提升学生的科学素质

第五节　提升学生的科学素质

当今世界科学技术发展迅速，世界范围的经济竞争，综合国力竞争，实质上是人才的竞争，是科学技术的竞争和民族素质的竞争，核心是科学素质的竞争。

科学素质是一个融科学知识、科学方法、科学态度、科学价值观等因素为一体的复合概念，科学素质的培养是新世纪对教育的呼唤与要求。

在21世纪，科学素质已成为一个现代人基本素质中不可缺少的重要组成部分。今天的学生是明天国家建设的主力军，其科学素养的高低直接影响到国家未来科学技术的兴衰成败，影响到国家未来的生存和发展。

新一轮基础教育课程改革把从小培养学生的科学素质问题摆上了重要的位置，学生科学素质的培养成为了我国教育的核心问题，是当今素质教育的目标，也是科学教育的目的和任务。因此，作为教师应重视培养和全面提高学生的科学素质。

OM活动是科技活动中最具有特色的活动。它是一种完全新型的活动，具有动手与动脑相结合、社会科学知识与自然科学知识相结合、科学与艺术相结合的特点，即：快速而扩散的思维，灵活而多变的答案，生动而有趣的形式。头脑奥林匹克竞赛的宗旨：开发创造力，为学生提供一把打开创造潜力之门的钥匙。

OM活动是一项有效培养学生科学素质的活动，有助于激发学生学习科学的兴趣，有助于让学生获得科学知识和掌握科学方法，有助于培养学生的科学创新能力。可以这样说，开展OM活动是提高学生科学素质的重要载体。

我在实践中，积极开展OM活动，把OM活动作为提升学生科学素质的载体，构建学生自主参与的活动模式，在活动中让学生掌握科学知识，运用科学方法，确立科学思想，提高科学素质。

一、掌握知识——养成科学素质的基础

科学知识是构成科学素质的基础要素，它在科学素质中起着基础性作用。一个人的科学知识越丰富，其科学素质就越高。小学生正处在学习科学知识的关键时期，所以培养学生科学素质的首要任务就是让学生获得基础的、重要的科学知识。

“让我们成为知识的探索者”这句OM誓言，强调了OM活动应以获得科学知识为首要目标，有了知识，才能激活思维，才能点亮创新火花。在OM活动中如果学生不理解相关的科学道理，只是一味地为活动而活动，为竞赛而竞赛，那么学生在活动中就不会用科学的方法来探索其中的奥秘，OM活动就失去了它的意义，就谈不上创造能力的培养。“OM以培养科学素养为宗旨”就只能是一句空话。所以，开展OM活动首先要注重让学生在活动中掌握丰富的科学知识。

1.立足课堂，传授科学知识的原理

课堂教学是学生获取科学文化知识的基本途径。在OM活动中，要学生获得丰富的科学知识，首先要立足课堂，加强课程建设，充分发挥课堂教学的主渠道作用。2006年我校本着“提高学生的科学素养”的思想，全方位拓展科普教育的渠道，自编了《我们喜欢OM》的校本教材，从此我校的OM活动进入了课堂，成为了我校特有的科技类校本课程。

在OM活动课的教学中，我注重了在课堂中进行科学知识的传授，积极挖掘OM活动本身蕴含的社会、自然、科学、艺术等各方面的知识，遵循学生的认知规律，通过生动、有趣的主体性体验式教学活动，促进学生对知识的掌握，让学生在“做中学、学中做”的过程中知道科学道理和科学原理。

如在《巧送气球》这一课中，我就从知识入手，从原始社会人类发明和使用的最简易的发送工具说起，一直讲到现代社会的火箭和宇宙飞船等高科技发送装置。让学生不仅知道发送装置的整个发展变化过程，还了解了生活中发送装置所运用的一般发射方法，知道抛射法、弹射法、击拍法、气动法和势能法等。当学生掌握了这些知识后，脑海里巧送气球的方法便接踵而至，运用老师提供的各种材料，发明制作出各式各样的发送装置，再结合各种发送方法，创造出多种非常有创意的巧送气球的方法。

