源于教材 超越教材

甘國(guó)朋

【摘要】在初中物理教學(xué)中如何培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)呢？文章結(jié)合物理教學(xué)現(xiàn)狀和2011版《物理課程標(biāo)準(zhǔn)》的要求，就如何利用教材的二次開(kāi)發(fā)培養(yǎng)和提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)進(jìn)行了探索和實(shí)踐，主要從實(shí)驗(yàn)、STS、物理學(xué)史三方面探索了培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

【關(guān)鍵詞】教材；實(shí)驗(yàn)；STS；物理學(xué)史；科學(xué)素養(yǎng)

科學(xué)素養(yǎng)是公民素質(zhì)的重要組成部分。公民具備基本科學(xué)素質(zhì)一般指的是了解必要的科學(xué)技術(shù)知識(shí)，掌握基本的科學(xué)方法，具備一定的科學(xué)思想，崇尚科學(xué)精神，并具有一定的應(yīng)用科學(xué)處理實(shí)際問(wèn)題，參與公共事務(wù)的能力。對(duì)中學(xué)生來(lái)說(shuō)，科學(xué)素養(yǎng)是指學(xué)生在接受科學(xué)知識(shí)的過(guò)程中所形成的適應(yīng)社會(huì)發(fā)展和人類自身完善所需要的基本品質(zhì)和能力?；A(chǔ)教育是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的主渠道，中學(xué)物理教學(xué)在學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)方面有著得天獨(dú)厚的條件。利用物理的豐富資源，在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)、STS綜合實(shí)踐活動(dòng)、校本課程開(kāi)發(fā)等方面培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)是一條理想的有效途徑。在物理教學(xué)中應(yīng)該如何培養(yǎng)和提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)呢？近年來(lái)，筆者一直在思考和嘗試、探索如何利用教材的二次開(kāi)發(fā)培養(yǎng)和提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，并在這方面作了大膽的實(shí)踐嘗試，取得了顯著效果。

一、利用實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)

物理教材的二次開(kāi)發(fā)以學(xué)生為本，從物理新課程理念審視物理教育，重視學(xué)生主動(dòng)參與實(shí)驗(yàn)探究的全過(guò)程，從而培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。教師要根據(jù)學(xué)生的個(gè)性、興趣、能力創(chuàng)造性地進(jìn)行教材的二次開(kāi)發(fā)，利用物理實(shí)驗(yàn)真正從“教教材”走向“活用教材”。教師要引導(dǎo)學(xué)生明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵?，使學(xué)生做到有的放矢地觀察，并且親力親為地完成實(shí)驗(yàn)，使實(shí)驗(yàn)成為有目的、有計(jì)劃的教學(xué)活動(dòng)。

物理學(xué)是一門(mén)實(shí)驗(yàn)科學(xué)，許多概念的引入、規(guī)律的得出都和實(shí)驗(yàn)有著密切的聯(lián)系。新教材的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容安排不再是實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)器材、實(shí)驗(yàn)步驟的介紹，而是一種開(kāi)放性的設(shè)置。教材給學(xué)生提供探究思路、操作技巧，突破實(shí)驗(yàn)難點(diǎn)。如制定方案的若干問(wèn)題，數(shù)據(jù)的處理分析，怎樣由實(shí)驗(yàn)結(jié)果得出結(jié)論等，教師和學(xué)生一起設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，經(jīng)歷探究過(guò)程，解決問(wèn)題。在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，筆者做到以下四點(diǎn)：第一，利用猜想激發(fā)學(xué)生思考的欲望；第二，利用生活現(xiàn)象為學(xué)生提供思考的依據(jù)，明確思考目標(biāo)；第三，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中留給學(xué)生寬裕的思考時(shí)間；第四，實(shí)驗(yàn)后組織學(xué)生及時(shí)交流并進(jìn)行反思。只有獨(dú)立思考，才能產(chǎn)生見(jiàn)解，只有產(chǎn)生見(jiàn)解，才有交流的欲望；只有交流，才可以激起新的思考。因此，實(shí)驗(yàn)?zāi)軉l(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力，調(diào)動(dòng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

