物理教学中的科学素养

点赞:30270 浏览:142628 近期更新时间:2024-01-29 作者:网友分享原创网站原创

【摘 要】《全日制义务教育物理课程标准》的主要特点就是:超越学科本位的理念,以全面提高公民的科学素质为目标,着眼于学生的发展,使学生获得终身学习的兴趣、习惯及一定的学习能力.如何贯彻新的教学理念,把科学素养的培养渗透到物理教学中,逐步提高学生的科学素养,是每位物理教师需要认真思索和落实的重要课题.

【关 键 词】物理教学科学素养

一、科学素养的涵义

科学素养是人的整体素质的一个极其重要的组成部分.经济合作与发展组织(OECD)认为:“科学素养包括运用科学基本观点理解自然界并能做出相应决定的能力.科学素养还包括能够确认科学问题、使用证据、做出科学结论并就结论与他人进行交流的能力.”它的核心因素是:对科学知识与技能的学习;对科学思想和科学精神的研究和吸收;掌握正确的科学方法;对科学技术的理解;对科学、技术和社会(即STS)三者关系的理解.

二、培养学生科学素养的目标

物理教育不单指常规的物理教学,还包括各种与物理知识有关的活动.如课外兴趣小组活动、物理游戏、物理故事会、物理讲座等.在物理教育过程中培养学生的科学素养除要遵循一般的教学目标外,还应突出以下几个方面:

第一,要使学生比较全面地掌握与现代社会生活关系密切的科学知识,理解科学概念、原理和应用,增强对自身、社会和现代科技的了解.例如,学生们常见2人(或2人以上)在扛石块时,常喊“一、二,一、二,”,以致脚步协调,两人的肩膀同时策动,有轻松省力感;但如果整队人马到过小桥时就不能再喊“一、二,一、二?”,否则当整齐步伐与桥的固有频率相同时,就可能发生桥塌人伤的恶果了.所以那怕是一个小活动,小行为都要关注科学,让学生形成这种科学意识.

第二,使学生形成对科学的兴趣、好奇心和鉴赏力,掌握正确的科学方法.例如学会建立检测说,设计实验,在变量可控条件下验证检测说,懂得科学是合作性活动,能应用信息技术处理数据,根据数据得出结论,较好地运用文字表述与评价设计和结果等.

第三,要培养学生热爱科学,具有自信与批判精神、有责任感及创新意识.

最后,要使学生了解自然与科学的关系,会分析科学的应用对人类、社会和环境产生的利弊,能珍惜、爱护自然资源、保护生态环境.例如,用氟利昂作为制冷机的制冷剂,对某一工厂、某个人就眼前利益来说是有利的,但如果许多制冷机生产厂家都用氟利昂作制冷剂,大家都使用这种制冷机,就会严重危及臭氧层,最终会危及自然环境,甚至会危及人类社会的发展.因此在物理教学过程中要培养学生的科学的系统观.这种科学的辩证关系观和系统观的培养,会不断丰富学生的知识内涵,提高学生的科学素养.


三、培养学生科学素养的实施过程和方法

根据科学素养的经常修习性可知,科学素养的培养并非在某段时间或某个方面的渗透就能达到目的,它是一项长期而艰巨的工程,所以只有在整个物理教育过程中,都注意到科学素养教育的渗透,才可能达到较理想的效果.物理教育中对学生科学素养的培养和渗透应注重以下几个方面:

1.利用课堂教学培养中学生科学素养

学生一切探索的行为来源于探索的动力和愿望,而探索的愿望又源自于认知冲突.教师在课堂中就是要创设包含一个这样的认知矛盾的情境,从而生成包含认知矛盾的探究任务,诱导学生进入这样的情境中去,让他们发现冲突、解决问题,在解决问题中发现新的冲突,直至认知冲突的最后解决.显然,能否向学生展示认知矛盾,使学生意识到认知冲突,并诱导学生解决冲突,成为课堂教学的关键.所以课堂教学是物理教育的关键场所,在这个场所里重视科学素养培育的有机结合、渗透,会使学生自然而然地受到科学素养的陶冶,在潜移默化中,不知不觉地接受这种培养.下面我们通过一个具体的例子加以说明:力的图示法是中学物理的一个重要知识点,也是一种重要的物理方法,对这样一个简单的物理知识我们可以用讲述法让学生获得这一知识,也可以引导学生探究,让学生领悟借助图形语言来描述事物属性是一种重要的物理方法.这两种学习方式差别是很大的,前一种方式只要学生理解记忆直至熟练掌握,后一种学习方式可

教师评价的对象,没有权利选择,更没有权利拒绝.但在校本课程评价体系中,学生占有很重要的地位,学生应该成为最关键的评价主体,尤其在针对校本课程本身所进行的评价活动中,学生是最有发言权的群体.没有进入学生层面的课程评价以及没有学生充当主体的课程评价,都不可能对学生发展产生效益.

