淺談初中物理教學(xué)中學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)

楊思團(tuán)

【摘 要】 初中物理實(shí)驗(yàn)探究、STS材料和物理學(xué)史教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的重要內(nèi)容，教師要有機(jī)整合教材和現(xiàn)有的教學(xué)資源，提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

【關(guān) 鍵 詞】 科學(xué)素養(yǎng)；實(shí)驗(yàn)探究；STS；物理學(xué)史

中圖分類號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-0568（2016）27-0095-02

在知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代，科學(xué)素養(yǎng)成為國(guó)民素質(zhì)的重要體現(xiàn)。中學(xué)生是未來社會(huì)發(fā)展的中堅(jiān)力量，其科學(xué)素養(yǎng)的高低，決定了我國(guó)未來的社會(huì)的發(fā)展和進(jìn)步。培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)也是新課標(biāo)的目標(biāo)要求，教師要深入研究教材和課程標(biāo)準(zhǔn)，做到理解精神，掌握精髓。在物理教學(xué)過程中，要適時(shí)滲透學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)教育，做到科學(xué)素養(yǎng)與教學(xué)內(nèi)容的有機(jī)結(jié)合，促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展。

一、通過實(shí)驗(yàn)探究教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)

物理學(xué)是一門實(shí)驗(yàn)科學(xué)，初中物理教學(xué)所涉及的大量物理規(guī)律和定律都是通過實(shí)驗(yàn)得到的。在教學(xué)中通過實(shí)驗(yàn)探究，讓學(xué)生體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)的探究過程，通過實(shí)際動(dòng)手操作、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)胤治龊蜌w納、科學(xué)的總結(jié)，以得到相關(guān)物理知識(shí)為目標(biāo)。實(shí)驗(yàn)探究是物理教學(xué)不可缺少的重要內(nèi)容，是物理教學(xué)的靈魂，通過實(shí)驗(yàn)探究可以促進(jìn)學(xué)生理解知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的問題意識(shí)，提升分析問題和解決問題的能力，提高學(xué)生獨(dú)立思考和創(chuàng)新思維的能力。

實(shí)驗(yàn)探究教學(xué)首先要讓學(xué)生明白探究的目的和意義，使學(xué)生懂得實(shí)驗(yàn)探究是物理學(xué)的重要內(nèi)容，物理學(xué)的原理、規(guī)律都來自于實(shí)驗(yàn)探究，并且了解相應(yīng)的科學(xué)知識(shí)；其次，要讓學(xué)生在研究過程中掌握實(shí)驗(yàn)探究的科學(xué)思想方法和操作技能；再次，教師要明確實(shí)驗(yàn)探究是學(xué)生的探究，務(wù)必讓學(xué)生獨(dú)立完成，親身體驗(yàn)獲取知識(shí)的全過程，讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)探究過程中學(xué)會(huì)觀察、學(xué)會(huì)分析、學(xué)會(huì)表達(dá)、學(xué)會(huì)交流、學(xué)會(huì)合作、學(xué)會(huì)思考和歸納，逐漸形成穩(wěn)定的行為和品質(zhì)；最后，要讓學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)探究，了解科學(xué)技術(shù)對(duì)社會(huì)和個(gè)人所產(chǎn)生的影響，體會(huì)物理學(xué)家追求真理的嚴(yán)謹(jǐn)態(tài)度和獻(xiàn)身精神，培養(yǎng)學(xué)生崇尚科學(xué)、熱愛科學(xué)、獻(xiàn)身科學(xué)的意志和品質(zhì)。

在探究導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體兩端電壓和導(dǎo)體電阻關(guān)系時(shí)，筆者的做法是：實(shí)驗(yàn)之前教師要引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合已學(xué)知識(shí)分析實(shí)驗(yàn)過程中可能出現(xiàn)的問題或錯(cuò)誤，如連接電路時(shí)開關(guān)所處的狀態(tài)、電流表和電壓表的正負(fù)接線柱及其量程選擇、滑動(dòng)變阻器的接法和閉合開關(guān)時(shí)變阻器的滑片位置等。然后分組進(jìn)行試驗(yàn)：①小組進(jìn)行討論，對(duì)導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體兩端電壓和導(dǎo)體電阻關(guān)系提出猜想或假設(shè)。②各小組展示猜想，師生合作，對(duì)猜想進(jìn)行歸類分析，并剔除不合理的猜想。③小組合作，畫出實(shí)驗(yàn)電路圖，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案和數(shù)據(jù)記錄表格。④進(jìn)行實(shí)驗(yàn)并記錄數(shù)據(jù)。⑤分析數(shù)據(jù)，歸納得出結(jié)論。⑥小組對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行評(píng)估，找出實(shí)驗(yàn)中存在的問題和不足。⑦小組進(jìn)行總結(jié)，交流實(shí)驗(yàn)過程中的得失。學(xué)生通過本實(shí)驗(yàn)的探究過程，提高了表達(dá)、分析、歸納等能力，也培養(yǎng)了學(xué)生自主合作的意識(shí)和團(tuán)隊(duì)精神，學(xué)生體驗(yàn)到了成功的喜悅，增強(qiáng)了學(xué)習(xí)的信心。