例如在探究《平面鏡成像特點(diǎn)》這一實(shí)驗(yàn)時(shí)，為了讓學(xué)生更真實(shí)地感知平面鏡成像原理、特點(diǎn)等，我讓學(xué)生找來(lái)平面鏡仔細(xì)觀察，讓他們從平面鏡的外形、材料、成像大小、遠(yuǎn)近等方面看看有什么發(fā)現(xiàn)。然后我根據(jù)情境提出問(wèn)題讓學(xué)生猜想并說(shuō)出猜想的依據(jù)，再放手讓學(xué)生結(jié)合教材設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案并完成實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)時(shí)，我向?qū)W生提出幾個(gè)問(wèn)題：①今天的實(shí)驗(yàn)環(huán)境為什么這么暗？②為什么選薄的玻璃板而不選鏡子？玻璃板的放置對(duì)實(shí)驗(yàn)有什么影響？③刻度尺在此實(shí)驗(yàn)中的作用是什么？光屏的作用是什么？④對(duì)實(shí)驗(yàn)中的兩只蠟燭有什么要求？我們通過(guò)什么方法能比較出像與物的大?。竣葸@一實(shí)驗(yàn)中我們應(yīng)觀察什么？如何記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和現(xiàn)象？

“學(xué)起于思，思源于疑?！苯處焺?chuàng)造性地開(kāi)發(fā)教材，設(shè)計(jì)出具有啟發(fā)性、探索性的疑難問(wèn)題，就會(huì)有效地引導(dǎo)學(xué)生思維探索的主動(dòng)性和積極性。而且學(xué)生在探究過(guò)程中還能夠培養(yǎng)自身的科學(xué)能力；在逐步養(yǎng)成敢于質(zhì)疑、善于交流習(xí)慣的基礎(chǔ)上，還形成了樂(lè)于合作的良好科學(xué)態(tài)度。在實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生既有思維的過(guò)程，也有動(dòng)手操作的實(shí)踐，并且物理思維和科學(xué)方法也得到了訓(xùn)練。通過(guò)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生既可以體驗(yàn)科學(xué)研究的過(guò)程、方法，又可以達(dá)到對(duì)知識(shí)的鞏固和應(yīng)用。另外，我們注意到，用物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)不要只是停留在實(shí)驗(yàn)的層面上，還要?jiǎng)?chuàng)造性地去探索和發(fā)現(xiàn)，要從培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)角度來(lái)施行。

二、利用STS培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)

STS（科學(xué)science、技術(shù)tech-nique、社會(huì)society）教育是科學(xué)與人文教育相融合的產(chǎn)物，是初中物理構(gòu)建素質(zhì)教育的新物理模式，它有助于在物理教學(xué)中讓學(xué)生學(xué)會(huì)生存和發(fā)展，學(xué)會(huì)做人，懂得知識(shí)的使用價(jià)值和社會(huì)價(jià)值。在中學(xué)物理教學(xué)中實(shí)施STS教育有利于培養(yǎng)學(xué)生關(guān)注社會(huì)的意識(shí)，并使其以正確的價(jià)值觀來(lái)思考科技發(fā)展所帶來(lái)的問(wèn)題。STS這種應(yīng)用能力，可以說(shuō)是今后每一個(gè)公民必不可少的基本素質(zhì)。教師利用STS教育能有機(jī)地把物理與生活、社會(huì)、環(huán)境、資源等聯(lián)系起來(lái)，使學(xué)生感到物理就在日常生活和社會(huì)生產(chǎn)中，從而覺(jué)得物理課堂更具有現(xiàn)實(shí)感。

