已成为一种特质性的生产力［16］ 。因此，从知识的角度看，创新是凝结于产品中的新知识并入生产函数中得以首次商业化应 用的过程。
工程设计是工程实践活动的关键环节，在工程活动中有着重要的地位和作用。莱顿对工程设 计的重要性作了重要的评价：“从科学的观点看，设计什么也不是;可是，从工程的观点看 ，一切都是设计。”［12］238下面以工程设计知识为典型，从四元知识链的视角对 工程创新进行分析。
在文森蒂看来，工程设计知识包括基本的设计概念(运行原理和常规构型)，设计标准和规格 ，理论工具(数学、推理、自然规律)，量化数据(描述性和说明性的知识)，实践因素和设计 手段(程序性知识)等。他还发现工程设计过程本身也是一种知识的生成活动，工程知识的应 用是作为实际目的的手段而发生的［17］。在这里，我们可以理解为，工程设计过程， 既是已有的工程设计知识的应用过程，又是新的工程知识的生成过程。工程知识的生产不是 目的，而是手段。
就实践的工程活动而言，创新是工程本身的内在要求，是工程活动的灵魂。工程设计作为其关 键环节也必然体现和反映着工程创新。从四元知识链的视角来看，这种体现和反映表现在工 程设计知识的生产与应用上。工程知识既是科学知识、技术知识及相关技术的集成体，也是 产业知识的“知识因子”。在工程设计中，工程师要在一定边界条件下，设计出具体工程的运 行原理与常规构型、标准与规格、有关量化数据，并结合其他实际因素(如文化风格等)最终 拿出设计方案，描绘设计图纸。在这一过程中，在同时考虑技术性要素和非技术性要素的情况 下，科学知识、技术知识及相关知识进行集成，使得这一过程既包含对已有的工程知识的应用 ，也包含新的知识的生成。新生成的知识作为产业知识的“知识因子”最终凝结于产品的生 产中，从而实现创新。实际上，对每一项工程，无论是理念、规划、设计、实施，还是运行和管 理，在每个环节上都会发生或大或小、或局部或全局的创新。从知识的角度看，每一项工程发 生的创新总伴随新知识的生成，由于新知识的生成在工程活动中不是目的而是手段，所以它只 能被并入到一定的生产条件当中，形成新的生产函数，为建造出合目的性的人工物并通过进入 产业活动过程实现其潜在的经济利益服务。每一项工程的完成也预示着工程知识的一次创新 ，新的工程也酝酿着工程知识的再创新。如此循环往复，不断推动工程创新。因此，从四元知 识链来看，工程创新是凝结于工程“人工物”中的工程知识被并入到生产函数中以获得首次 商业化应用的过程。
从四元知识链的视角分析工程创新，对知识经济时代现实中的工程创新有着重要的理论意义 和实践意义。一方面，它为从知识的生成与应用方面探讨工程创新提供了一个符合时代特征 的理论视野;另一方面，在实践中按照工程知识如何在工程活动过程中起作用来实现工程创 新，进而探寻一种新的生产力，显然是有重要意义的。
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生活中的科学知识篇3
一、结合生活实例，揭示科学知识
俗话说：“良好的开端是成功的一半”。创设良好的学习情境，其实就是在模拟生活，我认为结合生活实例导入新课，不但可以使课堂教学内容更贴近生活，使学生身临其境激发兴趣，而且可以使所要学的科学问题具体化，如我在教学“认识树叶”一课时，我先让学生课前搜集一些身边常见的树叶，教学时，先让学生观察身边常见的梧桐树、兰花树、柳树等树叶，感受树叶的外观，进一步引导学生认识树叶的外部特征，直至研究树叶的结构，找出树叶的共同点。让学生走进树叶群中，轻松愉悦揭示科学知识，并在充满无限的乐趣中解决科学问题。又如我在教学“身体的结构”时，给学生创设一个游戏情境，让三个学生任意站在讲台上，相互的观察对方的身体，并让学生自由的发言，你从对方的身体上看，你发现对方的身体由哪几部分组成的？（游戏规则是：看谁在一分钟内说的又对又快）在紧张的游戏过程中，让学生直接获取感性认识，揭示科学知识，比单纯在课堂上指着课本讲解要好得多，起到了事半功倍的效果。因此，老师要有意识的结合生活实例，沟通学生已有的生活经验与科学知识的联系，把生活中的科学原型生动的展示在课堂上，使学生对科学有一种亲切感，感 受到科学知识与我们的生活同在，科学不再是陌生的科学，而是富有情感的贴近生活，具有活力的。
二、结合生活问题，理解科学知识
现实生活是科学的沃土，学生周围的生活问题应成为理解科学知识的源泉，因此，在科学的教学中我们的老师必须努力结合生活问题，联系生活问题走进科学，把生活经验科学化，科学问题生活化，体现科学知识源于生活，富于生活的思想。如我在教学《斜面的作用》一课时，我借助日常生活情景的创设并引出话题，（课件演示）小王叔叔想把大油桶搬到卡车上，谁能想办法让他搬得更轻松点？引导学生结合自己和生活实际并展开小组讨论，用这些生活中材料调动学生讨论的积极性，让学生想出了许多办法。你们认为哪种办法最简便呢？其中有一位同学站了起来，挺自信地说：“搭一块板将油桶滚上去”。“太棒了，你是怎么想到这个办法的呢？”“我爸爸有这样做过”“看来你平时很认真观察生活，善于从生活中总结经验”。这样做真的能帮上小王叔叔的忙吗？学生马上回答：“能”。“为什么呢？”再一次让学生互相交流意见后，（课件出示）像这样把木板搭在车厢上形成的这个面，我们把它叫做斜面。斜面可以省力，借助日常生活情景唤起学生对斜面及斜面使用的硬性认识。在紧张而又富有激情的讨论中，结合生活问题，让学生体会到科学知识就在身边，从而感受到科学知识与生活的贴近如此的密切，进一步培养学生爱科学的情感。同时，也充分的结合生活问题理解科学知识，对科学知识的学习产生了浓厚的学习兴趣。
三、结合生活实践，感悟科学知识
生活中的科学知识篇4
1化学教师课程知识的内涵与结构
1、1教师课程知识的内涵与结构舒尔曼把课程知识描述为教师的“职业工具”[2],意思是指每一学科可用的材料和程序。这是最广泛意义上的课程知识,即为学生设置的全部课程、学习的编程和用来教授每一学科的各种课程资料,以及用来教授课程各方面的材料和资源等。课程论专家古德莱德把课程区分为5个层次[3],认为课程知识既包括“理念的课程”(诸如政府、基金会或特定的专业团体探讨的课程问题、提出的课程变革方向)和“正式的课程”(由教育行政部门规定的课程计划、课程标准和教材),又包括“理解的课程”(学校教师对正式的课程加以解释后所认定的课程)、“运作的课程”(教师在课堂教学中实际执行的课程)和“经验的课程”(学生实际学习或经验的过程)。台湾学者单文经将教师的课程知识分为纵横两面的课程知识[4]。横面的课程知识,是指教师必须了解学生在同一时间内所学习其他各科的内容,以便在教学上做横向的贯通;纵面的课程知识,则是指教师必须了解学生在同一学科的内容上,过去曾经以及未来要学的教材主题及概念,以便在教学上作纵面的衔接。范良火将教师的课程知识分为教材知识(主要是关于教科书)、技术知识(主要是关于多媒体)以及其他教学资源知识(主要是关于教辅材料)等3部分[5]。随着课程概念的不断发展和丰富,课程知识的范围更加广阔,包括课程目标的确定、课程内容的选择和组织、课程实施、课程评价、课程开发和管理等一系列活动。教师课程实践的基本活动是以课程标准为指导,以教科书为内容资源、任务资源和活动资源,结合学生学习需要进行的认知性实践活动。因此,从教师课程实践的基本活动来看,教师课程知识中最为核心的是课程标准知识和教科书知识。
