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理科教学推进可持续发展教育的策略思考
发布日期:2018-11-29 09:27:44    打印

可持续发展是人类社会现在和未来所要追求的一种关乎人类生存与发展的重要价值观,可持续发展教育是可持续发展时代应运而生的教育,是以可持续发展价值观为核心的教育,其目标是帮助受教育者形成可持续发展需要的科学知学习能力价值观念与生活方式,进而促进社经济环境与文化的可持续发展”。

可持续发展教育为理科教学提供新的价值增长点和发展时空

2015 年, 联合国发布2030 可持续发展议,强调未来国际社会教育改革与创新的重要目标是:确保所有学习者掌握可持续发展需要的知识和技能,开展可持续发展与可持续生活方式教育等2018 年联合国教科文组织可持续发展教育哥斯达黎加会议提出观点:未来的可持续发展教育不能不响应解决技术时代的影响,无处不在的互联网与我们的环境相连接将会有助于我们更好地监测和管理能源使用智能城市技术将提高能交通和物流的管理效率,三维打印将减少运送材料所需的能源一个数字化的自动化的通的世界有助于确保生活质量,但它也可能造成自身的安全风险,并导致灾难,因此应更加关注先进技术,技术与可持续发展问题的解决未来社会需要具有可持续发展价值观知识与能力的科技人才,这将有利于生态文明建设,推动社会的可持续发展

可持续发展教育应反映在学校内外的一切教育活动之中不同的学科领域可以从不同角度引入可持续发展的教育理念理科教学目标和教学内容,与可持续发展教育存在着十分密切的联系, 培养目标一致,教学内容和途径高度融合,可以说,可持续发展教育为理科教学提供了新的价值增长点和发展时空,理科教学为可持续发展战略实施生态文明建设和可持续发展教育提供了扎实而系统的科学依托,使人类可持续发展议程内化为产学研一体化的科学体系

中小学理科教学与可持续发展的内在联

1. 未来具有解决可持续发展环境问题的科技人才需要通过理科教育得以实现

理科教育能够让学生认识理解环境问题的实质,在生产生活中运用科学的方法解决环境问题理科教育把科学技术与社会经济环境进行了和谐的统一,让学生全面正确理解科学技术对社会的影响,能够对个人生活及社会生活中出现的科学技术问题做出合理的反应”。[2]科学技术具有 两面性,运用不当,会引发环境问题,但很多生态环境问题的解决又依靠科学技术,关键是使用科学技术的人要具备可持续发展理念,在社会生产生活决策时,选择使人社会生态环境能够可持续发展的科学技术因此,理科教育是要培育出能够运用科学知识来向可持续发展技术方面前进的科技人才,利用科学知识改善环境质量,实现科技创新及应用,达到可持续发展的目的

1. 理科教学中独特的科学探究的研究方法帮助学生理解可持续发展的含义,建立可持续发展的价值观

物理化学生物是自然科学的基础学科人类的生产和生活中发挥着巨大作用,其独特的研究方法科学探究,使得它成为帮助学生理解可持续发展的含义培养学生可持续发展的意能力态度和价值观的学科”。[3]在探究学习的 过程中,学生既可以学习理科基础知识,又掌握了理科科学探究的研究方法,同时把分析处理与可持续发展相关的环境问题的技能内化为自己促进社会可持续发展的行动

2. 理科教学内容存在大量与可持续发展理念联系紧密的科学知识

化学物理学科的内容与人类赖以生存发展的能源环境密切相关,尤其是物质反应实验等基础知识与能源开发和利用有着紧密联系”。生物学所研究的内容就是可持续发展中所指的自然资源及生存环境生存环境质量的优劣对人类身心健康有不同影响,而数学是科学研究的重要基础

3. 理科教学能够培养学生具有科学精神

科学素养包括两个领域,一是认知领域,即科学知识;一是情感领域,即科学精神 教师要以科学知识为载体,提高学生的科学能力及科学精学生从学习科学知识上获得的能力,有助于学生的终身学习,还可以帮助学生在未来解决实践中遇到的可持续发展实施时出现的环境与发展的具体矛盾科学态度和科学精神比一个人的知能力更重要,能够使人以科学的方式处理生产生活实践中出现的与可持续发展相关的问题”。

