基于培養(yǎng)學(xué)生“科學(xué)素質(zhì)”的物理教學(xué)研究

覃惠

一、培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素質(zhì)的重要性

科學(xué)素質(zhì)教育是當(dāng)今世界科學(xué)教育改革發(fā)展的主導(dǎo)方向，也是物理教育改革探討的中心課題之一。21世紀(jì)以來，隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，社會經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整變化的加快，社會對科技人才的要求越來越高?！度窨茖W(xué)素質(zhì)行動計劃綱要》指出，科學(xué)素質(zhì)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)一般指了解必要的科學(xué)技術(shù)知識，掌握基本的科學(xué)方法，樹立科學(xué)思想，崇尚科學(xué)精神，并具有一定的應(yīng)用它們處理實際問題、參與公共事務(wù)的能力。提高公民科學(xué)素質(zhì)，對于增強(qiáng)公民獲取和運用科技知識的能力、改善生活質(zhì)量、實現(xiàn)全面發(fā)展，對于提高國家自主創(chuàng)新社會，建設(shè)新型國家，實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)社會全面協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展，構(gòu)建社會主義和諧社會，都具有十分重要的意義。由此可見，科學(xué)素質(zhì)主要由科學(xué)知識、科學(xué)思想、科學(xué)方法、科學(xué)精神、科學(xué)態(tài)度等要素組成。在科學(xué)素質(zhì)里，科學(xué)知識是基礎(chǔ)，科學(xué)方法和思想是骨干，科學(xué)精神是靈魂和不竭的動力，科學(xué)態(tài)度是核心。

二、在物理教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)

物理教育家趙凱華在談到素質(zhì)教育時說，最重要的科學(xué)素質(zhì)包含在物理學(xué)的基本概念、基本原理和基本方法之中。作為基礎(chǔ)學(xué)科的物理學(xué)，在學(xué)生科學(xué)素質(zhì)培養(yǎng)中起到舉足輕重的作用。物理學(xué)是觀察、實驗與理論緊密聯(lián)系、相互促進(jìn)的基礎(chǔ)自然科學(xué)，充分體現(xiàn)了科學(xué)的本質(zhì)特征。物理學(xué)從早期萌芽到近代發(fā)展，都以豐富的方法論和科學(xué)觀以及充滿哲理的物理思想影響著人類的思想、觀點和方法，影響著各門學(xué)科的發(fā)展。物理學(xué)的發(fā)展不僅深化了人類對物質(zhì)世界的認(rèn)識，而且?guī)恿丝萍嫉陌l(fā)展，推動了文化、經(jīng)濟(jì)和社會的進(jìn)步。因此，在物理的教學(xué)中，對物理學(xué)思想發(fā)展及物理學(xué)規(guī)律、理論的發(fā)現(xiàn)過程的教學(xué)，有助于學(xué)生理解掌握物理相關(guān)知識，認(rèn)識物理知識的相對性、動態(tài)性，了解其物理基本觀念的變革，增強(qiáng)學(xué)生對物理學(xué)習(xí)的興趣和信心。而且物理學(xué)在整個發(fā)展過程中，以其特有的精神價值給學(xué)生人生價值的追求以深刻影響，有助于學(xué)生科學(xué)素質(zhì)的形成和發(fā)展。因此，學(xué)習(xí)物理可以提高學(xué)生自身的科學(xué)素質(zhì)。

三、在物理教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素質(zhì)的途徑

1.利用物理學(xué)史培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素質(zhì)

回顧歷史，我們可以清晰地看到，每一次科技革命、技術(shù)革命和產(chǎn)業(yè)革命無不打下了物理學(xué)深深的烙印。物理學(xué)革命及其所引發(fā)的一系列科學(xué)革命，推動了產(chǎn)業(yè)和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，并且極大地深化了人類對物質(zhì)世界的認(rèn)識，促進(jìn)了先進(jìn)思想、先進(jìn)文化的孕育與形成，從而深刻地改變了人類的物質(zhì)生活、精神生活和社會生活。當(dāng)然，這些成就是來之不易的，在一次次物理變革過程中，都伴隨著一次次的物理思想變革，也伴隨著一個個物理學(xué)家的奉獻(xiàn)甚至犧牲自我。物理學(xué)史是研究物理學(xué)發(fā)展歷史的科學(xué)，它真實記載了物理科學(xué)形成發(fā)展的歷程，解釋與分析了歷程的形成背景與規(guī)律，集中體現(xiàn)了人類探索和逐步認(rèn)識物理世界的現(xiàn)象、特性、規(guī)律和本質(zhì)的歷程，不僅包含物理科學(xué)知識體系逐步成熟發(fā)展的過程，也包含著科學(xué)家探索追求真理的故事，包含著認(rèn)識論和方法論的因素，包含著探索者的艱辛與悲歡，又體現(xiàn)著認(rèn)識過程中理論與實踐、繼承與突破、理性與非理性的辯證統(tǒng)一，因而它包含著豐富的教育因素，顯然對學(xué)生科學(xué)素質(zhì)的培養(yǎng)起著極其重要的作用。

2.注重物理概念教學(xué)