1、2化学教师课程知识的内涵与结构化学教师的课程知识按照其功能可以分为理解性的化学课程知识、实施性的化学课程知识、评价性的化学课程知识。理解性的化学课程知识,主要是指对于化学课程目标、课程结构、课程内容及其基本关系理解的课程知识。实施性的化学课程知识,主要是指依据课程标准确定教学目标,将内容标准的表述性要求转化为学生的学习要求,对教科书进行教学分析,选择课程资源,并在此基础上进行有效教学设计的知识。评价性的课程知识,主要是指依据课程标准对学生的化学学习效果进行评价的知识。化学教师关于化学课程的知识具有年段性、时段性、区域性和发展性。年段性指的是初中化学教师主要关注的是初中化学课程知识,高中化学教师主要关注的是高中化学课程知识。时段性指的是课程标准和教科书在一个时段是相对稳定的,一旦进行课程改革,或进行课程标准调整,或进行教科书变化,教师关于化学课程的知识就必须做出重大调整。区域性指的是在不同地区的学校所选用的教科书版本是不同的,教师的课程知识存在着区域性差异。发展性指的是教师的课程知识是随着教师的教学经验不断发展的,这种发展是永恒的。我国现阶段高中化学教师的课程知识分为3个层次:第一层次,关于化学课程总体目标和宏观课程结构的知识。高中化学课程作为科学学习领域的一个主要科目,是科学教育的重要组成部分。总体目标是从化学知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观3个维度进一步提高学生的科学素养。高中化学课程由2个必修模块(化学1、化学2)和6个选修模块(化学与生活、化学与技术、物质结构与性质、化学反应原理、有机化学基础、实验化学)构成。第二层次,关于各化学课程模块的目标和教科书基本结构的知识。高中化学必修课程模块是在义务教育化学课程基础上为全体高中生开设的课程,具有在义务教育化学课程基础上进一步发展学生化学素养,同时为每个高中生未来的个人发展奠定良好基础的双重意义。化学必修模块的目标是:认识常见的化学物质,学习重要的化学概念,形成基本的化学观念和科学探究能力,认识化学对人类生活和社会发展的重要作用及其相互关系,进一步提高学生的科学素养。选修课程是在必修课程基础上为满足学生的不同需要而设置的。选修课程在提高学生科学素养的总目标下各有侧重。如“化学与生活”模块的目标是:了解日常生活中常见物质的性质,探讨生活中常见的化学现象,体会化学对提高生活质量和保护环境的积极作用,形成合理使用化学品的意识,以及运用化学知识解决有关问题的能力。“物质结构与性质”模块的目标是:了解人类探索物质结构的重要意义和基本方法,研究物质构成的奥秘,认识物质结构与性质之间的关系,提高分析问题和解决问题的能力。高中化学教科书是按照模块进行编写的。每一模块教科书的结构总体上是与主题相对应的。不同版本的教科书在结构上又有自己的特点。如人教版《化学1》教科书的基本单元是,第一章“从实验学化学”,第二章“化学物质及其变化”,第三章“金属及其化合物”,第四章“非金属及其化合物”。鲁科版《化学1》教科书的基本单元是,第一章“认识化学科学”,第二章“元素与物质世界”,第三章“自然界中的元素”,第四章“元素与材料世界”。第三层次,关于特定化学课题的课程标准要求和教科书组织的知识。课程标准的“内容标准”规定了特定化学课题内容的教学要求,这是确定具体化学学习内容和学习要求的依据。特定课题的教科书组织是依据课程标准将特定课题内容具体化,考虑到学生的一般认知规律,按照认识活动的方式进行编写的。教科书是教师进行教学活动设计的主要资源,包括内容资源、情境资源、任务资源、活动资源、话语资源 和教学表征资源等等。初中化学教师的课程知识分为2个层次:第一层次,关于化学课程目标和教科书基本结构的知识;第二层次,关于特定化学课题的课程标准要求和教科书组织的知识。在化学教师的课程知识结构中,前一层次的课程知识对后一层次的课程知识起着指导定位作用,教师关于特定课题课程标准要求的把握和教科书组织的课程知识直接影响着教师的具体课程实践。
2教师课程知识发展的基本理论
理解性实践是教师课程知识发展的根本途径。首先,理解是教师课程知识发展的基础。教师实施课程的前提是教师对课程的理解。影响教师课程理解的因素主要有3个:(1)教师对化学科学的理解。教师对化学科学的理解影响着教师课程知识的发展。以初中化学课程标准中的5个基本主题为例,化学科学认识的基本问题是“物质及其转化”,因此“身边的化学物质”和“物质的化学变化”就自然成为2个基本的主题。化学科学认识的基本活动是科学探究,因此“科学探究”成为化学课程的重要主题。化学科学认识活动对其基本问题“物质及其转化”的认识有2大基本任务:一是探寻“物质及其转化”的基本规律,一是建构“物质及其转化”的科学理论。从问题性质来说,既要探讨“物质及其转化”有什么规律,又要探讨“物质及其转化”为什么会呈现这样的规律。从方法论上来说,为了对复杂的物质及其转化世界形成有序的认识,化学学科采取了独特的认识视角———元素视角。物质按照元素组成可以进行分类,组成相似的物质性质上具有相似性。因此,在“身边的化学物质”主题中,在认识具体物质的基础上,进一步认识金属、酸、碱、盐等类别物质的性质相似性。为了解释“物质及其转化”的事实和规律性,化学科学在认同分子、原子等微观粒子存在的基础上建构了相关的化学科学理论。因此,化学课程中就需要安排“物质构成的奥秘”这一主题。前4个主题是围绕化学科学本身的理解设定的,“化学与社会”主题是从化学与社会的关系角度来设定的。如果教师对于化学科学没有很好的理解,就不可能很好地理解5个主题及其基本关系。其实,高中化学必修课程的内容主题及其选修课程的结构就是围绕这样的基本理解形成螺旋递进的认识阶梯。(2)教师对教学的理解。教师对教学的理解制约着教师课程知识发展的思维方式。教学是一种有目的的认识活动,是以学科的标准和目标为依据的,这是教学的内在永恒法则。教学活动的本质任务就是知识传承和理性训练,在此基础上实现素质的发展和能力的培养。化学教学的根本任务就是以理解具体化学内容为基础,使学生达到对化学科学的理解。因此,化学教师的基本教学活动就是将自己理解的化学知识“转化”为学生理解的化学知识的过程。教师为了实现这一“转化”,就必须思考课程标准中相关内容标准的要求是什么?教科书对于相关的具体内容有哪些?这些具体内容的学习要求是什么?这些内容学习对于学生的化学理解有什么意义?怎样判断学生们是否已经理解了这个课题,理解到了什么程度?教科书有哪些可利用的的教学表征资源等等。(3)教师对学生学习的理解。教师对学生学习的理解制约着教师对教科书的教学分析。学生的学习有2条重要的原理:第一,学习需要原理。学生的学习是在产生学习需要的情况下发生的,这种学习需要往往是通过学习任务的挑战性来激发的。学习任务设计得太难或太容易都不能起到激发学习需要的目的。