實(shí)驗(yàn)探究對(duì)培養(yǎng)學(xué)生能力和發(fā)展學(xué)生思維極其重要，教師在物理教學(xué)中，不僅要重視實(shí)驗(yàn)探究，更要重視實(shí)驗(yàn)探究教學(xué)方法的研究，使學(xué)生通過對(duì)問題的探究過程獲得體驗(yàn)和技能，提升思維和增加智慧，進(jìn)而形成意識(shí)，完善品格。

二、通過“STS”教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)

“STS”教育是讓學(xué)生在創(chuàng)設(shè)的實(shí)際技術(shù)情境和社會(huì)情況中去學(xué)習(xí)理解科學(xué)和技術(shù)知識(shí)，在實(shí)際的研究過程中去認(rèn)識(shí)和掌握科學(xué)理論、科學(xué)方法，進(jìn)而形成參與社會(huì)決策的意識(shí)，形成可持續(xù)發(fā)展的觀念。

1. 用好教材中的“STS”材料

“STS”是初中物理新課程教學(xué)內(nèi)容的重要組成部分，內(nèi)容全面，知識(shí)豐富，涉及的科學(xué)領(lǐng)域較廣，是增長(zhǎng)學(xué)生知識(shí)、拓寬學(xué)生視野、培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的現(xiàn)成素材。教師要通過“STS”教學(xué)，使學(xué)生了解物理學(xué)的科研成果，了解新技術(shù)材料在社會(huì)各領(lǐng)域中的應(yīng)用，了解物理學(xué)的成就和物理學(xué)對(duì)人類社會(huì)發(fā)展所作出的貢獻(xiàn)，讓學(xué)生能真正感受到物理學(xué)的魅力，從而激發(fā)學(xué)生熱愛科學(xué)、崇尚科學(xué)的意識(shí)。教材中的半導(dǎo)體、超導(dǎo)體、納米技術(shù)等就是較好的STS素材。教師在講解這些內(nèi)容時(shí)，盡可能查閱相關(guān)資料，弄清其特性和用途，力爭(zhēng)給學(xué)生講清楚、講透徹。如講解半導(dǎo)體內(nèi)容時(shí)，要做到以下三點(diǎn)：①介紹半導(dǎo)體的電學(xué)、力學(xué)、光學(xué)、熱學(xué)等基本特性。②介紹人們根據(jù)半導(dǎo)體的不同特性制成了二極管、三極管、壓敏電阻、光敏電阻和熱敏電阻。③介紹這些電子元件在社會(huì)生活中的應(yīng)用（如制成了電子秤、光控開關(guān)、聲控開關(guān)和熱敏溫度計(jì)等）。

2. 充分利用電視媒體和信息網(wǎng)絡(luò)中“STS”素材

電視媒體中經(jīng)常介紹國(guó)內(nèi)外高科技領(lǐng)域中的研究成果，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中“STS”素材應(yīng)有盡有，教師在教學(xué)過程中可以恰當(dāng)?shù)貪B透國(guó)內(nèi)外的一些新的科研成果，如新材料、新發(fā)現(xiàn)、新探索等。例如，在講解能量的轉(zhuǎn)化內(nèi)容時(shí)，教師利用多媒體給學(xué)生播放了“嫦娥一號(hào)”的發(fā)射過程并結(jié)合學(xué)生掌握的知識(shí)，全面分析火箭發(fā)射和一號(hào)衛(wèi)星運(yùn)行過程中的能量轉(zhuǎn)化；在學(xué)習(xí)長(zhǎng)度及其測(cè)量時(shí)，教材介紹的納米技術(shù)和納米材料內(nèi)容較淺顯，不利于學(xué)生的理解。為了讓學(xué)生能更全面地了解納米技術(shù)及其應(yīng)用，教師在教學(xué)前利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)搜索了納米技術(shù)的概述、納米材料的種類和應(yīng)用，并制成幻燈片，在課上運(yùn)用多媒體播放給學(xué)生。這樣既能使學(xué)生了解、掌握科學(xué)知識(shí)，也能通過研究過程了解科學(xué)方法，還能體會(huì)科學(xué)技術(shù)對(duì)社會(huì)和個(gè)人所產(chǎn)生的深遠(yuǎn)影響。

