摘 要:近年來,隨著世界范圍內(nèi)科學技術(shù)和經(jīng)濟的發(fā)展,國際競爭特別是科學技術(shù)的競爭日趨激烈,科學技術(shù)的競爭說到底是人才的競爭,人的身體素質(zhì)、思想素質(zhì)、科學素質(zhì)……是至關(guān)重要的。高中物理課對全面提高學生的素質(zhì),特別是科學素質(zhì)有著重要的作用。如何在物理教學中探尋和滲透科學素質(zhì)的培育和熏陶,無疑是物理教學中一個突出而又值得深究的課題。
關(guān)鍵詞:科學素質(zhì);課堂教學;科學素質(zhì)
一、科學素質(zhì)的含義和特點
科學素質(zhì)就是人們在學習、生產(chǎn)和生活中,掌握運用科學知識的程度和能力。它主要包括科學意識、科學的關(guān)系觀、科學能力和科學品質(zhì)。是參加國家的文化事務(wù)、經(jīng)濟生產(chǎn)和個人決策所必須具備的關(guān)于科學概念和科學過程的知識水平和理解程度??茖W素質(zhì)反映在人們對日常經(jīng)歷的事情充滿好奇心,能夠提出問題、發(fā)現(xiàn)問題和尋找答案。要具備說明、解釋以至預(yù)測自然現(xiàn)象的能力,理解大眾傳媒中報道的科學文章的能力,以及參與社會討論的能力。也就是說,能夠獲取信息并有評價信息質(zhì)量的能力。
科學素質(zhì)是在學習和社會實踐中獲得和培養(yǎng)的,中學階段正是培養(yǎng)青少年科學素質(zhì)的一個重要階段,而物理這門學科,作為自然科學的基礎(chǔ)學科是培養(yǎng)學生科學素質(zhì)的主陣地。因此,在高中物理教學中重視培養(yǎng)學生的科學素質(zhì),應(yīng)當提到工作日程上來。
二、培養(yǎng)學生科學素質(zhì)的目標和原則
物理教學并不是僅指常規(guī)的物理課堂教學,還包括各種與物理知識有關(guān)的活動。如課外興趣小組活動、聽物理講座、物理競賽培訓(xùn)等。在物理教學過程中培養(yǎng)學生的科學素質(zhì)除要遵循一般的教學目標和教學原則外,還應(yīng)該突出以下幾個方面:
1.培養(yǎng)科學意識
馬克思主義哲學告訴我們,意識具有對社會現(xiàn)實的維護或批判功能和對人們的活動控制和調(diào)節(jié)功能。所以,養(yǎng)成學生的科學意識,才有可能使他們在現(xiàn)在和將來具有科學的行為。因此,為了培養(yǎng)學生的科學素質(zhì),在物理教學中教師必須始終貫穿科學意識的養(yǎng)成教學。例如,對廢舊電池的收集;日常生活中不浪費資源,節(jié)約能源等等。哪怕是一個小活動,行為都要科學,要讓學生形成這種科學意識。
2.樹立科學關(guān)系觀和系統(tǒng)觀
物質(zhì)世界的一切存在皆處于“關(guān)系”之中,如人與人,人與自然等。人依賴于自然生存,而自然又依賴于人,人的行為會引起自然、環(huán)境,甚至人類社會的變化。所以,我們的行為應(yīng)受到自然的約束,自然的發(fā)展變化可由我們加以利用,這就是科學的關(guān)系觀。中學物理,特別是高中物理強調(diào)“關(guān)系”的普遍性,在分析和解決物理問題時通常要求學生要明確所研究的物理系統(tǒng)中各個物體以及各個物理量之間的物理關(guān)系。例如,兩個物體之間的相互作用力,可能會引起其中一個物體加速,而對另一個物體卻可能是起減速作用的。又如在有些城市的招商引資中,引進了具有嚴重污染的化工項目,這雖然有較高的經(jīng)濟效益,但會對周邊地區(qū)的水質(zhì)和大氣造成嚴重的污染,最終會危及自然環(huán)境。這就是科學的系統(tǒng)觀。因此,在物理教學過程中教師既要培養(yǎng)學生的科學關(guān)系觀,又要培養(yǎng)學生的科學系統(tǒng)觀。要使他們從物理系統(tǒng)開始認識,逐漸滲透擴散到整個社會系統(tǒng)。這種科學的辯證的認識論的培養(yǎng),會不斷豐富學生的知識內(nèi)涵,提高學生的科學素質(zhì)。