在OM教学中，学生规范地、系统地了解和掌握了丰富的科学知识，OM课堂成为培养学生科学素养的重要阵地。

2.走进社会，丰富科学知识的外延

社会是知识的大舞台，学生社会生活的范围有多大，知识学习的范围就有多大。学生作为社会的一分子，每天与各种各样的人和事打交道，因此，他们学习知识的渠道也是多种多样的。除了在学校学习知识外，在社会上，在家长和同学间，在各种图书、报刊、电视、电脑、网络中，都能学到许许多多的知识。所以学生对于科学知识的学习还应向课外延伸，这不仅是学生获取知识本身的需要，也是现今社会多元化的需要。

在开展OM活动中，我注重把学生学习知识的渠道向课外延伸，充分利用各种资源让学生走进社会，在社会的大课堂中学习和掌握科学知识，在社会实践中丰富和理解科学知识，以达到开阔学生视野、提高学生科学素质的目的。

“建筑结构”这一活动，由于它知识性强，有一定的科学性，如建筑外形的奥秘、建筑框架的特点和重要性、建筑的承重与材料的关系等，这些知识对于老师来说，也只是略知皮毛。为了让学生更多地掌握这方面的知识，我让学生走出学校，走向社会，到更广阔的实际生活中去了解、搜集。有的学生通过看科教片获得了关于建筑的知识，有的学生们通过听家长的介绍获得了建筑的知识，有的通过访问建筑专家获得了建筑的知识，有的还前去观察学校周围的建筑物，感受建筑的外形、特点……这样一来学生获得了大量的校园内难以学到的建筑知识，知识的获得为学生提供了创造性解题的机会，学生在纸建筑承重的活动中充分体现了科学性与实践性，促进了活动目标的达成。

OM活动中，通过课外延伸的方式让学生主动地获取和拓展了丰富的科学知识，成为学生科学素质养成的一个重要的途径。

二、开发潜能——养成科学素质的措施

创新是一个民族发展进步的灵魂，是一个国家兴旺发达的不竭动力。学生是国家的未来，是国家科技创新的后备军。从小培养学生的创新意识，对于提高整个中华民族的科学素质水平、科技创新能力具有深远的意义。

OM作为一种把学生置身于有多种发展可能性的真实问题（问题本身没有固定答案）中的训练形式，通过动脑、动手和动口相结合，对于培养学生的创造性思维能力有极大的促进作用。创造是一种活动方式，创新是一种精神，这种精神必须依附于活动，离开了活动的创新是难觅的。从这个意义上来说，创新潜能的开发是头脑奥林匹克活动的核心，是科学素质的生命力所在。所以，我在OM活动中，积极开发学生的创造潜能。

1.激发学生的问题意识

科学史上几乎每一项发明创造都始于问题的产生，陶行知先生曾说：“发明千千万，起点是一问。”问题是人的灵魂、生活的发动机，也是聪明之本、智慧之源。在哈佛大学师生中流传着一句名言：“教育的真正目的就是让人不断提出问题、思考问题。”问题意识是新课改倡导的探究型学习方式，其有助于激发创新思维，促成创造力的形成。

在OM活动中，我有目的地启发、引导、培养学生的问题意识，通过创设问题情境引导学生思考，特别是具有主动思维价值的地方，要留有充裕的时间让学生质疑问难，引导学生讨论，让学生畅所欲言，积极发表意见。只有学生敢想、善问，才能真正培养学生的问题意识。

比如在“纸结构承重”活动中，我事先制作了两个结构（A结构和B结构），让学生猜一猜哪个承受的重量大。学生们积极地猜测起来，有的认为A结构承受的重量大，有的认为B结构承受的重量大，在大家意见不一的情况下，我请学生进行了测试，结果是B结构承受重量大。结果出来后，学生们立即议论开了，“为什么是B结构承受重量大？”“A结构为什么承受不了重量？”“看上去两个结构差不多，为什么承受的重量不一样呢？”这些问题引导着学生主动对纸结构的承重问题进行探究，最后，大家发现了两个结构的不同点，原来A结构制作的不完整，它的下方有缺口，至此学生明白了，纸结构要承受更多的重量，必须制作得很完整，不能有缺口。