当前中小学理科教学从可持续发展教育角度分析存在的主要问题和矛盾

1. 理科教师自身解决可持续发展问题的能力及科学探究精神需要进一步提升

理科教师对可持续发展教育的认识和理解还不够充分,其自身的科学素养还有待加强相当一部分理科教师的教学仍然以注重知识传授为主,对学生的科学探究和科学推理能力的培养不够重视”。 因此,理科教师在教学中要更新教育观念,转变教育模式,提升自身科学素养,拓展知识领域

2. 理科教学中科学知识的实际应用不够充分

在学校理科教育中,过于追求学科知识体系的逻辑性和完整性,而忽视了社会可持续发展的现实需求,没有把培养可持续发展素养作为育人目标理科教学中没有将理论和实践紧密结合, 联系生产生活社会实际和具有实用价值的内容偏少”。[8] 自然科学源于自然与生活实践,也要服务于生产生活

3. 学科之间的知识没有很好地融会贯通

学生缺乏从多学科知识视角解决实际问题的能力,从而导致理科教学缺乏生气与趣味,并不受学生们欢迎学生对理科学习没有足够的兴趣和动机,很重要的一个原因是,学习者认为他们所接受的学校学习与其自身和所处社会是不适切”。

4. 理科教学的科学探究研究方法的运用欠缺实践载体理科教学对学生实验探究能力的培养还有些薄弱

理科教学在学校传授的知识通常是系统化和理论化的,缺少动手实践探究与体验,使学生难以理解认知心理学的研究表明,学生亲自参与知识的获得过程所获得的知识更为扎实,使科学方法贯穿其中,学生亲临知识发生发展的过程,容易区分相近或易错知识点,有利于促进其知识掌握的准确性及深入性要实现知识的内化与巩固,就需要参与实践和体验学校理科教育内容设计有待与环境教育基地博物馆等实践载体的有效衔接和实践课程的开发

理科教学推进可持续发展教育的策略与案例

1. 以兴趣和探究精神把理科教学与可持续发展教育贯通起来

兴趣是最好的老师,学生有了兴趣,就容易走进理科这个殿堂,而可持续发展理念可以赋予理科以情感,并充实理科教学内容,增加教学的时效性我国新课程各理科课程标准关于理科价值目标的第一个内容均是关于兴趣培养的要求在物理学科课程标准中,要求培养学生能保持对自然界的好奇,初步领略自然现象中的美妙与和谐,对大自然有亲近热爱和谐相处的情感”。[12] 将可持续发展价值观作为理科课堂中情感态度与价值观目标,让学生通过计算实验获得结论,激发学习兴趣,培养学生科学探究精神

2. 加强理科教师可持续发展教育的理论认识与实践探索

教师是变革的有力推动者,只有教师自己具有了可持续发展理念,并不断学习探索,掌握可持续发展所需要的知识和能力,与本学科相关知识内容有机结合,教师才有能力在日常的教学过程中进行可持续发展知识的渗透教育在理科教学活动中,教师依据学校的办学理念立足于学科教学目标,利用当前身边发生的与本学科知识有关的生态资源和环境问题的具体事例开展可持续发展教育,将可持续发展价值观念科学知识学习能力与生活方式四位一体融入学科教学,并结合学科的特点,形成适合学生学习的可持续教学模式

3. 挖掘理科学科教材教学内容中可持续发展教育结合点

由于教材中并没有专门注明可持续发展教育的内容要点,因此在教学过程中,教师要深入挖掘教材的内容,赋予其可持续发展的知识内涵,包括保护自然生态节能减排健康生活等方面,将体现可持续发展的内容进行总结分析,适时自然地对学生进行教育在理科教学过程中,本学科教学的学科特色要体现充分,在情感态度与价值观目标达成下提升学科教学目标达成度,让学生感觉到课堂教学自然生动且有实际意义,从而更好地实现可持续发展教育的目的

