淺談高中物理教學(xué)在提升高中生科學(xué)素養(yǎng)中的重要性

朱林鋒

摘 要：如今科技高速發(fā)達，任何一個人都離不開科學(xué)技術(shù)。高中生是國家培養(yǎng)的未來人才，是國家發(fā)展的主力軍，更應(yīng)該具有基本的科學(xué)素養(yǎng)。本文從何為科學(xué)素養(yǎng)說起，到中外科學(xué)素養(yǎng)的定義，最后提出我國高中物理課堂上高中生科學(xué)素養(yǎng)提升的途徑和建議。

關(guān)鍵詞：高中物理教學(xué)；科學(xué)素養(yǎng)；課程改革；科學(xué)知識；科學(xué)技能；科學(xué)觀念

中圖分類號：G633.7 文獻標識碼：A 文章編號：1003-6148（2016）6-0023-3

在現(xiàn)代科技高速發(fā)達的社會，任何一個人都離不開科學(xué)技術(shù)，甚至是國家的發(fā)展命運都跟科技的發(fā)展有關(guān)。這就要求我國每一位社會公民都要有科學(xué)的意識，都要有一定的科學(xué)基礎(chǔ)。如此重要的任務(wù)自然而然地會落到學(xué)生的教育上，而學(xué)生主要是在學(xué)校學(xué)習(xí)知識，包括科學(xué)技術(shù)等基礎(chǔ)知識都應(yīng)該在學(xué)習(xí)階段有所涉獵。然而，高中教育為高中生進入大學(xué)深入學(xué)習(xí)提供了一個基礎(chǔ)。作為理科類的物理學(xué)科自然責(zé)無旁貸，應(yīng)該擔(dān)負起培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)這項重任。高中物理課程標準明確指出，高中物理教學(xué)旨在進一步提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，從“知識與技能”“過程與方法”“情感、態(tài)度與價值觀”3個方面去培養(yǎng)學(xué)生，使學(xué)生通過高中物理的學(xué)習(xí)逐步養(yǎng)成和樹立科學(xué)方法、科學(xué)態(tài)度、科學(xué)思維習(xí)慣、科學(xué)世界觀，引導(dǎo)學(xué)生認識科學(xué)和技術(shù)的差別、科學(xué)技術(shù)對社會的影響，強調(diào)全面提升學(xué)生的素質(zhì)。為什么科學(xué)素養(yǎng)的提升受到越來越多的重視？到底在高中物理教學(xué)中怎樣進行科學(xué)素養(yǎng)的教育？

1 科學(xué)素養(yǎng)的定義

科學(xué)素養(yǎng)是素養(yǎng)概念的延伸，其基本含義指在科學(xué)與技術(shù)方面，具有基本的讀、寫、表述和理解能力，以及具有一定的科學(xué)研究和技術(shù)創(chuàng)新的能力。

1.1 美國對科學(xué)素養(yǎng)的定義

科學(xué)素養(yǎng)的概念一直出現(xiàn)在20世紀50年代的美國。1952年美國教育改革家科南特在他的《科學(xué)中的普通教育》一書中談到了普通公民應(yīng)該具有科學(xué)素養(yǎng)，他的定義是：人的經(jīng)驗越廣泛，科學(xué)素養(yǎng)就越高。同時，斯坦福大學(xué)的赫德也是最早提出科學(xué)素養(yǎng)的人，他在1958年發(fā)表的《科學(xué)素養(yǎng)》中在講到美國學(xué)校時使用科學(xué)素養(yǎng)來描述人們在社會實踐中對科學(xué)的理解和應(yīng)用，真正把科學(xué)素養(yǎng)引入到基礎(chǔ)教育。1964年美國科學(xué)教師協(xié)會（NSTA）給出了科學(xué)素養(yǎng)的描述性的定義，包括6個方面：第一、科學(xué)與社會的相互關(guān)系；第二、知道科學(xué)家工作的論理原則；第三、科學(xué)的本質(zhì)；第四、科學(xué)和技術(shù)的差異；第五、基本的科學(xué)概念；第六、科學(xué)和人類的關(guān)系。