第二,有意义学习原理。有意义学习的基本要义是,当新的学习内容发生在原有学习经验基础之上的时候,能够发生知识间的有意义联系。按照学习需要原理,教师需要对教科书进行任务分析,充分利用教科书资源,设计能够促进学生“最近发展区的发展”的学习任务,以激发学生的学习需要。按照有意义学习原理,教师的教学设计要尽可能地将新的学习活动发生在原有的学习基础之上。这就要求教师把握教科书内容的基本结构,教学设计要尽可能考虑前后知识间的联系。需要强调的是,学生的化学学习活动也是一种科学认识活动,这是学生化学学习的一个重要特征。教师需要对教科书进行活动分析,充分利用教科书“活动”类资源,设计学习活动。其次,教师课程知识的发展是在教学实践中建构的。从知识性质来说,教师的课程知识是指向教学实践的。从知识的构成要素来说,教师的课程知识既包含有理论性认识要素,又包含有实践性知识要素。从知识的形成过程来说,教师的课程知识主要是通过教学实践建构而形成的。根据建构主义观点,知识不是通过传授或移植得到的,而是认知个体在一定的学习情境和社会文化背景下,利用必要的学习资源和工具,通过积极的意义建构的方式获得的。换言之,知识是认知个体与外在情境交互作用而建构出的产物[6]。因此,教师的课程知识是教师在教学实践中自主建构的。第三,教师课程知识的发展是一个非线性的、螺旋的动态发展过程。一方面,教师对课程的理解制约着教师的教学实践水平。如前所述,教师实施课程的前提是教师对课程的理解。另一方面,教师教学实践水平的提高又促进着教师对课程的理解。教师的课程知识是在理解与实践的互动过程中发展的。
3化学教师课程知识发展的策略
3、1理解化学科学化学课程的核心目标就是使学生认识化学科学、理解化学科学[7]。教师对化学科学的理解制约着教师的课程实践,影响着教师化学课程知识的发展。理解化学科学的标志是形成较为良好的化学知识结构。良好的化学知识结构包括3个维度:(1)化学内容知识,主要包括化学的基本事实、基本概念、化学规律和化学理论。(2)化学认识论知识,主要包括对化学学科特征和化学科学认识方法论的理解。(3)化学科学的核心观念,主要有元素观、能量观和科学本质观。化学教师要积极发展和建构化学知识结构。首先,要从整体上把握化学科学。对化学科学的基本问题、化学科学的独特视角、化学科学认识的基本任务及其方法论以及化学科学的核心观念形成基本的理解。只有对这些问题形成基本的理解,才能在认识论层面上搞清楚化学的基本事实、基本概念、化学规律和化学理论之间的基本关系,从整体上理解化学科学,进而理解科学的本质。其次,要深化对具体化学概念和化学理论内容的理解。已有研究表明,WWHW的认识论思考模型可以帮助教师深化理解知识内容[8]。第三,建构有意义的化学知识结构。“物质及其转化”是化学学科的基本问题,对于具体化学内容的意义学习具有“回归性”作用,将似乎“无关”的内容很好地联系起来。基于化学核心观念的概念图技术可以帮助教师建构有意义的化学知识结构。
3、2理解化学课程结构首先,要理解化学课程的宏观结构。模块化和主题化是高中化学课程宏观结构的基本特点。教师在宏观上理解化学课程,就是要理解化学模块和内容主题的宏观组织结构。高中化学课程有2个必修模块和6个选修模块,每一模块都是由几个主题构成的。2个必修模块中的6个内容主题(认识化学科学、化学实验基础、常见无机物的性质与应用、物质结构基础、化学反应与能量、化学与可持续发展)与义务教育阶段化学课程的5个内容主题(科学探究、身边的化学物质、物质构成的奥秘、物质的化学变化、化学与社会发展)在内容性质上是一致的。其次,要理解各化学课程模块的目标价值取向。现行的高中6个选修模块从性质与功能上可以分为3类:第一类是与化学学科核心领域的发展相联系的模块,如“物质结构与性质”、“化学反应原理”、“有机化学基础”。这类模块突出化学学科的核心观念、基本概念原理和重要的思想方法,目的是让学生比较系统地学习化学核心知识,利用所学知识分析和解决化学问题。第二类是与化学实验有关的模块,即“实验化学”。该模块采用以实验活动为主的课程设计取向,目的是让学生学习化学实验的研究方法并通过实验的方式去学习化学核心知识,提高学生科学探究能力,使学生进一步体认到“化学是一门以实验为基础的自然科学”。第三类是STSE(科学、技术、社会和环境)取向的模块,如“化学与生活”和“化学与技术”。这类模块凸显社会生活问题中心、技术问题中心的课程设计取向,使学生认识到化学在生活、工农业生产、高新技术、能源开发 及环境保护等方面发挥着重要的作用。第三,要理解各模块内容之间的层次关系。必修模块课程内容标准的一级主题是对义务教育阶段化学课程的5个一级主题的提升,2者是性质一致、螺旋上升与发展的关系。6个选修模块与2个必修模块的一级主题存在着螺旋上升、层级发展的关系。“认识化学科学”主题贯穿整个高中化学的各个模块,“实验化学”模块是必修化学1内容主题“化学实验基础”的发展,“有机化学基础”模块是必修化学1内容主题“常见无机物及其应用”的物质类别知识扩展,“物质的结构与性质”是必修化学2内容主题“物质结构基础”的深化发展,“化学反应原理”模块是必修化学2内容主题“化学反应与能量”的深化发展,“化学与生活”和“化学与技术”模块是必修化学2内容主题“化学与可持续发展”的扩展。
3、3理解化学教科书结构
教科书是教师开展教学活动所利用的主要教学资源,教师对教科书组织结构的把握程度影响着教师的教学实践。教师要将课程标准中的内容主题、化学科学理解的基本结构和学生认识规律结合起来理解化学教科书的组织结构。如现行人教版初中化学教科书围绕5个基本主题分12个单元进行编排。5个基本主题是:科学探究、身边的化学物质、物质构成的奥秘、物质的化学变化、化学与社会。12个单元依次是:(1)走进化学世界;(2)我们周围的空气;(3)自然界的水;(4)物质构成的奥秘;(5)化学方程式;(6)碳和碳的氧化物;(7)燃料及其利用;(8)金属和金属材料;(9)溶液;(10)酸和碱;(11)盐、化肥;(12)化学与生活。“科学探究”主题贯穿整个化学学习过程。“身边的化学物质”主题分单元2、3、6、8、9、10、11按照学生的认识规律进行编排。“物质构成的奥秘”主题主要集中在单元4。“物质的化学变化”主题以集中(单元1和单元5)和分散(身边的化学物质各单元)的方式进行编排。“化学与社会”采取分散(身边的化学物质)和集中(单元12)的方式进行编排。
3、4把握具体内容的深广度教学活动是一种有目的的活动,教学活动的有效性是以教学目的为参照的。也就是说,按照标准进行教学是有效教学的前提条件。有效教学的“效标”就是课程标准。教师只有把握具体内容的深广度,明确具体内容的学习要求,才有可能实施有效的教学活动。不少具体课程内容在必修模块和选修模块中都有涉及,教师应该注意到学习要求的阶段性和层次性。如“化学反应中的能量转化”内容,在高中化学必修1阶段的学习要求是“举例说明化学能与电能的转化关系及其应用”。在选修4“化学反应原理”模块中的学习要求是,“了解化学反应中能量转化的原因,能说出常见的能量转化形式”,“能举例说明化学能与热能的相互转化,了解反应热和焓变的含义,能用盖斯定律进行有关反应热的简单计算”等。