例如:在化学学科,教师可以充分利用教材资源渗透绿色化学观念,从环境保护工业生产验等角度来渗透绿色化学的观点,采用微型实验, 重视实验的清洁化,创新改进实验方式比如:在化学教学中,通过亚硝酸钠中毒事件,让学生去关注生活中的亚硝酸钠亚硝酸钠作为食物防腐剂广泛存在于学生的食品中,过量或长期食用对人的身体会造成危害课上让学生利用其氧化还原性进行实验鉴别,并学习解毒方法与原理在化学课中可以教会学生认识塑料瓶底部图标的含义,分析不同塑料瓶包含的成分和该成分对人体健康的影响,引导学生选择健康的饮水方式养学生探知能力的同时充分展示化学与生活的紧密联系,让学生从化学视角分析解决实际问题,引导学生选择可持续生活方式

1. 探索理科学科之间的内在联系进行多学科综合教学

开展跨学科与比较学科教学的研究,促进不同学科教学思想的比较沟通与借鉴,由此实现对基础教育中各学科更为清晰的认知”。因此,探 索理科学科之间的内在联系,开展学科间可持续发展教育课程资源整合,以主题教育的方式进行跨学科教学,有利于全方面地提高教师的课程开发能力

例如:以为什么倡导低碳生活为主题进行化学与生物的跨学科教学让学生理解我们为什么要节能减排,倡导低碳生活通过化学学科的质量守恒定律理解碳元素的存在形式和转换过程, 以及人类生活活动需要消耗能量,释放大量的二氧化碳,展示煤的形成,认识空气中二氧化碳含量上升的原因,呼吁低碳经济,低碳生活”。了解木头与薪炭的关系,植物中 60%的重量是吸收大气中的炭元素转化而来,植物通过光合作用将碳固化下来,能源是以碳的形式存在于树木植被中,同时,植被贮存水,这也是树木下凉爽的缘由,所以树木对生态能源的贮存有很大作用,对气候的影响很大由此让学生理解爱护树木低碳生活就是保护人类赖以生存的自然环境,自觉树立尊重自顺应自然保护自然的可持续发展理念

1. 强化可持续发展教育课程资源与环保教育基地博物馆等校外资源的整合

将校内教育和校外教育有机结合,实现理论与实践的对接,有利于达到提高中小学生可持续发展意识的最终教育目标环境教育有助于为学生提供一个较为全面的环境视野,避免从单一学科的角度理解综合的环境问题,从而帮助形成全面分析问题的科学精神和树立解决环境问题的责任感[14]建立可持续发展理念与行为方式

环境教育基地建造的设施应便于学生开展研究性学习,让学生亲自参与并运用多学科知识理解综合的环境问题环境教育基地的教育内容的设计要与学校教育内容有效衔接,发挥其独特的

教学实践示范三大功能真正把学习的主动权还给学生,引导学生通过认识感知亲身体实际操作进行综合实践学习,为学生进行环境教育提供实践机会及可行的操作模式,激励引导学生自己动手动脑,直接参与实践,掌握解决环境问题的知识与技能

例如:太阳能与数学物理学科结合开展研究学习太阳能光板模型演示教具 1 加拿大Kor t r ight 环保中心研究人员自行开发教学用具, 可以供不同学段学生运用所学各学科知识开展3- 4 人的小组合作学习实践与探究他们设计制作的太阳能光板演示模型教具上的太阳能板的角度可以变换,仪器能够自由转动,太阳光照射角度和光照强度不同可引发灯泡亮度不同,同时连接电表,学生可以依据角度变换记录数据,低年级学生可以进行直观性学习;中年级学生可以依据检测结果通过数学学科知识绘制曲线图开展研究学习;高年级学生,可以放置电阻增加变量,结合数物理知识开展新能源的运用研究这个太阳能光板模型演示教具非常灵活,现场可操作性强, 其直观可视化的特点具有很好的教学效果,它对于教师的培训与指导也具有非常好的作用图像的形象展示与直观性引发学生更高的参与度与实践热情,使他们步入社会后,能够开发和利用新能源,为社会的可持续发展助力

在理科教学中开展可持续发展教育的研究, 应该从人类所熟知的自然界和生活中着手让学生从理科学科中探究到科学规律和其中的真实意义让学生热爱并尊重自然,建立可持续发展理念及行动,践行可持续生活方式

来源:徐新荣

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