物理教學(xué)中加強(qiáng)科技教育的實(shí)踐與思考

黃世忠

加強(qiáng)中學(xué)物理教學(xué)的科技教育，提高學(xué)生的科技素質(zhì)，對(duì)實(shí)施“科教興國”戰(zhàn)略有著重要的意義，也是深化中學(xué)教育教學(xué)改革的重要內(nèi)容，符合現(xiàn)代教學(xué)理念，是新課改對(duì)現(xiàn)代教學(xué)的要求。

學(xué)生的大部分學(xué)習(xí)時(shí)間都在課堂上，課堂教學(xué)應(yīng)該成為科技教育的主渠道。物理學(xué)雖然不是具體的技術(shù)學(xué)科，但物理學(xué)理論是很多自然科學(xué)和技術(shù)的基礎(chǔ)，對(duì)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展有重大影響。因此，對(duì)學(xué)生進(jìn)行科技教育，物理學(xué)科有著得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)。

科技教育內(nèi)容十分廣泛。就物理學(xué)科而言，其主要內(nèi)容應(yīng)包括：培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)方法和科學(xué)精神；培養(yǎng)科技制作能力、撰寫科技論文的能力，并引導(dǎo)他們注意汲取現(xiàn)代科技知識(shí)。

一、努力培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神和科學(xué)方法

科學(xué)精神就是指由科學(xué)性質(zhì)所決定并貫穿于科學(xué)活動(dòng)之中的基本的精神狀態(tài)和思維方式，是體現(xiàn)在科學(xué)知識(shí)中的思想或理念?？茖W(xué)方法是指：人們?cè)谡J(rèn)識(shí)和改造世界中遵循或運(yùn)用的、符合科學(xué)原則的各種途徑和手段，包括在理論研究、應(yīng)用研究、開發(fā)推廣等科學(xué)活動(dòng)過程中采用的思路、程序、規(guī)則、技巧和模式。簡單地說，科學(xué)方法就是人類在所有認(rèn)識(shí)和實(shí)踐活動(dòng)中所運(yùn)用的全部正確方法。而就其基本作用來看，不外乎獲取信息的方法和處理信息的方法。獲取信息的方法主要是觀察和實(shí)驗(yàn)，處理信息的方法括分類、比較、歸納、演繹、分析、綜合等邏輯方法和推理方法?？茖W(xué)方法與科學(xué)態(tài)度、科學(xué)精神緊密聯(lián)系在一起，是科技教育的重要內(nèi)涵，因此，應(yīng)該成為物理學(xué)科進(jìn)行科技教育的一項(xiàng)重要內(nèi)容。

科學(xué)家在發(fā)現(xiàn)物理規(guī)律、建立物理學(xué)理論的同時(shí)，創(chuàng)造了許多獨(dú)到的科學(xué)方法，其中滲透著科學(xué)家實(shí)事求是、追求真理的科學(xué)態(tài)度和無私無畏、勇于獻(xiàn)身的科學(xué)精神。牛頓從23到50歲的20多年間，取得了輝煌的成就：發(fā)現(xiàn)了運(yùn)動(dòng)三定律、萬有引力定律，創(chuàng)立了微積分……愛因斯坦一生致力于科學(xué)研究，創(chuàng)立了相對(duì)論，并因?yàn)榘l(fā)現(xiàn)了“光電效應(yīng)”而獲得1921年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。這些成就與他們對(duì)科學(xué)的近乎狂熱的獻(xiàn)身精神是分不開的。

關(guān)于科學(xué)方法、科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神的生動(dòng)事例，在物理學(xué)史中舉不勝舉。在教學(xué)中恰當(dāng)舉例并適度評(píng)價(jià)，對(duì)學(xué)生科學(xué)世界觀的形成、知識(shí)的增長、能力的提高、文明習(xí)慣的養(yǎng)成，有著積極的影響。

二、扎實(shí)訓(xùn)練科技制作能力和技巧

科技制作技能是指科技制作中涉及的設(shè)計(jì)選材、工具使用、制作工藝等方面的技能。一件優(yōu)秀的科技作品，在設(shè)計(jì)上要具有科學(xué)性、趣味性和創(chuàng)造性，在選材上要經(jīng)濟(jì)合理；在工藝上要精致美觀；在使用上安全可靠；在制作過程中，則要會(huì)使用常用的工具，若有圖紙，則要有一定的識(shí)圖能力。這些知識(shí)和能力是科技素質(zhì)的重要內(nèi)涵，因此，應(yīng)該成為物理學(xué)科對(duì)學(xué)生進(jìn)行科技教育的重要內(nèi)容。