例如，教師在教授電學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)時(shí)，可以先讓學(xué)生觀察自己家中或課室的電路組成、連接、控制方式等。在學(xué)了“安全用電”知識(shí)后，教師要求學(xué)生調(diào)查日常生活中某些居民違反安全用電的事例以及將會(huì)造成什么嚴(yán)重后果等。最后，讓學(xué)生對(duì)調(diào)查中所發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行反饋，并結(jié)合所學(xué)物理知識(shí)提出可行的解決辦法。

又如，在學(xué)習(xí)了能量的相關(guān)知識(shí)后，與環(huán)境保護(hù)聯(lián)系起來(lái)，教師讓學(xué)生到附近的工廠、農(nóng)村調(diào)查環(huán)境污染情況，并提出改進(jìn)措施等。在物理教學(xué)過(guò)程中，筆者鼓勵(lì)學(xué)生積極參與社會(huì)問(wèn)題的研究，如環(huán)境保護(hù)、能源危機(jī)、噪聲污染、水土流失等，鼓勵(lì)他們運(yùn)用所學(xué)的物理知識(shí)去嘗試解決這些實(shí)際問(wèn)題。這樣不但使學(xué)生增長(zhǎng)了科學(xué)知識(shí)與技能，而且讓學(xué)生增強(qiáng)了社會(huì)責(zé)任感。平時(shí)教學(xué)中，教師應(yīng)該為學(xué)生創(chuàng)設(shè)實(shí)際的社會(huì)生活情境，讓他們?cè)趯W(xué)習(xí)過(guò)程中學(xué)會(huì)聯(lián)系生活實(shí)際解決問(wèn)題，把所學(xué)的知識(shí)應(yīng)用到現(xiàn)實(shí)生活中。

其實(shí)，STS教學(xué)就是充分體現(xiàn)物理的實(shí)際優(yōu)勢(shì)，把物理知識(shí)和現(xiàn)實(shí)生活相結(jié)合，把學(xué)生的書(shū)本知識(shí)與實(shí)踐知識(shí)相結(jié)合，培養(yǎng)新一代實(shí)用人才。這種教學(xué)活動(dòng)，促使學(xué)生善于聯(lián)系生活，從生活中汲取經(jīng)驗(yàn)，引起他們的學(xué)習(xí)興趣之余，更能激發(fā)他們的學(xué)習(xí)探究欲望，從而更全面地培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，提高他們的創(chuàng)新能力。

三、利用物理學(xué)史提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)

看看我們身邊，物理學(xué)史與物理教學(xué)的結(jié)合可以說(shuō)是國(guó)內(nèi)外基礎(chǔ)教育改革的一項(xiàng)重要課題。筆者對(duì)物理教材進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，很重要的一個(gè)方面就是恰當(dāng)?shù)乩梦锢韺W(xué)史的影響來(lái)提高學(xué)生的物理素養(yǎng)。如在物理教育中，本人重視科學(xué)知識(shí)構(gòu)建的過(guò)程，重視學(xué)生的興趣、態(tài)度、情感和創(chuàng)造力培養(yǎng)。這種做法有利于學(xué)生對(duì)科學(xué)本質(zhì)的理解，有利于對(duì)學(xué)生科學(xué)精神和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，而且物理學(xué)史和物理教學(xué)的有機(jī)結(jié)合能夠豐富物理教學(xué)內(nèi)容。

今天的物理教材中增加了許多科學(xué)史料，物理教師應(yīng)該把握其深意，好好利用這些史料。在日常教學(xué)中，教師讓學(xué)生收集物理科學(xué)史，介紹物理科學(xué)史（特別是物理科學(xué)上的大發(fā)現(xiàn)、發(fā)明過(guò)程和著名的科學(xué)家等）。例如在探究電磁感應(yīng)現(xiàn)象時(shí)，教師介紹法拉第是一位著名的自學(xué)成才的科學(xué)家，并讓學(xué)生利用課余時(shí)間收集有關(guān)法拉第的相關(guān)資料。在搜集資料的過(guò)程中，學(xué)生會(huì)體會(huì)到法拉第對(duì)科學(xué)堅(jiān)忍不拔的探索精神。又如在講授牛頓第一運(yùn)動(dòng)定律時(shí)，把古代的亞里士多德和近代的伽利略、牛頓等科學(xué)家的事跡介紹給學(xué)生，讓學(xué)生體會(huì)科學(xué)家所遭遇挫折失敗和科學(xué)思想形成的曲折與艱辛。物理學(xué)史體現(xiàn)富有人情味的探索過(guò)程，具有豐富的創(chuàng)新思想、創(chuàng)新精神和智慧，將其引入到教學(xué)中會(huì)對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)起到潛移默化的作用。