1985年的時候，美國科學(xué)基金會啟動了一個2061計劃，這是一個面向21世紀致力于科學(xué)知識普及的中小學(xué)課程改革工程。該計劃認為：美國的下一代必將面臨巨大的變革，而科學(xué)、數(shù)學(xué)和技術(shù)位居變革的核心，它們導(dǎo)致變革，塑造變革，并且對變革做出反應(yīng)，他們對今日的兒童適應(yīng)明日的世界十分重要。這個2061計劃，分為兩個階段，在1989年，推出了第一階段的成果叫2061計劃，面向全體美國人的科學(xué)。它定義的科學(xué)素養(yǎng)是：熟悉自然界，尊重它的多樣性和統(tǒng)一性，懂得科學(xué)、數(shù)學(xué)和技術(shù)相互依賴的一些重要方法，理解科學(xué)的基本概念和原理，有進行科學(xué)思維的能力，認識到科學(xué)、數(shù)學(xué)和技術(shù)是人類共同的事業(yè)，以及它們的長處和局限性。同時，還應(yīng)該能夠運用科學(xué)知識和思維方法，處理個人和社會的問題。這是美國科學(xué)基金會在1985年提出的有關(guān)科學(xué)素養(yǎng)的一個概念，其中強調(diào)了數(shù)學(xué)在科學(xué)素養(yǎng)中的重要性。

1.2 我國對科學(xué)素養(yǎng)的定義

2000年的時候，科技部、教育部、中宣部、中國科協(xié)和共青團中央5個部門頒布了《2001—2005年中國青少年科學(xué)技術(shù)普及活動指導(dǎo)綱要》和《2001—2005年中國青少年科學(xué)技術(shù)普及活動的內(nèi)容與目標》。這兩份文件對科學(xué)素養(yǎng)有一個統(tǒng)一的理解，它包括了4個方面：一是科學(xué)態(tài)度；二是科學(xué)知識和技能；三是科學(xué)方法和能力；四是科學(xué)的行為和習(xí)慣。在我國教育部制定的初中生關(guān)于物理學(xué)科的課程標準中對科學(xué)素養(yǎng)的定義包括：科學(xué)探究；科學(xué)知識與技能；科學(xué)態(tài)度、情感與價值觀；科學(xué)、技術(shù)與社會的關(guān)系（STS）。

雖然科學(xué)素養(yǎng)的定義各有不同，但是各自涉及的基本要素大體可以歸為3個維度：一是科學(xué)知識維度；二是科學(xué)技能維度，包括科學(xué)方法和科學(xué)技能兩個因素；三是科學(xué)觀念維度，包括科學(xué)本質(zhì)和STS。因此，科學(xué)素養(yǎng)就是由科學(xué)知識、科學(xué)技能和科學(xué)觀念3個維度構(gòu)成。[1]下文將從這3個方面淺談如何在高中課堂教學(xué)中提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

2 高中物理課堂中科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)

在高中的課堂中，教師往往兼具多項任務(wù)，不僅要講授高考要求考查的內(nèi)容，還要教學(xué)生如何學(xué)習(xí)，以及提升學(xué)生的綜合素質(zhì)。尤其是在高中物理課堂，教師的引領(lǐng)作用顯得尤為重要。物理是一門自然科學(xué)，物理知識跟生活緊密相關(guān)，科學(xué)技術(shù)的發(fā)展也離不開物理的基礎(chǔ)知識，因此，在教學(xué)中對學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)有著舉足輕重的作用。所以，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的重任不得不由物理教師肩負起。從高中物理教學(xué)入手，通過多種途徑，能有效實現(xiàn)高中生科學(xué)素養(yǎng)3個維度的提升。

2.1 科學(xué)知識的培養(yǎng)

物理知識是科學(xué)知識的一部分，學(xué)好物理知識對培養(yǎng)科學(xué)素養(yǎng)很有幫助。而由于物理學(xué)科的特點，高中生對物理知識的學(xué)習(xí)興趣并不是很高。特別是在高中第一年的學(xué)習(xí)中，接觸到牛頓運動定律的相關(guān)知識后，很多學(xué)生對物理已經(jīng)失望，甚至是放棄，而這種情況下，如何提高物理課堂教學(xué)的效率，激發(fā)學(xué)生對物理知識的興趣是亟待解決的問題。