3.培養(yǎng)科學能力,促進科學素質(zhì)的發(fā)展
科學能力包括觀察能力、實驗?zāi)芰?、思維能力、掌握運用科學方法的能力等,科學能力是培養(yǎng)學生科學素質(zhì)的基礎(chǔ)。通過物理教學活動可以培養(yǎng)和發(fā)展學生的科學能力,所以在物理教學中教師應(yīng)注意教學過程的設(shè)計和教學方法的選擇。教師在教學中要精心設(shè)計教學內(nèi)容,始終貫穿物理科學方法的教育。開展科學方法教育要符合學生的認知規(guī)律,要根據(jù)學生的知識水平和思維發(fā)展循序漸進地進行,還要注意激發(fā)學生學習的主動性和積極性,產(chǎn)生良好的學習動機。物理學科中的科學方法是掌握科學知識、培養(yǎng)科學能力的工具,而科學能力的培養(yǎng)又促進了科學素質(zhì)的提高和發(fā)展。
三、培養(yǎng)學生的科學素質(zhì)的具體方法和途徑
科學素質(zhì)的培養(yǎng)和提高并非在某段時間或某個方面下了工夫就能夠達到目的,它是一項長期而艱巨的系統(tǒng)工程。作為教師最重要的是教育思想的轉(zhuǎn)變,教育思想的轉(zhuǎn)變要針對我們的實際情況,也就是當前問題在什么地方。我本人根據(jù)這些年中學物理教學的感受,感覺我們過去比較多的是單純的知識的傳授,而現(xiàn)在在傳授知識的同時,應(yīng)該著重、著眼在學生素質(zhì)的培養(yǎng)。這點是被大家普遍接受的了,不過個人有個人的理解。就我的理解,學??峙掠肋h要傳授知識。人類積累了很多的知識,尤其是由于現(xiàn)代科技的迅速發(fā)展,應(yīng)使學生盡快地學好這些科學知識。問題是怎樣傳授。脫離了知識,素質(zhì)的培養(yǎng)是空的。必須有一定的知識作為背景,科學素質(zhì)的培養(yǎng)才有了內(nèi)容。當然,在教學的具體過程中,對知識點我們要分析、要精選,講有代表性的重要知識。時代在發(fā)展,知識點也有所不同發(fā)展,不是一成不變的。我們不要單純地考慮通過這個課程學生學到了什么定律,會解哪一類的習題。而更重要的是考慮一下學生通過學習這門課程,一個學期或者一年以后,他們在科學素質(zhì)上有什么提高,而且對于不同的對象應(yīng)該有不同的要求。只有在整個物理教學過程中始終注意對學生的科學素質(zhì)的培養(yǎng)才能達到理想的效果。對學生進行科學素質(zhì)的培養(yǎng)應(yīng)注重以下幾個方面:
1.課堂教學是培養(yǎng)學生科學素質(zhì)的重要途徑
課堂教學是培養(yǎng)學生科學素質(zhì)的重要途徑,在物理課堂教學中要有機地結(jié)合、滲透對學生科學素質(zhì)的培養(yǎng),使學生在潛移默化中,不知不覺地接受這種培養(yǎng)。
高中物理的課堂教學主要是講授物理概念和規(guī)律的建立、發(fā)展和應(yīng)用以及各知識點的相互聯(lián)系,而這些地方往往蘊涵著豐富的科學分析的方法。例如,在講授“萬有引力定律”這節(jié)內(nèi)容時,教師應(yīng)著重講解牛頓發(fā)現(xiàn)這一定律時巧妙的構(gòu)思過程。再如,在講授“光的本性”這節(jié)內(nèi)容時,要著重講解人類對光本性的認識從17世紀牛頓的“微粒說”和惠更斯的“波動說”的斗爭,到19世紀末20世紀初麥克斯韋的“電磁波理論”和愛因斯坦的“光子理論”,最后發(fā)展到量子理論的“波粒二象性”,這樣一個漫長而曲折的過程。使學生知道一種學說的建立所經(jīng)歷的從事實到理論;發(fā)現(xiàn)新的事實,再建立新的理論這樣一個科學的辯證發(fā)展的過程。