3. 重視社會(huì)生活中的“STS”素材

物理學(xué)來自于社會(huì)生活，同時(shí)又回歸社會(huì)，改造自然，推動(dòng)人類社會(huì)的發(fā)展與進(jìn)步。因此，在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和社會(huì)生活中，物理學(xué)應(yīng)用和與“STS”相關(guān)的事例隨處可見。如：熟透的湯圓會(huì)飄起來；冰箱里內(nèi)冷凍的食物表面有白霜；冬天戴眼鏡的人從室外進(jìn)到室內(nèi)，鏡片上出現(xiàn)水霧；北方的冬季，工人為使冰雪路面盡快解凍，在路面上撒鹽；汽車加速、減速和轉(zhuǎn)彎時(shí)乘客會(huì)傾倒；媽媽炒菜時(shí)聞到香味；登山隊(duì)員登珠穆朗瑪峰時(shí)，用普通鍋煮不熟飯等。在教學(xué)中，教師結(jié)合教學(xué)內(nèi)容適當(dāng)穿插或列舉學(xué)生較為熟悉的物理事例，不但能夠擴(kuò)充教學(xué)的內(nèi)容和增強(qiáng)課堂情趣，消除學(xué)生頭腦中物理難學(xué)的疑慮，還能更好地體現(xiàn)出理論與實(shí)際相結(jié)合的思想。

三、通過“物理學(xué)史”教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)

物理學(xué)史是研究物理學(xué)辯證發(fā)展過程規(guī)律的一門學(xué)科，是人類對(duì)自然界各種物理現(xiàn)象的認(rèn)識(shí)史。物理學(xué)史中包含了大量科學(xué)思維形成和發(fā)展的案例，內(nèi)容與物理教材緊密相連，容易激發(fā)學(xué)生興趣。物理學(xué)發(fā)展既蘊(yùn)含著豐富物理知識(shí)，也蘊(yùn)含著科學(xué)思維及科學(xué)方法的多樣性和創(chuàng)造性，體現(xiàn)著科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神，是對(duì)學(xué)生全面進(jìn)行科學(xué)素養(yǎng)教育的重要內(nèi)容。學(xué)習(xí)物理學(xué)史，不僅能讓學(xué)生體會(huì)發(fā)現(xiàn)真理、堅(jiān)持真理的艱辛，還能學(xué)習(xí)到科學(xué)家的優(yōu)秀品質(zhì)，如尊重客觀事實(shí)、毅力頑強(qiáng)、勇于追求等，從而培養(yǎng)學(xué)生正確的情感態(tài)度與價(jià)值觀。在課堂教學(xué)中，教師要充分應(yīng)用物理學(xué)史豐富的史料及其中所蘊(yùn)含的教育因素，把物理教育過程看成是“把凝固的文化激活”的過程，把物理學(xué)知識(shí)的傳授和學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)化成歷史上文化創(chuàng)造者與今天學(xué)習(xí)者的對(duì)話。

物理學(xué)史上難于攻克的部分往往也是學(xué)生難以學(xué)會(huì)的地方，科學(xué)史上關(guān)鍵性的突破和物理學(xué)大師們偉大貢獻(xiàn)的精華之處，也是教學(xué)重點(diǎn)所在，某些錯(cuò)誤的表現(xiàn)形式也會(huì)是非常類似的。比如，認(rèn)為物體自由下落的速度大體上與所受重力成正比，從相同高度落下，較重物體下落較快等概念。在物理概念、規(guī)律、理論的教學(xué)中，不僅僅是告訴學(xué)生結(jié)果，要求學(xué)生記住規(guī)律、會(huì)用公式，還要讓學(xué)生知道這些結(jié)果取得的過程，這種過程就是歷史，其中蘊(yùn)含了物理學(xué)大師們迷人的科學(xué)風(fēng)采和他們?cè)谌〉媒Y(jié)果過程中所體現(xiàn)出的科學(xué)智慧。對(duì)物理知識(shí)的歷史考察，可以把發(fā)現(xiàn)的本質(zhì)放在更真實(shí)的背景下，使學(xué)生真正懂得它們的本質(zhì)，得到超出于定律和公式的許多啟示。物理學(xué)史教學(xué)有利于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，提高學(xué)生的創(chuàng)新能力，幫助學(xué)生掌握科學(xué)的學(xué)習(xí)和探究方法，形成樸素的唯物觀和方法論。同時(shí)，物理學(xué)史蘊(yùn)藏著豐富的美學(xué)思想，揭示了物理學(xué)科中的科學(xué)美、物理知識(shí)中的文學(xué)美，滲透物理學(xué)史教育有利于培養(yǎng)學(xué)生的社會(huì)美和實(shí)施情感體驗(yàn)的藝術(shù)美。

初中物理教材蘊(yùn)藏著豐富的有利于培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的教育內(nèi)容，教師要重視對(duì)教材的研究，在教學(xué)過程中要認(rèn)真落實(shí)新課程標(biāo)準(zhǔn)的目標(biāo)要求，把培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)滲透到整個(gè)物理教學(xué)過程中，做到知識(shí)的傳授、學(xué)生能力的提高和培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的有機(jī)結(jié)合。

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（編輯：楊 迪）