這時教師要善于開發(fā)教學(xué)資源，物理知識跟生活是息息相關(guān)的，如果能利用身邊的現(xiàn)象來解釋物理知識，將會激發(fā)學(xué)生的興趣。比如，在學(xué)習(xí)牛頓運動定律時，在課堂上經(jīng)常以生活知識引入，如電梯、火車、汽車等學(xué)生經(jīng)常接觸的物體和人走路、人推桌子、人騎自行車等經(jīng)常做的事情。除了實驗室能看到的演示器具外，我們也可以自制“道具”，讓學(xué)生體會物理知識在生活中的運用。例如，筆者在講牛頓第一定律時講完了慣性的概念后給學(xué)生提出了一個任務(wù)：如何用一根普通的水管將礦泉水瓶中的水抽出？不能借助任何道具。其實這就是利用慣性原理的一個例子，學(xué)生想不出了，而覺得非常有趣，很期待老師是怎么實現(xiàn)的，當筆者僅用雙手三下兩下就將瓶中的水抽出時，迎來了學(xué)生熱烈的掌聲。這樣學(xué)生就能感覺到物理知識的強大，極大地激起了他們對物理知識的熱情，從此物理課堂不再枯燥。

2.2 科學(xué)技能的培養(yǎng)

物理不僅是一門自然科學(xué)，更是一門以實驗為基礎(chǔ)的科學(xué)，而物理中科學(xué)探究精神跟科學(xué)素養(yǎng)定義中的科學(xué)方法和科學(xué)技能的含義如出一轍。因此，利用物理實驗培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)會有很好的效果。在傳統(tǒng)的高中物理課堂中，物理實驗并沒有受到重視，大都是教師講實驗，連演示實驗也只是走馬觀花地過一遍，如此學(xué)生自然就對物理提不起興趣。而實驗是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的重要工具，在實驗的設(shè)計過程中，分組合作探究、問題的提出、實驗原理的利用、實驗器材的選定、實驗步驟的制定、實驗結(jié)果采集以及實驗結(jié)果的分析等一系列過程，都是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的過程，學(xué)生在實驗中體會科學(xué)探究的精神，理解科學(xué)方法的運用，同時提升每位學(xué)生的動手能力。不僅加深了學(xué)生對各個理論知識的記憶，還讓學(xué)生以科學(xué)家認識世界的方式去學(xué)習(xí)，培養(yǎng)了他們獨立觀察、獨立思考、團結(jié)合作、分析和解決問題的能力。

2.3 科學(xué)觀念的培養(yǎng)

在高中物理課程標準中有一個“情感、態(tài)度與價值觀”目標，而它的目的就是讓學(xué)生感受物理知識的魅力，學(xué)習(xí)物理學(xué)家對科學(xué)知識、科學(xué)本質(zhì)不懈追求的精神。所以，在物理教學(xué)中可以插入物理學(xué)史的知識。比如，在講電磁感應(yīng)時，就可以介紹法拉第對科學(xué)知識的探索經(jīng)歷：他從小由于家庭貧困不能上學(xué)，13歲便在一家書店做學(xué)徒，但生活的貧困不能阻止他對學(xué)知識的欲望，他勤奮刻苦地學(xué)習(xí)，日復(fù)一日地做實驗，最終發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)，成為19世紀電磁學(xué)領(lǐng)域偉大的物理學(xué)家。這種講故事的方式不僅讓學(xué)生對知識點記憶深刻，同時學(xué)到了法拉第刻苦學(xué)習(xí)的精神，知道科學(xué)實驗也不是一次就能成功的。再比如，講放射性元素時，就可以講居里夫人在長期探索放射性元素的過程中，受到了嚴重輻射而患上白血病，但仍未放棄研究。通過這些例子，在傳授知識的過程中也為學(xué)生詮釋了真正的科學(xué)精神。

在這樣一個科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展的時代，我國提出“科教興國”的偉大戰(zhàn)略，對于實現(xiàn)我國經(jīng)濟騰飛，早日實現(xiàn)中國夢意義重大。21世紀科學(xué)技術(shù)將更加迅猛的發(fā)展，未來的國際競爭，焦點是科學(xué)技術(shù)，實質(zhì)是人才的競爭，是公民科學(xué)素養(yǎng)的競爭。高中生是國家培養(yǎng)的未來人才，是國家發(fā)展的主力軍。物理教學(xué)在學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)中的積極作用還需要當今教師共同去實現(xiàn)，共同探索出更好的課堂教學(xué)方法。

參考文獻：

[1]潘蘇東，褚慧玲.科學(xué)素養(yǎng)的基本內(nèi)涵——三維模式[J]. 科學(xué)，2005，56（6）：39—41.

[2]潘蘇東.從分科走向綜合[M].北京：中國輕工業(yè)出版社，2004.

[3]汪小青.在高中物理教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)[J].學(xué)周刊：下旬，2014（11）：197.

（欄目編輯 劉 榮）