生活中的科学知识篇5
关键词： 初中科学 “生活化” 教学策略
我们生活中的一些现象，是科学课堂教学“生活化”的重要资源。科学新课程的核心理念是全面提高每一个学生的科学素养，初中生的科学素养需要用心提高，他们对生活中的现象有所发现，但缺乏有效的理解。为了在教学中贯穿科学课程的核心理念，不能只停留在科学知识简单了解与运用，不能只做知识的传承，而应更关注学生的科学素养，关心学生对科学核心知识的真实理解，关注现代社会和科技的发展动态，精选其中对学生生活意义重大的内容，注重从生活走向科学，从科学走向社会，努力使科学教学“生活化”。
一、创设“生活化”的教学情境，使科学教学具有有效的学习资源
学生是学习的主体，是认知结构的主动建构者。科学教师要根据科学内容的安排和学生身心发展水平的特点，采用多种有效方式，比如实物教学、多媒体展示、信息提供等，创设“生活化”的教学情境，使抽象的科学问题具体化。
例如在“汽化”教学中，我先问学生：你们平时都有什么方法使洗过的衣服尽快晾干呢？这些是初中生，特别是住宿的学生，很熟悉也是经常遇到的问题，他们都有自己认为最好的方法，所以课堂气氛一下子活跃起来，男同学也不甘示弱，都纷纷提出自己的见解。我看气氛很活跃，从讲台桌下拿出事先准备好的一件湿衣服，笑着问他们，你们谁愿意上来，试试看怎么做让衣服尽快晾干。学生一看，湿衣服，觉得很有意思，纷纷举手，主动上来展示。本节课科学内容本身并不难，而且非常贴近生活，所以在课堂教学过程中，应该注意课堂教学设计，努力设计真实的生活问题，用科学知识解决生活问题。需要注意的是，本节课科学知识不是学生原有的知识储备，需要提炼，获取科学的科学知识，所以科学来源于生活，但要高于生活，最后有科学知识的提炼。
在科学教学中，我们如果很好地运用学生身边的物品甚至校园及周边动植物等进行实验，就比科学教材上设计的实验更富有亲切感，更贴近学生的生活实际，更具有真实感，从而激发学生的学习兴趣，唤起学生的学习动机，深刻理解所学知识。如用矿泉水瓶演示“凸透镜”的相关实验：①取一矿泉水瓶，可以在瓶中装满水，对着太阳光，可以在地面上得到“细细”的亮条，说明凸透镜可以汇聚太阳光（凸透镜对光的汇聚作用）。②取一矿泉水瓶，可以在瓶中装满水，然后隔着瓶子观察物体（注意瓶子与物体之间的距离适中），可以看到放大了的物体的虚像，演示凸透镜放大的虚像。如用篮球可以演示机械运动、物体运动状态、机械能转化等力学知识。我们可以借助我们身体完成一些实验，如光的直线转播中可以演示手影的形成，内能改变的两种方式可以用手掌摩擦发热和对手呵气进行教学。在简单机械教学中，可以充分列举人体杠杆，重点分析杠杆五要素，说明是省力杠杆还是费力杠杆。这样开展科学教学，有利于学生明白科学就在身边，科学与生活息息相关，通过这些“接地气”的活动启发学生的科学思维，提高学生的科学素养。
二、丰富“生活化”的教学课程资源，让生活中处处有科学
我国教育家陶行知先生提出“用生活来教育，为生活而教育”。在初中科学课堂教学中，积极尝试把科学知识与生活、学习、活动有机地结合起来，通过收集资料、动手操作、合作讨论等活动，让学生真正感受到科学在生活中无处不在，从而提高他们利用科学知识解决实际问题的能力。如影响物体浮力大小的因素：
师：同学们我们元宵节要吃什么？
生1：我们吃汤圆。
师：那同学你们会煮汤圆吗？
生2：我会在锅里放一定数量的水，用火把它烧开，然后把汤圆放到烧开的水里，再煮一会儿就好了。
老师：那你什么时候才确定汤圆煮熟了呢？
生3：老师，我们看到汤圆都浮在水面上，就可以确定汤圆煮熟了。
老师：那为什么煮好的汤圆会浮在水面上？
生4：因为汤圆会受到水的浮力。
老师：难道刚放进去的时候，汤圆沉在锅底，就没有受到水的浮力。
生5：刚放进去的时候，汤圆也受到水的浮力，但随着加热，汤圆所受的浮力变大了，所以浮到水面上了。
老师：同学们，你们认为呢？
学生都被激发出兴趣，认真思考为什么煮熟的汤圆会浮出水面。
老师：汤圆刚放进去的时候，受到水的浮力，随着慢慢加热，它所受到的浮力增大了，所以汤圆就浮在水面上了。那汤圆所受的浮力为什么会增大呢？到底物体所受的浮力大小与什么因素有关呢？同学们，今天这堂课我们就来探究这个问题？每一小组同学根据老师提供的器材，进行探究。
煮汤圆是学生实际生活中的情景，浮力是初中科学中的一个重要的知识点，也是难点。当科学知识与和学生的现实生活密切结合时，科学知识此时是鲜活的，有生命力、感召力的。这样才能最大限度地刺激学生对日常生活中所蕴含的科学知识进行探究的欲望，这样的教学才是有效的课堂教学。
在科学教学中，我们应该引领学生走进生活寻找科学仪器。新课程提倡“坛坛罐罐当仪器，拼拼凑凑做实验”，如何用橡皮泥研究物体的浮沉条件，用废旧电池皮制取氢气等。好的“自制仪器”操作简便，现象明显，能揭示科学本质，且在激发学生兴趣、增强教学效果方面有独到之处。另外，走进生活寻找实验器材本身就是让学生在不自觉中把科学与生活联系起来。学生能关注生活中的一些现象，并用科学的眼光观察，用科学知识解释，如此学生的科学素养肯定会得到提高，同时会更有兴趣学习初中科学。
三、开设“生活化”的探究活动，引领学生学会探究、领悟科学真谛
新课程提出：学生是科学学习的主体。在科学学习中，要充分体现学生的主动性，发挥他们的能动作用……学校科学组每学年开展科技月活动，组织学生开展小制作、小实验、小发明等比赛活动，组织学生进行科学综合探究活动，结合科学知识，学生利用课余时间用纸盒、棉线做出“土电话”；用筷子和金属丝制成比重计；用泡沫球制成月相演示球、用玻璃瓶和细玻璃瓶制成形变演示仪；在不同的学习阶段，学生把各自的小制作带到教室里展示或者放在校园里向全体学生展示。通过系列的展示、竞赛、交流、评比活动，学生欣赏自己的劳动成果，心里感到非常自豪，极大地激发学生学习科学的兴趣，增强学生的自信心。
如在学习电学知识时，引导学生思考教室里的日光灯为什么在开灯的瞬间容易损坏。学生有电学知识储备后，会思考是否是电压升高造成的。据此，引导学生思考谈论，可以得出相应的电学知识。
串并联可以让学生观察路灯，思考路灯的连接方式。学生第一反应是串联，因为它们会同时亮，同时灭。但仔细思考，会发现其中一盏路灯不亮的时候，其他路灯是正常发光。学生根据科学知识，知道肯定不是串联，而是并联。那为什么会同时亮，同时不亮，是开关接在干路上。用生活的例子，不仅学习了科学知识，而且对生活中电学知识有了更具体的认识。
我校地处农村，农民在生产中广泛使用塑料大棚，这是很好的科学综合探究材料。我们科学组利用课余时间组织学生进行科学探究活动，收集信息、整理资料、组内合作，从多方面了解、认识其中蕴含的科学知识。学生认识到塑料是透明物体，光容易进入大棚，使植物进行光合作用，把太阳能转化为生物质能；同时塑料是热的不良导体，传进去的热不易散失，使棚内温度升高，保持植物生长的温度，并由此加深对温室效应的认识，增强环保意识。大棚里有自动喷灌设备可节约用水，从而对影响液体蒸发快慢有全面深刻的认识。学生还了解到大棚顶上如果有积水，要及时清除，因为水也能成为透镜，对太阳光有会聚作用，会烧伤植物。通过农民介绍大棚蔬菜的气肥增产原理，学生进一步加深对光合作用的理解。
