以科学史为载体渗透科学本质的地理教学实践——以浙教版“大气层”为例.pdf
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1、初中地理262023 年 第 14 期一、科学本质在教学中的内涵价值义务教育科学课程标准(2022年版)指出:“初中科学课程是以对科学本质的认识为基础、以提高学生科学素养为宗旨的综合课程。”1科学本质是科学教育的主要目的之一,对科学本质的理解已经成为科学素养的重要组成部分。美国学者莱德曼教授认为,科学本质的内涵包含:科学知识的经验性、暂定性和确定性,科学定律和理论的区别与联系,科学知识的社会和文化嵌入性及科学方法的多样性。落实科学本质的教育不仅能够帮助学生形成正确的科学观,更有利于培养学生的科学素养,领会科学精神。2大量研究表明,融入科学史的教学能促进学生对科学本质的认识。以科学史为载体的教学
2、方式可以为学生创设生动的学习情境,让学生置身于科学发现的情境中,跟随科学家一起经历知识的动态生成过程,了解科学知识的产生过程及其在社会发展进步中的意义。这个过程有利于培养学生的批判意识和社会责任感,逐步实现学生对科学本质的理解,提升学生的科学素养。二、以科学史为载体渗透科学本质的教学策略1.还原基于科学史实的真实情境在“大气层”传统的教学中,教师常呈现大气温度的趋势图,让学生填表归纳,完成对大气分层内容的教学。这样的设计使科学知识缺乏情境性,在教学中显得枯燥乏味。本节课通过搜索整理关于人类探索大气层的历史资料,呈现了科学史上格莱舍、波尔特等科学家利用气球探索大气的真实情境,挖掘了科学家们在研究
3、大气层时面临的难题,如平流层的逆温现象等。此外,本课也融入了科学技术的发展对人类探索之旅的重要意义。2.创设基于科学建模的探究活动建模是科学研究的基本方法之一。科学建模不仅能加深学生对科学现象的本质理解,也能帮助学生体验“像科学家一样探究”的历程。3在科学史上,大气分层本身就是一个科学模型,科学家对大气层的探究就是一个对模型认识不断深入的过程。从建模视角解读大气分层有助于加深学生对科学本质的认识。从教学内容上看,对流运动是“大气层”一节内容的重难点。本课在探究对流运动的过程中,对比平流层和对流层的现象,概括对流运动的模型,以此帮助学生理解对流规律。三、融入科学史的教学活动设计与实践基于以上融入
4、科学史渗透科学本质的教学策略,笔者设计“大气层”一节的教学活动并开展实践。1.设计思路本节课在设计上采用“历史线”“探究线”“知识线”三线并行开展教学(见图1)。本设计以“探索王乐楷(浙江省杭州高新实验学校,浙江 杭州 310051)摘要:落实科学本质的教育是新课改背景下的热点话题。初中科学课堂不只教授学生科学知识,更在于帮助初中生理解科学本质。本文以浙教版初中科学“大气层”一节为例,探索渗透科学本质的教学策略,以科学史为载体创设教学情境,让学生亲历科学发现的过程,通过科学建模加深学生对科学概念的理解。关键词:科学史;科学本质;大气层中图分类号:G633.55以科学史为载体渗透科学本质的以科学
5、史为载体渗透科学本质的地理教学实践地理教学实践*以浙教版“大气层”为例以浙教版“大气层”为例*本文系2021年度浙江省哲学社会科学规划课题“初中综合科学教材编写的浙江经验研究”(项目编号:21NDJC053YB)的阶段性研究成果。初中地理272023 年 第 14 期大气”为主题情境,将科学家对大气层的探索历程(历史线)作为主线,利用科学史创设教学情境,从科学史实中提炼问题,引发学生思考,让学生在思考的基础上通过实验探究(探究线),理解科学规律(知识线),最终体会科学史实中蕴含的科学本质。?2.教学目标(1)科学观念:了解大气温度垂直分布规律;掌握对流运动规律。(2)探究实践:通过小组合作,实
6、验探究对流运动,归纳对流运动规律。(3)科学思维:通过科学建模认识大气分层模型和对流运动模型;运用对流运动的知识对生活中的问题进行科学解释。(4)态度责任:通过了解科学家大气探险科学史,激发科学探索精神,认识科学事业进步需要大胆的实践。3.教学过程(1)创设情境,新课导入(1)创设情境,新课导入【引入】播放电影热气球探险家片段。从古至今人们对于天空、云端充满了无限的向往。1862年,为了探索大气,英国气象学家詹姆斯格莱舍乘坐热气球开始了一场穿破云端的冒险。【提问】影片中科学家乘坐热气球不断上升,面临着缺氧、寒冷等困难,他们的探索精神值得我们钦佩。随着大气高度的上升,大气的温度会发生怎样的变化?
7、【设计意图】视频中科学家乘坐热气球飞向高空探索的片段,能够给学生带来深刻且震撼的感受。以科学史导入能够激发学生的兴趣。学生自然误认为大气高度越高温度越低,从而引出本节课的学习内容。(2)激发兴趣,任务驱动(2)激发兴趣,任务驱动【引导】科学家们经过对地球大气的不断探索,发现大气温度并不是随着高度的升高一直降低。阅读科学史资料,完成任务一。材料一:1862年,英国气象学家格莱舍乘热气球升至8.8千米的高空,发现气球高度越高,感觉越寒冷。材料二:19世纪末,法国气象学家波尔特利用携带气压计、温度计等的气象气球飞上更高的大气。他发现,达到约11千米的高度后,空气停止变冷且温度随着气球的上升而升高。材
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