物理概念是物理知識結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)，也是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素質(zhì)的基礎(chǔ)。物理概念是物理學(xué)的精髓，是靈魂。牛頓說：“如果說我比一般人看得遠(yuǎn)些，那是因為我站在巨人的肩上。”牛頓廣泛汲取了哥白尼、開普勒、伽利略、笛卡兒等人的成果，而成就了他的偉大科學(xué)事業(yè)。因此，注重物理概念教學(xué)，從基礎(chǔ)培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)知識，是為以后學(xué)生的繼續(xù)學(xué)習(xí)和終身發(fā)展打下基礎(chǔ)。在具體的教學(xué)過程中，教師必須充分了解學(xué)生，以學(xué)生已有的概念作為起點，提供豐富的感性材料，創(chuàng)設(shè)一個感知活動的直觀化物理情境，把新概念與學(xué)生已有知識有機(jī)地結(jié)合起來。

而且，在形成物理概念的教學(xué)過程中，教師要特別注意運用多種方法，盡量從不同的角度來形成物理概念，分析物理概念。比如組織多種方案的演示實驗來形成同一概念。例如，在學(xué)習(xí)《大氣壓強(qiáng)》這節(jié)內(nèi)容時，可以利用多種演示實驗來證明大氣壓強(qiáng)的存在：（1）準(zhǔn)備一個空玻璃杯，分別演示玻璃杯空著和裝滿水時用硬紙片覆蓋的實驗;（2）“瓶吞雞蛋”實驗;（3）塑料掛鉤吸盤實驗等等。又比如用類比法、演繹推理法等多種科學(xué)方法來形成同一概念。這樣可以發(fā)散學(xué)生思維，從中培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)。

3.注重物理實驗教學(xué)

在物理教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)，要以實驗為基礎(chǔ)，充分發(fā)揮實驗教學(xué)的功能。實驗是中學(xué)物理教學(xué)的重要組成部分，以實驗為基礎(chǔ)既是物理學(xué)的特色，也符合認(rèn)識論的要求和學(xué)生的心理特點。物理實驗教學(xué)在培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)和創(chuàng)造思維方面發(fā)揮了獨特的功能和作用。物理實驗在形成和發(fā)展的過程中所建立起來的“觀察實驗”法、“控制變量”法、“建立模型”法、“理想化”法、轉(zhuǎn)換法等各種方法，在中學(xué)物理實驗中得到廣泛的應(yīng)用，如果學(xué)生能夠掌握這些科學(xué)的研究方法，對他們今后的工作和學(xué)習(xí)將會起到指導(dǎo)性的作用。而物理教師在實驗教學(xué)中要扮演好實驗的組織指導(dǎo)者、協(xié)助參與者、效果評估者等角色，注重實驗環(huán)節(jié)教學(xué)，著重培養(yǎng)學(xué)生觀察能力、動手能力及實際解決問題的能力。

（1）強(qiáng)化物理演示實驗教學(xué)，指導(dǎo)學(xué)生用科學(xué)的思想解決實際問題

演示實驗是物理教學(xué)中的基本手段，是最生動、最有效的直觀教學(xué)方法，它對于全面培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)具有非常重要的作用。教學(xué)經(jīng)驗證明，生動有趣的演示實驗不僅會使學(xué)生對實驗現(xiàn)象產(chǎn)生極大的興趣，充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，吸引學(xué)生的注意力，還可以使學(xué)生的認(rèn)知活動處于最佳狀態(tài)，精力高度集中，不知不覺地把自己融于實驗之中，促使他們更加全面地、細(xì)致地觀察實驗，積極地探究實驗，更加主動地運用所學(xué)到的物理知識去解釋實驗的現(xiàn)象，有時還會對實驗內(nèi)容提出有意義的建議，這些都極其有利于學(xué)生創(chuàng)造性思維的產(chǎn)生，培養(yǎng)其創(chuàng)新能力，提高其科學(xué)素質(zhì)。

（2）重視培養(yǎng)學(xué)生的實驗技能和獨立操作能力，組織學(xué)生課堂分組實驗

一些學(xué)生動手能力差，特別是女生膽小、害羞，害怕上實驗課。一些農(nóng)村學(xué)生，由于條件的制約，接觸實驗的次數(shù)少，受的訓(xùn)練也少，實驗操作能力和觀察能力較差。而學(xué)生分組實驗，讓每個學(xué)生都有動手操作的機(jī)會。因此，教師要正確引導(dǎo)，科學(xué)組織好每一次分組實驗。實驗小組應(yīng)根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)程度及能力的大小來適當(dāng)搭配劃分。每組人數(shù)不宜過多，一般以4人左右合適。每個小組設(shè)組長1人，組長只是實驗的組織者，而不是承包者。實驗小組的科學(xué)劃分，既便于教師的統(tǒng)一管理，又便于學(xué)生進(jìn)行實驗，使不同程度的學(xué)生在同一組之中互相學(xué)習(xí)，取人之長，補(bǔ)己之短，有利于學(xué)生的共同提高。分組實驗是通過學(xué)生做實驗發(fā)現(xiàn)問題、提出問題，制定計劃，根據(jù)實驗現(xiàn)象和數(shù)據(jù)，分析論證，合作交流，最后得出物理規(guī)律。

（3）鼓勵學(xué)生做好課外小實驗、小制作

課外實驗本身就要求學(xué)生不拘泥于書本，不迷信權(quán)威，不墨守成規(guī)，在老師的適度指導(dǎo)和幫助下，充分發(fā)揮自己的主觀能動性，獨立思考，大膽探索，標(biāo)新立異，積極提出自己的新觀點、新思路和新方法，為學(xué)生提供參與知識應(yīng)用和再認(rèn)識的機(jī)會。因此，課外小實驗、小制作在培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力以及個性和特長方面具有獨特的優(yōu)勢和作用。

（作者單位：廣西河池市宜州區(qū)三岔鎮(zhèn)實驗學(xué)校547000）