物理學(xué)是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的科學(xué)。教學(xué)中使用的每一件物理儀器都可以為學(xué)生進(jìn)行科技制作提供豐富的感性認(rèn)識(shí)，新教材中有許多要求學(xué)生親自動(dòng)手的“小制作”。教學(xué)中每用到一種儀器，教師應(yīng)該盡量從結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、用材、工藝等方面進(jìn)行介紹，以強(qiáng)化學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)。對(duì)于有特長或愛好制作的學(xué)生，則盡量給他們創(chuàng)造條件，鼓勵(lì)并指導(dǎo)他們進(jìn)行制作和創(chuàng)新。例如在教學(xué)“尖頂放電”之后，教師可以指導(dǎo)學(xué)生制作“靜電轉(zhuǎn)盤”；教學(xué)“浮力”之后，教師可指導(dǎo)他們制作“電動(dòng)浮沉子”；教學(xué)“光電效應(yīng)”之后，教師可指導(dǎo)他們制作“光控報(bào)警器”……如果在教學(xué)中，我們能耐心指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行相應(yīng)的科技制作，一定會(huì)收到良好的效果。

三、積極引導(dǎo)學(xué)生撰寫科技論文

科技活動(dòng)的開展離不開科技交流。進(jìn)行科技交流，就必須把自己的科技活動(dòng)成果撰寫成文。與物理學(xué)相關(guān)的科技活動(dòng)極為豐富，如果學(xué)生能夠掌握調(diào)查報(bào)告、實(shí)驗(yàn)報(bào)告、科學(xué)小品等不同體裁文章的寫作特點(diǎn)和要求，撰寫出優(yōu)秀的論文，一定能把科技交流活動(dòng)推向更高的水平。因此，科技論文的撰寫技能應(yīng)該成為物理學(xué)科技教育的又一重要內(nèi)容。

物理新教材中有“問題探究”和課外實(shí)踐活動(dòng)，這些都要求學(xué)生進(jìn)行課題研究或課外實(shí)踐活動(dòng)，活動(dòng)過后，教師應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生撰寫科技論文，以訓(xùn)練學(xué)生的文字表達(dá)能力。教學(xué)中，教師應(yīng)選定一些課題，要求學(xué)生廣泛收集材料，通過實(shí)驗(yàn)分析、調(diào)查研究，得出結(jié)論，并撰寫成科技小論文。為了拓寬學(xué)生的思路，教師要推薦學(xué)生閱讀一些優(yōu)秀的科普讀物，讓學(xué)生學(xué)習(xí)、借鑒。同時(shí)，在學(xué)生進(jìn)行課題研究的過程中，教師還應(yīng)進(jìn)行必要的指導(dǎo)，鼓勵(lì)學(xué)生勤于探索，勇于進(jìn)取。只有這樣，才能促進(jìn)學(xué)生不斷進(jìn)步，并自覺地參與各種科技活動(dòng)。

四、重視介紹現(xiàn)代科技知識(shí)

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，對(duì)未來社題，可以借助課余實(shí)踐活動(dòng)，進(jìn)行探索研究。探索的過程就是將物理課堂知識(shí)延伸拓展的過程。最后，還可以在小游戲、小發(fā)明中生成，讓學(xué)生在生活實(shí)際中，通過動(dòng)手操作，了解掌握物理知識(shí)，比如學(xué)習(xí)《杠桿》的時(shí)候，做過“蹺蹺板”游戲的學(xué)生就比較容易理解教學(xué)內(nèi)容。

三、初中物理教學(xué)中項(xiàng)目學(xué)習(xí)的實(shí)施

（一）教學(xué)主題的選擇

1.聯(lián)系實(shí)際。比如在學(xué)習(xí)“電磁感應(yīng)”時(shí)，可用一個(gè)發(fā)電手電筒，作為項(xiàng)目學(xué)習(xí)的重要載體。主要考慮了以下兩個(gè)因素：首先它符合教學(xué)內(nèi)容，并且有助于引導(dǎo)學(xué)生通過學(xué)習(xí)達(dá)成課程目標(biāo)。在日常生活中，雖然家電處處都能見到，但是學(xué)生卻鮮少有機(jī)會(huì)去直接接觸發(fā)電實(shí)物，發(fā)電手電筒則能夠滿足這一要求，可謂麻雀雖小，五臟俱全。通過拆分并組裝它，可以幫助學(xué)生更好地認(rèn)識(shí)“電磁感應(yīng)”這一物理現(xiàn)象，尤其是線圈與磁體彼此呈相對(duì)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。其次，具有極強(qiáng)的趣味性、可操作性，學(xué)生看到這個(gè)手電，都會(huì)好奇：它究竟是怎么發(fā)電的？于是在動(dòng)手的同時(shí)，也會(huì)調(diào)動(dòng)大腦積極思維。在潛移默化中，學(xué)生的物理實(shí)踐能力就得到了提升。更重要的是培養(yǎng)了學(xué)生對(duì)物理的濃厚興趣，以及主動(dòng)探索的科學(xué)精神。