物理發(fā)展史是人類科學(xué)文化的重要組成部分，是研究物質(zhì)、相互作用和運(yùn)動(dòng)規(guī)律的自然科學(xué)，它一直引領(lǐng)著人類探索大自然的奧秘，深化著人類對(duì)大自然的認(rèn)識(shí)，是技術(shù)進(jìn)步的重要基礎(chǔ)。尤其是20世紀(jì)初建立的相對(duì)論和量子論，引發(fā)了物理學(xué)的革命，對(duì)化學(xué)、生物學(xué)、地學(xué)、天文學(xué)等自然科學(xué)產(chǎn)生了重要的影響，推動(dòng)了材料、能源、環(huán)境、信息等科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，改變了人類的生產(chǎn)、生活的方式，對(duì)人類文明和社會(huì)進(jìn)步做出了重大貢獻(xiàn)。物理學(xué)的迅速發(fā)展及其相關(guān)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，也使基礎(chǔ)物理課程面臨新的機(jī)遇與挑戰(zhàn)。為了適應(yīng)時(shí)代發(fā)展的需要，義務(wù)教育物理課程也應(yīng)體現(xiàn)物理學(xué)的本質(zhì)，反映物理學(xué)對(duì)社會(huì)發(fā)展的影響。學(xué)生能運(yùn)用科學(xué)的情感與價(jià)值對(duì)待生活中的科技，關(guān)注未來(lái)科技的發(fā)展與挑戰(zhàn)，這是我們物理教學(xué)的基本目標(biāo)。

愛(ài)因斯坦說(shuō)過(guò)：“學(xué)校始終應(yīng)當(dāng)把發(fā)展獨(dú)立思考和獨(dú)立創(chuàng)新的能力放在首位?！蔽锢斫滩亩伍_(kāi)發(fā)以學(xué)生發(fā)展為本，發(fā)展學(xué)生的獨(dú)立思考和獨(dú)立創(chuàng)新能力，才能把握好現(xiàn)代物理課程教育改革的發(fā)展方向。在滲透科學(xué)素養(yǎng)教育過(guò)程中，注重與教學(xué)內(nèi)容的有機(jī)融合，注意方法上的靈活性、形式上的多樣性，全面提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和綜合素質(zhì)，使物理教材的二次開(kāi)發(fā)做到源于教材，超越教材，從物理走向生活，為學(xué)生將來(lái)更好地服務(wù)于社會(huì)打下良好的基礎(chǔ)。

四、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，科學(xué)素養(yǎng)是建立在人的素質(zhì)和科學(xué)素質(zhì)的基礎(chǔ)上的一種高層次修養(yǎng)，它比科學(xué)素質(zhì)和平常所說(shuō)的修養(yǎng)意義更廣，層次更深?？茖W(xué)素質(zhì)是人們?cè)趯W(xué)習(xí)、生產(chǎn)和生活中，運(yùn)用科學(xué)知識(shí)的程度和能力。物理學(xué)是最早建立起來(lái)的一門(mén)自然科學(xué)，它是以縝密的實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，以數(shù)學(xué)為手段的理論思維的嚴(yán)格科學(xué)。正因?yàn)槲锢韺W(xué)的這種特點(diǎn)，它在各門(mén)自然科學(xué)課程中，在培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)方面有著無(wú)可替代的作用。因此，教師在物理教學(xué)中要有意識(shí)、有目的、有計(jì)劃地提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

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