通过学校组织开展的科技周活动，学生对生活中的科学知识充满好奇，同时能通过自己的学习，很好地解决问题，使学生体会成功的喜悦。
四、准备“生活化”的探究材料，让学生探究真实，并有生活的体验
在科学课堂教学中，教师要尽可能地采用学生熟悉常见的生活用品实验材料，生活中的普通小物品如空饮料盒、空矿泉水瓶、文具等都是教师进行科学探究实验的好材料。如在教学“物质的酸碱性”时，教师可事先到水果市场里选购柿子、葡萄、橘子、苹果等各种水果，还可以从家里带来食盐、醋、洗洁精、洗衣液等家庭用品，刚开始上课时教师很热情地拿出各种水果让学生品尝。学生很兴奋，上课还能吃到水果，表现出极大的兴趣，每一位学生都在挑选自己喜欢的水果品尝起来，事后请他们说说自己品尝水果后的感觉，从而引入新课。这样做有利于学生认识到，原来日常生活中还有那么多的科学知识，真正体会到生活中的科学，科学来自于生活。
如认识“流体速度与压强的关系”教学时，充分利用生活实例，学生手中的一张纸、吹出的一口气都可用于实验。下面列举几个充满生活气息、富有创意的实验。
1、以学习用品为器材的实验：
实验1：取一纸条，一端贴于嘴唇，另一端往下垂，然后用嘴向纸的上方吹气，结果纸会向上飘起来，气流越快，纸条向上飘得越高。
实验2：平行地竖放两张纸，向它们中间往下吹气，两张纸没有被吹开，反而贴近。
2、以体育用品为器材的实验：
实验3：把一个乒乓球放置在倒放的漏斗中间，向漏斗吹气，“不听话”的乒乓球没有被吹跑，反而贴在漏斗上。
3、以生活用品为器材的实验：
实验4：把一支吸管插入水中，当另一支吸管对着它的上端吹气时，发现管口有水往上流。
实验5：点燃蜡烛，在右边水平吹气，观察到烛焰向右。
科学源于生活、寓于生活、用于生活。学生思考的问题倾向于依赖直观具体的事物和生活现象的支撑。因此使问题生活化能有效地激发学生的兴趣，增强学习的责任感，调动学生学习的自主性。
五、实施生活化的作业，激发学生学习科学的动力
科学“生活化”作业，即以学生的生活经验和已有生活背景出发，将教学内容活化为实际生活，用生活化的理念设计科学作业，把生活问题科学化，把科学问题生活化，体现科学源于生活、寓于生活，为生活服务的思想，以此激发学生的学习兴趣，使他们有更多的机会从周围事物中学习科学和理解科学，体会科学就在我们身边。
例1：学习地球公转时，让学生用一个月时间观察学校旗杆影子的变化；学习月相时，让学生用一个月观察月亮形状的变化。
此题通过真实的生活场景，让抽象的地理知识得以具体化，让学生觉得地理知识不是很难理解和接受的，是真实的存在我们身边，只要加以思考和学习。
例2：在学习“家庭电路”后，指导学生收集家里的家用电器说明书，并会看、读、说，且对家庭中的电磁炉、电饭煲、电冰箱等家用电器进行安全检查。
学生用所学的知识，纠正有的家庭在更换保险丝时，用铜丝代替保险丝，在使用大功率用电器时插头使用的错误做法，并提出很好的建议和意见，在生活中找到科学知识的原形。
“生活化”的习题，使学生感到真实、可信、乐于解答，不再感到枯燥、厌烦、有压力。通过对习题的解答，有助于学生科学态度的养成，对科学本质的理解，提高学习科学的兴趣，并且使学生不断地将新知识融入自己的认知结构，用所学的知识和技能解释生活、社会和自然中的现象，发展初步的科学探究能力，领悟科学思想和方法，改进学习方式，提高解决实际问题的能力，切实提升科学素养和人文素养。
六、教学方式与评价“生活化”，促进学生全面提高
教学中引入“生活化”，其重要意义就在于它确立了人本意识和生命意识，要求教学重视学生的生命价值和生存状态。现代教学具有提升人的生命价值和创造人的精神生命的意义。作为学生和教师生命中有意义的构成部分的课堂教学，就是师生生活的最基本的构成，是师生人生中一段重要的生命经历，它的质量直接影响师生当下及今后的多方面生活和成长。初中科学教学生活化，从师生的情感与需要出发，关注师生的生活，真正体现以师生为本的人本主义教学观念。
初中科学教学是植根于现实生活，受制于生活实践经验，传递着生活的内容和意义的。生活是教学的源泉，生活化的教学与以往的教学“从天上降到地上”不同，由于植根于生活实践，使教学“从地上升到天上”，使师生在教学活动中体会到生活的乐趣、生命的价值、自我的存在，教学因此而具有生命的意义和价值，也摆脱教学效率低、脱离实践、脱离生活的“沙漠”状态。
“生活化”科学教学，提高学生的科学素养和人文素养，是一种有效性的科学教学模式。新课程科学标准下的科学教学，应重视“生活化”，研究“生活化”。
参考文献：
[1]中华人民共和国教育部、全日制义务教育科学（7～9年级）课程标准（实验稿）、北京：北京师范大学出版社，2001、
生活中的科学知识篇6
一、STS教育的简介
STS是ScienceTechnologyandSociety的简称。STS教育是目前世界范围内理科教学改革的发展趋势。也就是说，教育要将科学、技术与社会紧密结合在一起，提高学生的综合素质。STS教育，强调的是将学生所学的基础知识与技能相融合的一种教学训练，并更加注重课堂教学中让学生对知识的科学技术的意义有着更为深刻和全面的理解，让学生认识并了解科学、技术与社会之间的交互作用，并在这种认识的基础上，知道如何在社会生活中对这些科学知识加以利用和处理，形成科学的发展观。
二、STS教育的基本内容
STS教育的概念已经在世界范围内推行了很长时间，是国际理科课程改革的主要改革内容之一。与我国传统的教育方式不同，STS教育注重的是学科的基础知识在人们实际工作与生活中的应用。在STS教育中，不但要重视培养学生对基础知识的掌握和基本技能的使用，还要保证学生能够充分理解学习这些知识与能力的意义，从中体会到科学、技术、社会三者之间的联系，掌握在社会生活中应用学到的知识处理相关问题的正确方法，体会到科学技术对于社会进步的重要性。
三、高中化学教学中融合STS教育的重要性
1、融合STS教育能够提高学生的科学素养
科学素养指的是人们能够了解并掌握自己在工作与生活中需要使用到的科学技术的概念和过程。也就是说，科学素养就是一个人应该具有的熟悉科学技术相关知识，并且有求知欲望的素质。据不完全统计，我国的公民中能够符合科学素养要求的人不会超过10%，与西方发达国家具有很大的差距。因此，我们必须坚持采用STS教育方式，坚持教育以科学为核心，促进公民对常用科学技术的熟悉和应用。
2、有利于学生科学价值观的建立
一直以来，在我国进行科学教育的过程中，教师在授课时将大量的精力放在帮助学生学习基础知识以及培养应用能力方面，没有对引导学生深入思考学到的科学知识以及使用科学知识解决实际问题加以重视，导致他们无法形成完整的知识体系，影响了学生科学价值观的建立。在当前的社会环境下，许多社会中发生的事件都与化学知识有一些联系，例如塑化剂、瘦肉精、核辐射等，一些我们并不熟悉的化学概念经常出现在新闻报道中，让对化学知识了解有限的人开始对化学产生一种恐惧感，一些学生也会受到这种情绪的影响，无法全身心地投入到这一学科的学习中。因此，我们要在化学教学中融入STS教育，让学生通过这种学习方式来认清化学的本质，使他们对这个学科形成准确的认识，建立正确的科学价值观。