学生的问题意识是学生思维的动力，是创新精神的基石。学生的问题意识是衡量一个学生创新能力强弱的重要内容。在OM活动中我通过激发学生的问题意识，开发创新潜能，促进科学素质的养成。

2.培养学生的解题能力

从美国引进的头脑奥林匹克竞赛是一项旨在培养学生创造力的综合性活动。它通过解决具有挑战性的问题来培养人的创造力。它的宗旨是：向每一个人提供创造性解决问题的机会。头脑奥林匹克创始人米克卢斯教授认为，到大学时再开始培养创造性解决问题的能力为时已晚，所以他致力于在中小学的推广，甚至设立初级题，在幼儿园进行启蒙教育。

心理学家们认为，提出问题是解决问题的先决条件，但仅仅满足提出问题是不够的，提出问题的目的是有效解决问题。提高学生解决问题的能力是当前课程改革的重要理念，也是我们每一位教师需要认真思考的课题之一。学生解决问题能力的提高，需要我们教师在课堂教学中有目的、有计划，长期精心培育，才能逐步形成的。

OM的解题过程实际上就是创造性的解决问题的过程，这是OM活动的精髓所在。所以在指导学生参与活动的过程中，我把培养学生有效解决实际问题能力作为活动的主要目标，让学生在面临各种问题的时候，想方设法寻找问题的答案，提高解决问题的能力。

OM活动中有这样一道即兴题——撞击灯泡，它要求学生用提供的材料为灯泡做一个保护装置，以防止从滑道上滚下来的桌球把灯泡撞破。这样一道即兴题，主要是设法保证灯泡安全，让灯泡完好无损。那么，如何解决好这个问题呢？在解题中我提示学生围绕活动要求，从提供的材料中大胆尝试，任意想象和设计，比比谁的方法最多、最有创意。学生们想到了很多方法，其中出现了很多失败的方法，比如，用纸直接把灯泡包起来、将灯泡直接套在信封里等，这些失败的体验激励他们深入的思考，为什么这样做就不行呢？经过思考，学生得出了这样的结论：要保护好灯泡，装置必须具有缓冲力。于是，一个个创造性的解决问题的方法便出现了。比如，将纸来回折成曲面后再包住灯泡，灯泡放入信封的中间，信封的前面用夹子夹住。

头脑奥林匹克竞赛比的是创造性解决问题的能力，创造性解决问题是创造力的具体体现，也是科学素质的一项重要内容，在OM活动中要让学生勇于创造性地解决问题，让学生的创造力大放异彩。

三、主动探究——养成科学素质的途径

“探究”是新课改的一个主题词，它是一个活动过程，也是学生思维过程，布鲁纳说过：“每个学生都有一种与生俱来的探究需要与欲望，这种欲望与需要是学生产生学习动机的源泉。”

OM是一门富有创新内涵的活动，它的目的是在向学生传授知识、发展智力的基础上，培养学生的创新意识、创新精神和创新能力。要想达到这样的目的，在开展OM活动中就要多给学生一点创新的时空和空间，让学生学会主动探究。放开手让学生去做、去说、去论，让学生在实践中把知识与解决实际问题相联系，并形成利用知识解决实际问题的能力。因此，要让学生学会主动探究，在探究中掌握科学内容、科学方法和科学能力。

1.在探究中焕发主体意识

教育家波利亚说过：“学习任何知识的最佳途径是由学生自己去发现，因为这种发现理解最深，也最容易掌握其中的内在规律、性质和联系。”

在新课改背景下，探究活动已成为大家认可的一种学习方式，只有在探究活动中，学生才自始至终地成为自觉主动的行为者，而不是教师的追随者，才可以按照自己的意愿自由自在地进行各种各样的探究、操作、体验等活动，学习才具有了主动探索的意义。