2.激發(fā)興趣。初中學(xué)生好奇心都比較強(qiáng)，物理中的種種奧秘對(duì)他們具有很強(qiáng)的吸引力。各種與物理有關(guān)的玩具，很容易激起他們的研究興趣。比如在學(xué)習(xí)《光學(xué)》時(shí)，就有這樣一個(gè)知識(shí)點(diǎn)：凹面鏡能夠使平行光會(huì)聚，凸面鏡能使平行光發(fā)散。教師為讓學(xué)生更好地認(rèn)識(shí)這一知識(shí)，可以開發(fā)一套“太陽能組合玩具”作為課程資源，現(xiàn)在太陽能電池應(yīng)用已經(jīng)十分廣泛，因此不會(huì)特別昂貴，教師可借助這套工具，帶領(lǐng)學(xué)生組裝出太陽能汽車、風(fēng)車等。不用電池，也可獲得電能，讓學(xué)生親自體會(huì)到光的作用。endprint

3.關(guān)注有效。真正優(yōu)良成功的項(xiàng)目是在潛移默化之中為學(xué)生獲取物理知識(shí)，讓學(xué)生學(xué)會(huì)相關(guān)技能，從而自然地實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)。這樣的課堂教學(xué)才是有效的。比如“自制氣體溫度計(jì)”課外項(xiàng)目，學(xué)生在動(dòng)手之前，必然會(huì)仔細(xì)看課本中溫度以及其他有關(guān)溫度計(jì)方面的知識(shí)，并且會(huì)思考“溫度計(jì)是怎么測(cè)出溫度的”這個(gè)問題，這時(shí)教師可以根據(jù)學(xué)生的疑問，有意識(shí)地填補(bǔ)其技能的“空白”，這樣當(dāng)該項(xiàng)目完成后，這一知識(shí)點(diǎn)也已為學(xué)生熟練掌握了。

（二）驅(qū)動(dòng)問題的設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)得好的驅(qū)動(dòng)問題能夠引導(dǎo)探究活動(dòng)步步深入。在項(xiàng)目學(xué)習(xí)中起著關(guān)鍵的作用。教師借助極為精煉，極其真實(shí)的問題，能夠最大限度地激發(fā)學(xué)生的探索精神和求知欲。設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)問題，首先必須堅(jiān)持開放的原則，同時(shí)驅(qū)動(dòng)問題還應(yīng)富有挑戰(zhàn)性，與授課內(nèi)容保持一致，或者是授課內(nèi)容的延續(xù)。學(xué)生圍繞教師精心設(shè)計(jì)的驅(qū)動(dòng)問題，進(jìn)行探究時(shí)，需要整理思路、搜集信息，多方實(shí)驗(yàn)，分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，才可能最終收獲答案。在這個(gè)過程中，學(xué)生獲得了個(gè)人經(jīng)驗(yàn)、興趣以及自信等。

比如“物態(tài)變化”涉及“溫度”這一概念，教師可以拓展地問學(xué)生：“什么是溫室效應(yīng)？”這個(gè)驅(qū)動(dòng)問題的出發(fā)點(diǎn)就非常不錯(cuò)，它不僅引入了當(dāng)前備受關(guān)注的科學(xué)熱點(diǎn)，同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了課堂物理知識(shí)的延伸。倘若把“溫室效應(yīng)是否會(huì)給我們的生活帶來影響？表現(xiàn)在哪些方面”拋出來，就會(huì)驅(qū)使學(xué)生自覺地運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，聚焦本地的生態(tài)環(huán)境、地理氣候等。

（三）自主探究項(xiàng)目活動(dòng)

比如在學(xué)習(xí)“探究簡單的電路”時(shí)，教師可先引入情景：一股有內(nèi)芯和外套的銅導(dǎo)線；提出項(xiàng)目主題：為什么銅導(dǎo)線內(nèi)芯為銅，外部是塑料？接著設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)問題：同學(xué)們能夠用什么辦法證實(shí)銅屬于導(dǎo)體？將學(xué)生分成不同的小組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，準(zhǔn)備電源、銅、開關(guān)、導(dǎo)線、電流計(jì)或者小燈泡這些東西，并將其串聯(lián)起來，將銅接入其中，打開開關(guān)，如果電流表發(fā)生偏轉(zhuǎn)，或者是接入的小燈泡發(fā)光，即證實(shí)銅可以導(dǎo)電，屬于導(dǎo)體。這種實(shí)驗(yàn)操作，構(gòu)思比較簡單，而對(duì)于更復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)，比如證明鹽水可以導(dǎo)電，鹽水濃度與導(dǎo)電能力強(qiáng)弱的關(guān)系，就可以設(shè)計(jì)成一系列問題。待項(xiàng)目探究活動(dòng)結(jié)束后，教師可以及時(shí)向?qū)W生普及一些生活小常識(shí)：插電源插座的時(shí)候要保持手是干燥的，以免發(fā)生觸電情況，另外，因?yàn)榇蟮匾部梢詫?dǎo)電，所以，冰箱等電器一定要接入地線，以防止漏電帶來的危險(xiǎn)。

初中物理教學(xué)應(yīng)貼近實(shí)際，且活潑生動(dòng)。項(xiàng)目學(xué)習(xí)為初中物理教學(xué)提供了一個(gè)新選擇、新模式，有助于培養(yǎng)學(xué)生的合作能力、動(dòng)手能力以及科學(xué)思維能力，值得教育工作者對(duì)此進(jìn)行深入研究。endprint