四、融合将STS教育融入化学教学的具体策略
1、采用更多的STS教育资源
为了在化学教学中采用更多的STS教育资源，就需要从生活中发现教学资源。人们的生活中离不开化学，与化学有关的教育资源随处可见，无论是人体必需的微量元素还是食品中的添加剂，都是较好的教育资源。教师要善于发现这些资源，将其运用到教学中。例如：人们的生活中水是最重要的资源，而在学习到氯元素的课程时，学生会了解到实际生活中氯气能够作为自来水的消毒剂使用，但使用氯气消毒的水会受到一定的不良影响。在掌握这个知识点后，教师可以带领学生到当地的自来水厂进行观察，了解生产中的具体流程。在这个过程中，学生会掌握更多与自来水消毒有关的化学知识，了解到消毒方式不仅有液氯消毒，还有利用漂白粉消毒等方式完成的。而水厂会根据实际情况对消毒后的自来水进行净化，避免消毒后的水质受到影响。这种方式可以突破课堂学习的局限性，扩展学生们的视野，将化学课程的学习与实际生活结合在一起，在完成教学的同时，让学生更多地了解到化学知识在生活中的应用，培养他们对化学课程的兴趣。
2、设置多样化的STS习题
在高中化学教学汇总融合STS教育，能够使学生掌握更多的学习方法，积极主动对学习内容进行研究和探讨。这一过程中离不开习题对学习成果的检验功能。在原有的教学模式中，习题的主要功能是检验学生对学习知识的掌握情况，功能相对单一。将STS教育融入教学后，在习题中加入大量与生活相关的元素，能够体现出科学技术与现实生活的联系，增加检验学生对化学知识运用能力的功能。在设置与课程相关的习题时，教师要增加STS习题的比例与种类，在题目中对提及与社会生活、科学创新、生态保护方面的知识。
生活中的科学知识篇7
工科学生对人文素养的重要性认识不足，导致当前工科学生缺乏了解人文知识的主动性。工科学生普遍对其所学专业抱有较大的学习热情，并对其所学专业的重要性有较为全面的认识，但是，工科学生由于在人文知识方面的匮乏，不能对人文素养的重要性作出客观的评价。对人文素养重要性的认识不足直接影响到了工科学生对人文知识的兴趣，导致工科学生对人文知识缺乏学习的主动性，又进一步导致工科学生在人文素养方面的不足。即，工科学生由于在长期的学习过程中，接触的知识也以工科知识为主，接触到的人文知识有限，很难根据有限的人文知识对人文素养形成较为客观的判断。
二、工科院校人文课程设置不足
工科院校人文课程设置的不足，导致工科学生的知识结构较为单一，缺乏对人文课程的学习，使工科学生的人文素养受到影响。在当前工科院校的课程设置中，对于人文课程的设置较少，仅有的人文课程设置也未受到重视，比如对《中国近代史》课程的设置，虽然工科学生可以通过该课程了解我国近代以来的历史，但是由于工科院校对该课程的重视不足，很多工科院校对该门课程仅停留在考核的层面，不重视教学质量，导致该课程的教学效果并不如意。工科院校其他的人文课程设置也存在类似的情形，要么没有设置相关的人文课程，要么设置了也不重视教学效果。工科院校在课程设置的过程中，在大学的第一和第二个学年安排的人文课程较为有限，而到大学的第三个年度甚至都不设置人文课程，导致工科学生在整个大学阶段接触的人文知识受到限制。
三、文化社团提高工科学生人文素养的作用分析
针对工科院校学生在人文素养方面的问题以及产生这些问题的原因，工科院校应当充分利用学校的文化社团在提高工科学生人文素养方面的作用，活跃工科院校的文化氛围，引起更多工科学生的人文艺术共鸣，培育工科学生的人文观念，提升工科学生的人文素养。
1、培育工科学生的人文观念
工科学生在长期的工科教育背景下，已经失去了对人文知识的兴趣，而文化社团可以让工科学生在文化社团的活动中受到人文观念的影响。文化社团把对特定文化感兴趣的学生聚集在一起，通过举办活动的方式促进文化社团的成员主动的学习人文知识。通过文化社团的活动有效弥补了工科学生在长期重工科学习轻人文知识学习而导致的知识结构单一问题，弥补工科学生在人文知识上的不足，让工科学生形的思想方法，并通过文化社团的活动，让工科学生主动与人交往，提升人际交往能力。
2、活跃工科校园的文化氛围
通过文化社团的活动，能够活跃校园的文化氛围。首先，工科学院的文化社会团是学生根据对人文知识的爱好自发建立的，在文化社团的建设过程中，社团的学生举办活动的积极性会更强，通过大量的文化社团活动，让更多的工科学生参与到文化社团的活动中去，进一步活跃校园的文化氛围；其次，工科学校的文化社团活动是校园在文化建设过程中的重要载体，通过文化社团的活动，将对工科学生来说单调乏味的人文知识活跃地展现出来，让工科学生对人文知识产生浓厚的兴趣，并接受文化社团活动所承载的人文理念；最后，文化社团活动给工科学生提供了一个接触社会的平台，对工科学生走上社会有着重要的帮助。工科学生在校园文化社团活动中，活跃了校园的文化氛围，让更多的同类型的同学参与到文化社团的活动中去。
3、引起工科学生的人文艺术共鸣
工科学生在长期的工科教育中，缺少对人文知识的学习，运用语言文字的能力也受到了不良影响，但并不代表工科学生对人文艺术缺乏兴趣。在工科学校的文化社团活动中，能激发出工科学生对人文艺术的兴趣，引起工科学生的人文艺术共鸣。通过引起工科学生的人文艺术共鸣，激发工科学生对人文艺术的兴趣，并主动的参与到工科学院的文化社团活动中去，主动的学习人文知识，加深对人文知识的了解。
四、小结
生活中的科学知识篇8
1化学教师课程知识的内涵与结构
1、1教师课程知识的内涵与结构舒尔曼把课程知识描述为教师的“职业工具”［2］，意思是指每一学科可用的材料和程序。这是最广泛意义上的课程知识，即为学生设置的全部课程、学习的编程和用来教授每一学科的各种课程资料，以及用来教授课程各方面的材料和资源等。课程论专家古德莱德把课程区分为5个层次［3］，认为课程知识既包括“理念的课程”（诸如政府、基金会或特定的专业团体探讨的课程问题、提出的课程变革方向）和“正式的课程”（由教育行政部门规定的课程计划、课程标准和教材），又包括“理解的课程”（学校教师对正式的课程加以解释后所认定的课程）、“运作的课程”（教师在课堂教学中实际执行的课程）和“经验的课程”（学生实际学习或经验的过程）。台湾学者单文经将教师的课程知识分为纵横两面的课程知识［4］。横面的课程知识，是指教师必须了解学生在同一时间内所学习其他各科的内容，以便在教学上做横向的贯通；纵面的课程知识，则是指教师必须了解学生在同一学科的内容上，过去曾经以及未来要学的教材主题及概念，以便在教学上作纵面的衔接。范良火将教师的课程知识分为教材知识（主要是关于教科书）、技术知识（主要是关于多媒体）以及其他教学资源知识（主要是关于教辅材料）等3部分［5］。随着课程概念的不断发展和丰富，课程知识的范围更加广阔，包括课程目标的确定、课程内容的选择和组织、课程实施、课程评价、课程开发和管理等一系列活动。教师课程实践的基本活动是以课程标准为指导，以教科书为内容资源、任务资源和活动资源，结合学生学习需要进行的认知性实践活动。因此，从教师课程实践的基本活动来看，教师课程知识中最为核心的是课程标准知识和教科书知识。