为此，在OM活动中，我注重运用探究活动，改变学生的学习方式——改学生的被动学习为主动学习，激发学生的主体意识，借助活动来真正确立学生在活动过程中的主体性。

在活动中，我大胆放手，鼓励学生独立自主地进行思考、研究，根据活动内容和要求，并结合学生实际，我有意识地为学生提供充分的自主探究的时间和空间，发挥学生的潜力。

如在“送信”这一OM信息活动中，我充分发挥学生的主体意识，采用自主探讨的方法，给学生留有思考、探究和自我开拓的余地，要求学生以小组合作探究的形式来完成这一任务——如何创建信息系统把信送到不同的信箱内。在解决这一问题的过程中，小组成员集中在一起，一起商议，一起出谋划策，相互配合、形成合力，让智慧最大限度地发挥效应。经过共同探究，学生们逐步厘清和产生了解题的思路和方法：先统计要完成送信这一任务共需要哪些信息；再利用老师提供的材料设计出表示这些信息的不同声音；然后进行合理分工，有的同学担任发信息者，有的同学担任接受信息者（邮递员）；最后，大家一起运用共同创建的信息在默契中完成了送信任务，问题就这样解决了。

学生主动参与活动的过程，让OM活动具有了无限的生机和活力，学生的自信心增强了，释放了创新的潜力，获得了充分的自我发展的空间。同时，学生有了展示自我的机会，提升了自己的能力，科学素质渐渐得以养成，最终进入勇于创造的境界。

学生主体意识的激发是一个重要课题，也是时代对我们教师提出的要求，值得我在OM活动中更深入地探索和研究。

2.在探究中练就探索精神

学生能力的形成是一个缓慢的过程，它不光是学生“懂”了、“会”了，而是学生自己“悟”出了道理、规律和思考方法，它只有在学生自己的活动中才能实现。OM活动的有效程度取决于学生对活动的参与程度，取决于学生“探索精神”的深刻程度。

每个学生都有分析、解决问题的潜能，都有与生俱来地把自己当做探索者、研究者、发现者的本能，有证实自己思想的欲望，抓住这一点，就为我们教育的成功打下了基础。

在OM活动中，我重视引导学生积极探索，在设计和组织活动过程的每个环节中，都有意识地体现探索的内容和方法，给学生创造一种敢想、敢问、敢做的探究氛围，发挥学生的探索精神。

在“纸绳拖重”这一活动中，我首先拿出事先用两张报纸做成的纸绳，问：“老师用这根纸绳来拖动25千克的纸箱，想想会是什么结果？”我的问题一出，同学们便议论开了，有的说：“这是不可能的事”，有的说：“纸绳会断”，有的说：“大概能行”……在学生议论之后，我让学生自己实验，结果纸绳轻而易举地拖动了25千克的纸箱。学生再次议论开了，“这怎么可能？”在学生正在疑惑时，我提议让大家自己动手试一试，也用两张报纸做一根纸绳。一会儿，学生的纸绳做成了，但却不能拖动纸箱，“这是什么原因呢？”“为什么我做的纸绳一拉就断了呢？”……一个个疑问冒了出来，这些疑问点中了研究的关键，我便因势利导，让学生自己研究。学生开始像模像样的研究起来，有的拾起断的纸绳，思考为什么会断的原因，有的还问我要了我制作的纸绳，思考起为什么那么牢固的原因等，学生们不仅积极思考，还不停地实践。终于，经过自主探索，他们找到了问题的关键：一是两张报纸要设法连接得牢，二是绳子的身体要拧得紧，三是绳子的长度（只要符合规定）不要太长。问题解决后，学生的纸绳也能拖动纸箱了。这一探究过程激发了学生强烈的求知欲，锻炼了学生的科学探索精神，使学生的创造力得到了进一步的发展。

OM活动不仅要求有全新解意思路，而且还须具备把设想变成现实的能力，即要求学生具有探索精神，能自主探索解决问题的方法。所以，在OM活动中，我十分重视培养学生的探索精神，让学生在积极探究的过程中，活跃思维，有效养成科学素质。

四、总结与展望

培养学生的科学素质是全面实施素质教育的要求，是时代和民族发展、科学技术进步对未来人才素质的需要。OM活动作为科学启蒙教育，其中丰富的活动内容对学生的科学素质的提高和发展都有着十分重要的意义。

“让我成为知识的探索者，

让我在未知的道路上漫游，

让我用我的创造力把我居住的世界变得更美好！”

头脑奥林匹克的誓言将激励着我继续开展好OM活动，不断地在活动中发挥创新精神，以OM活动为载体，培养学生的科学素质。