物理練習訓(xùn)練是物理課堂教學的一個重要環(huán)節(jié),學生通過練習達到復(fù)習鞏固的目的。物理習題的內(nèi)涵非常豐富,有的習題的意義已遠遠超出了練習的本身,可拓寬、加深、補償課本知識,并可以使學生學會分析解決問題的科學方法。在教學中,教師應(yīng)明確地說明物理科學方法的作用、適用范圍以及應(yīng)用原理和步驟,讓學生在練習中加以體會,在運用中掌握科學方法。例如,有這樣一道習題:一半徑為R的圓弧軌道與水平桌面相切于A點,小球從軌道上距桌面高H處由靜止?jié)L下,問小球經(jīng)歷多長時間到達A點?解這道題,要將小球的運動與單擺的運動相類比,用學過的單擺的知識解決問題。教師在講解時要說明所運用的類比的方法,從而讓學生在運用中練習和體會類比的方法。
2.物理實驗貫徹培養(yǎng)學生科學素質(zhì)的始終
物理學是一門實驗的科學,因此物理實驗在中學物理教學中具有雙重任務(wù):一方面通過物理實驗使學生獲得理解知識的感性材料,加深學生對物理概念、規(guī)律和現(xiàn)象的認識;另一方面,通過大量的物理實驗特別是學生實驗,可以培養(yǎng)學生良好的觀察和實驗操作技能。物理實驗的這些特點以及在物理教學中實驗的普遍性和特殊性,決定了物理實驗在培養(yǎng)學生科學素質(zhì)中的重要性。
通過物理實驗,學生可以掌握一些用實驗來研究物理規(guī)律的基本方法。例如,在“驗證牛頓第二定律”的實驗中,教師要讓學生掌握在研究物體的加速度與物體的質(zhì)量及所受的外力關(guān)系時,要確定質(zhì)量(或外力)不變,然后來研究加速度與外力(或質(zhì)量)的關(guān)系這樣的研究方法。
3.物理課外活動中滲透對學生科學素質(zhì)的培養(yǎng)
物理課外活動是激發(fā)學生學習物理興趣,拓寬學生的知識面、培養(yǎng)分析、解決問題的能力十分有效的一種形式,同時也是培養(yǎng)學生的科學學習方法、科學研究方法和科學精神的一種重要活動。
例如,通過物理講座可以讓學生了解物理學的發(fā)展歷史。物理學史能充分展示科學發(fā)展的歷程,為培養(yǎng)學生的科學素質(zhì)提供生動而豐富的材料。一方面可以使學生全面而系統(tǒng)地體會科學的研究方法,如:伽利略對自由落體的研究、牛頓發(fā)現(xiàn)萬有引力、法拉第和場的理論、玻爾原子模型的形成等。物理學史表明,一些物理學家在科學上作出的重大貢獻,除當時的生產(chǎn)和科學技術(shù)發(fā)展水平外,也和他們所運用的正確的科學方法分不開。玻爾原子模型的建立,是一項極為復(fù)雜和困難的工作,需要對當時物理學的最新理論和實驗成果進行詳細分析和系統(tǒng)的綜合。玻爾在研究過程中以廣博的知識,深邃的洞察力系統(tǒng)地運用了分析、綜合、模型、假說、演繹等一系列科學方法。愛因斯坦曾這樣評價道:作為一位科學思想家,他具有大膽和謹慎這兩種品質(zhì)的難得的融合,很少有誰對隱秘的事物具有這樣一種直覺的理解力,同時又具有這樣強有力的批判力,他不僅具有關(guān)于細節(jié)的全部知識,而且還始終注視著基本原理,他無疑是我們時代科學領(lǐng)域中最偉大的發(fā)現(xiàn)者之一。另一方面,通過物理講座還對學生進行科學精神的教育,如:我們從那些杰出的科學家身上都可以看到這樣一種精神,就是敢于探索、不怕挫折、孜孜不倦、堅持真理。盧瑟福為提出原子的核式結(jié)構(gòu)、查德威克在發(fā)現(xiàn)中子的過程中都做了大量的實驗,進行了艱苦的工作。
學生在聽這些講座時,總是聽得聚精會神、為之動容,他們在為這些物理大師們的光輝業(yè)績心馳神往的同時也在不知不覺中培養(yǎng)了科學素質(zhì)。
總之,科學素質(zhì)的培養(yǎng)和提高不是一朝一夕就能完成的,而是一項長期而艱巨的工作。在滲透科學素質(zhì)的教育過程中,教師要注重與教學內(nèi)容的有機結(jié)合,要注意方法上的靈活運用,形式的多樣性將會顯著提高學生的科學素質(zhì)。
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作者簡介:金鑫,男,出生于1970年4月,學歷:本科,研究方向:高中物理。