1、2化学教师课程知识的内涵与结构化学教师的课程知识按照其功能可以分为理解性的化学课程知识、实施性的化学课程知识、评价性的化学课程知识。理解性的化学课程知识，主要是指对于化学课程目标、课程结构、课程内容及其基本关系理解的课程知识。实施性的化学课程知识，主要是指依据课程标准确定教学目标，将内容标准的表述性要求转化为学生的学习要求，对教科书进行教学分析，选择课程资源，并在此基础上进行有效教学设计的知识。评价性的课程知识，主要是指依据课程标准对学生的化学学习效果进行评价的知识。化学教师关于化学课程的知识具有年段性、时段性、区域性和发展性。年段性指的是初中化学教师主要关注的是初中化学课程知识，高中化学教师主要关注的是高中化学课程知识。时段性指的是课程标准和教科书在一个时段是相对稳定的，一旦进行课程改革，或进行课程标准调整，或进行教科书变化，教师关于化学课程的知识就必须做出重大调整。区域性指的是在不同地区的学校所选用的教科书版本是不同的，教师的课程知识存在着区域性差异。发展性指的是教师的课程知识是随着教师的教学经验不断发展的，这种发展是永恒的。我国现阶段高中化学教师的课程知识分为3个层次：第一层次，关于化学课程总体目标和宏观课程结构的知识。高中化学课程作为科学学习领域的一个主要科目，是科学教育的重要组成部分。总体目标是从化学知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观3个维度进一步提高学生的科学素养。高中化学课程由2个必修模块（化学1、化学2）和6个选修模块（化学与生活、化学与技术、物质结构与性质、化学反应原理、有机化学基础、实验化学）构成。第二层次，关于各化学课程模块的目标和教科书基本结构的知识。高中化学必修课程模块是在义务教育化学课程基础上为全体高中生开设的课程，具有在义务教育化学课程基础上进一步发展学生化学素养，同时为每个高中生未来的个人发展奠定良好基础的双重意义。化学必修模块的目标是：认识常见的化学物质，学习重要的化学概念，形成基本的化学观念和科学探究能力，认识化学对人类生活和社会发展的重要作用及其相互关系，进一步提高学生的科学素养。选修课程是在必修课程基础上为满足学生的不同需要而设置的。选修课程在提高学生科学素养的总目标下各有侧重。如“化学与生活”模块的目标是：了解日常生活中常见物质的性质，探讨生活中常见的化学现象，体会化学对提高生活质量和保护环境的积极作用，形成合理使用化学品的意识，以及运用化学知识解决有关问题的能力。“物质结构与性质”模块的目标是：了解人类探索物质结构的重要意义和基本方法，研究物质构成的奥秘，认识物质结构与性质之间的关系，提高分析问题和解决问题的能力。高中化学教科书是按照模块进行编写的。每一模块教科书的结构总体上是与主题相对应的。不同版本的教科书在结构上又有自己的特点。如人教版《化学1》教科书的基本单元是，第一章“从实验学化学”，第二章“化学物质及其变化”，第三章“金属及其化合物”，第四章“非金属及其化合物”。鲁科版《化学1》教科书的基本单元是，第一章“认识化学科学”，第二章“元素与物质世界”，第三章“自然界中的元素”，第四章“元素与材料世界”。第三层次，关于特定化学课题的课程标准要求和教科书组织的知识。课程标准的“内容标准”规定了特定化学课题内容的教学要求，这是确定具体化学学习内容和学习要求的依据。特定课题的教科书组织是依据课程标准将特定课题内容具体化，考虑到学生的一般认知规律，按照认识活动的方式进行编写的。教科书是教师进行教学活动设计的主要资源，包括内容资源、情境资源、任务资源、活动资源、话语资源和教学表征资源等等。初中化学教师的课程知识分为2个层次：第一层次，关于化学课程目标和教科书基本结构的知识；第二层次，关于特定化学课题的课程标准要求和教科书组织的知识。在化学教师的课程知识结构中，前一层次的课程知识对后一层次的课程知识起着指导定位作用，教师关于特定课题课程标准要求的把握和教科书组织的课程知识直接影响着教师的具体课程实践。
2教师课程知识发展的基本理论
理解性实践是教师课程知识发展的根本途径。首先，理解是教师课程知识发展的基础。教师实施课程的前提是教师对课程的理解。影响教师课程理解的因素主要有3个：（1）教师对化学科学的理解。教师对化学科学的理解影响着教师课程知识的发展。以初中化学课程标准中的5个基本主题为例，化学科学认识的基本问题是“物质及其转化”，因此“身边的化学物质”和“物质的化学变化”就自然成为2个基本的主题。化学科学认识的基本活动是科学探究，因此“科学探究”成为化学课程的重要主题。化学科学认识活动对其基本问题“物质及其转化”的认识有2大基本任务：一是探寻“物质及其转化”的基本规律，一是建构“物质及其转化”的科学理论。从问题性质来说，既要探讨“物质及其转化”有什么规律，又要探讨“物质及其转化”为什么会呈现这样的规律。从方法论上来说，为了对复杂的物质及其转化世界形成有序的认识，化学学科采取了独特的认识视角———元素视角。物质按照元素组成可以进行分类，组成相似的物质性质上具有相似性。因此，在“身边的化学物质”主题中，在认识具体物质的基础上，进一步认识金属、酸、碱、盐等类别物质的性质相似性。为了解释“物质及其转化”的事实和规律性，化学科学在认同分子、原子等微观粒子存在的基础上建构了相关的化学科学理论。因此，化学课程中就需要安排“物质构成的奥秘”这一主题。前4个主题是围绕化学科学本身的理解设定的，“化学与社会”主题是从化学与社会的关系角度来设定的。如果教师对于化学科学没有很好的理解，就不可能很好地理解5个主题及其基本关系。其实，高中化学必修课程的内容主题及其选修课程的结构就是围绕这样的基本理解形成螺旋递进的认识阶梯。（2）教师对教学的理解。教师对教学的理解制约着教师课程知识发展的思维方式。教学是一种有目的的认识活动，是以学科的标准和目标为依据的，这是教学的内在永恒法则。教学活动的本质任务就是知识传承和理性训练，在此基础上实现素质的发展和能力的培养。化学教学的根本任务就是以理解具体化学内容为基础，使学生达到对化学科学的理解。因此，化学教师的基本教学活动就是将自己理解的化学知识“转化”为学生理解的化学知识的过程。教师为了实现这一“转化”，就必须思考课程标准中相关内容标准的要求是什么？教科书对于相关的具体内容有哪些？这些具体内容的学习要求是什么？这些内容学习对于学生的化学理解有什么意义？怎样判断学生们是否已经理解了这个课题，理解到了什么程度？教科书有哪些可利用的的教学表征资源等等。（3）教师对学生学习的理解。教师对学生学习的理解制约着教师对教科书的教学分析。学生的学习有2条重要的原理：第一，学习需要原理。学生的学习是在产生学习需要的情况下发生的，这种学习需要往往是通过学习任务的挑战性来激发的。学习任务设计得太难或太容易都不能起到激发学习需要的目的。第二，有意义学习原理。有意义学习的基本要义是，当新的学习内容发生在原有学习经验基础之上的时候，能够发生知识间的有意义联系。按照学习需要原理，教师需要对教科书进行任务分析，充分利用教科书资源，设计能够促进学生“最近发展区的发展”的学习任务，以激发学生的学习需要。按照有意义学习原理，教师的教学设计要尽可能地将新的学习活动发生在原有的学习基础之上。这就要求教师把握教科书内容的基本结构，教学设计要尽可能考虑前后知识间的联系。需要强调的是，学生的化学学习活动也是一种科学认识活动，这是学生化学学习的一个重要特征。教师需要对教科书进行活动分析，充分利用教科书“活动”类资源，设计学习活动。其次，教师课程知识的发展是在教学实践中建构的。从知识性质来说，教师的课程知识是指向教学实践的。从知识的构成要素来说，教师的课程知识既包含有理论性认识要素，又包含有实践性知识要素。从知识的形成过程来说，教师的课程知识主要是通过教学实践建构而形成的。根据建构主义观点，知识不是通过传授或移植得到的，而是认知个体在一定的学习情境和社会文化背景下，利用必要的学习资源和工具，通过积极的意义建构的方式获得的。换言之，知识是认知个体与外在情境交互作用而建构出的产物［6］。因此，教师的课程知识是教师在教学实践中自主建构的。第三，教师课程知识的发展是一个非线性的、螺旋的动态发展过程。一方面，教师对课程的理解制约着教师的教学实践水平。如前所述，教师实施课程的前提是教师对课程的理解。另一方面，教师教学实践水平的提高又促进着教师对课程的理解。教师的课程知识是在理解与实践的互动过程中发展的。
3化学教师课程知识发展的策略
3、1理解化学科学化学课程的核心目标就是使学生认识化学科学、理解化学科学［7］。教师对化学科学的理解制约着教师的课程实践，影响着教师化学课程知识的发展。理解化学科学的标志是形成较为良好的化学知识结构。良好的化学知识结构包括3个维度：（1）化学内容知识，主要包括化学的基本事实、基本概念、化学规律和化学理论。（2）化学认识论知识，主要包括对化学学科特征和化学科学认识方法论的理解。（3）化学科学的核心观念，主要有元素观、能量观和科学本质观。化学教师要积极发展和建构化学知识结构。首先，要从整体上把握化学科学。对化学科学的基本问题、化学科学的独特视角、化学科学认识的基本任务及其方法论以及化学科学的核心观念形成基本的理解。只有对这些问题形成基本的理解，才能在认识论层面上搞清楚化学的基本事实、基本概念、化学规律和化学理论之间的基本关系，从整体上理解化学科学，进而理解科学的本质。其次，要深化对具体化学概念和化学理论内容的理解。已有研究表明，WWHW的认识论思考模型可以帮助教师深化理解知识内容［8］。第三，建构有意义的化学知识结构。“物质及其转化”是化学学科的基本问题，对于具体化学内容的意义学习具有“回归性”作用，将似乎“无关”的内容很好地联系起来。基于化学核心观念的概念图技术可以帮助教师建构有意义的化学知识结构。
3、2理解化学课程结构首先，要理解化学课程的宏观结构。模块化和主题化是高中化学课程宏观结构的基本特点。教师在宏观上理解化学课程，就是要理解化学模块和内容主题的宏观组织结构。高中化学课程有2个必修模块和6个选修模块，每一模块都是由几个主题构成的。2个必修模块中的6个内容主题（认识化学科学、化学实验基础、常见无机物的性质与应用、物质结构基础、化学反应与能量、化学与可持续发展）与义务教育阶段化学课程的5个内容主题（科学探究、身边的化学物质、物质构成的奥秘、物质的化学变化、化学与社会发展）在内容性质上是一致的。其次，要理解各化学课程模块的目标价值取向。现行的高中6个选修模块从性质与功能上可以分为3类：第一类是与化学学科核心领域的发展相联系的模块，如“物质结构与性质”、“化学反应原理”、“有机化学基础”。这类模块突出化学学科的核心观念、基本概念原理和重要的思想方法，目的是让学生比较系统地学习化学核心知识，利用所学知识分析和解决化学问题。第二类是与化学实验有关的模块，即“实验化学”。该模块采用以实验活动为主的课程设计取向，目的是让学生学习化学实验的研究方法并通过实验的方式去学习化学核心知识，提高学生科学探究能力，使学生进一步体认到“化学是一门以实验为基础的自然科学”。第三类是STSE（科学、技术、社会和环境）取向的模块，如“化学与生活”和“化学与技术”。这类模块凸显社会生活问题中心、技术问题中心的课程设计取向，使学生认识到化学在生活、工农业生产、高新技术、能源开发及环境保护等方面发挥着重要的作用。第三，要理解各模块内容之间的层次关系。必修模块课程内容标准的一级主题是对义务教育阶段化学课程的5个一级主题的提升，2者是性质一致、螺旋上升与发展的关系。6个选修模块与2个必修模块的一级主题存在着螺旋上升、层级发展的关系。“认识化学科学”主题贯穿整个高中化学的各个模块，“实验化学”模块是必修化学1内容主题“化学实验基础”的发展，“有机化学基础”模块是必修化学1内容主题“常见无机物及其应用”的物质类别知识扩展，“物质的结构与性质”是必修化学2内容主题“物质结构基础”的深化发展，“化学反应原理”模块是必修化学2内容主题“化学反应与能量”的深化发展，“化学与生活”和“化学与技术”模块是必修化学2内容主题“化学与可持续发展”的扩展。
3、3理解化学教科书结构
教科书是教师开展教学活动所利用的主要教学资源，教师对教科书组织结构的把握程度影响着教师的教学实践。教师要将课程标准中的内容主题、化学科学理解的基本结构和学生认识规律结合起来理解化学教科书的组织结构。如现行人教版初中化学教科书围绕5个基本主题分12个单元进行编排。5个基本主题是：科学探究、身边的化学物质、物质构成的奥秘、物质的化学变化、化学与社会。12个单元依次是：（1）走进化学世界；（2）我们周围的空气；（3）自然界的水；（4）物质构成的奥秘；（5）化学方程式；（6）碳和碳的氧化物；（7）燃料及其利用；（8）金属和金属材料；（9）溶液；（10）酸和碱；（11）盐、化肥；（12）化学与生活。“科学探究”主题贯穿整个化学学习过程。“身边的化学物质”主题分单元2、3、6、8、9、10、11按照学生的认识规律进行编排。“物质构成的奥秘”主题主要集中在单元4。“物质的化学变化”主题以集中（单元1和单元5）和分散（身边的化学物质各单元）的方式进行编排。“化学与社会”采取分散（身边的化学物质）和集中（单元12）的方式进行编排。
3、4把握具体内容的深广度教学活动是一种有目的的活动，教学活动的有效性是以教学目的为参照的。也就是说，按照标准进行教学是有效教学的前提条件。有效教学的“效标”就是课程标准。教师只有把握具体内容的深广度，明确具体内容的学习要求，才有可能实施有效的教学活动。不少具体课程内容在必修模块和选修模块中都有涉及，教师应该注意到学习要求的阶段性和层次性。如“化学反应中的能量转化”内容，在高中化学必修1阶段的学习要求是“举例说明化学能与电能的转化关系及其应用”。在选修4“化学反应原理”模块中的学习要求是，“了解化学反应中能量转化的原因，能说出常见的能量转化形式”，“能举例说明化学能与热能的相互转化，了解反应热和焓变的含义，能用盖斯定律进行有关反应热的简单计算”等。