因此,我们设计了校本课程评价体系.如在学生调查问卷中,我们设置了“校本课程的教学形式与学科课有区别吗?”“校本课要考试吗?怎样进行评价?”“学生怎样确定自己所学习的校本课程门类?”“教师讲课或安排的活动是否能激发你的兴趣?”“教师是否为同学提供了主动参与的机会?”“如果允许你对学校开设的校本课程提出建议,你想说什么?”等调查内容,为的是充分倾听学生的声音,以便改进和完善校本课程.在此过程中,学生的创新精神和实践能力也得到了培养.很多的学生在课程中看到了自己的长处、挖掘了自己的潜能、培养了自己的信心.所有的学生都能在这个广阔的舞台上,

以从发现认知冲突开始,到解决认知矛盾结束.对于后一种学习方式,教师可以向学生提出以下学习任务:“设法找到一种能够表达一个物体受到了力的作用的方法,将力的最基本特征反映出来,并且这种表达必须是最简洁明了的”.教师恰当地展现认知矛盾和冲突能够促进学生产生解决冲突的愿望,引发学生探究的兴趣,产生学习的热情.比如学生很快会发现与文字、数学公式及其他表达方法相比,图形是一种可以简洁描述一个事物的一种语言,力的大小、方向、作用点都可以借助图形表达等等,在探索中,教师要引导学生的探索如何朝着正确的方向推进,这样的探究会使学生对图形语言留下很深刻的印象,对今后学习其他的图示方法(如磁感线)和了解生活中的图形语言的应用是非常有益的.这种探究从知识角度看来其课堂效益可能是不高的,但对学生学会用图形方法表达事物并真正理解其要领无疑是有更高的效率的.从另一角度而言,学生不但学习掌握了课本要求的知识点,还获得了更多长远发展所需要的科学素养,这才是学习的真正高效益.2.在物理实验中培养学生的科学素养

实验教学是落实课程目标、全面提高学生科学素养的基本途径,是改变学生的学习方式,教会学生学会学习,培养创新精神和实践能力的重要手段.由于物理教学中物理实验的普遍性和实践性,决定了科学素养渗透的重要性.所以,中学物理教师应该利用好物理实验课,让各种物理实验中都有计划地渗透对学生科学素养的教育和培养.

首先,在实验教学中教师既要引导学生去追溯物理学家思考、研究物理问题的源头,从中吸取物理思想的营养,又要针对教材中大量的演示实验和学生实验,拓展它们的设计和操作过程,多让学生想想:“为什么要这样做?”“换种方法行不行?”以此来渗透物理学思想,提高学生科学素养.

其次,要正确引导学生实验中的意外失误,用意外失误拓展学生的探究空间.所谓学生实验中的意外失误,是指学生在实验时没有完全按照实验步骤、要求的条件操作,因此得到和预期实验目的不同的结论.教师应以此为契机,利用意外现象,拓展学生的探究空间,培养学生的科学素养.

最后,一丝不苟的实验态度的培养也是培养严谨的科学态度的一个方面,故物理实验教学的有效实施,将极大地促进学生科学素养的发展.

3.在编制和讲解物理习题时,渗透科学素养的培养

习题教学是当前物理教学中出现频率很高的教学过程.在实行新的课程计划时,如何根据“知识与技能”、“过程与方法”、“情感态度价值观”三维目标来审视习题教学的过程,是必须考虑的问题.物理习题的内涵非常丰富,有的习题远远超出练习本身,可拓宽、加深、补偿课本知识.所以在编拟讲解物理习题中,应重视科学素养的渗透培养,会使学生潜移默化地接受教育.

首先,在编拟物理习题方面,应该做到基本摒弃纯粹考查记忆性知识的试题,更多的是将物理学的基本知识与基本技能放在真实、生动、具体的情景下进行考查,而且往往是将多个知识点融合在一起,要求学生灵活运用所学知识进行分析、解答,此类题难度不大,但是情景性强,涉及面广,不仅能较好地考查学生的基本知识和基本技能,而且能让学生在解题的过程中体味成就感,使他们意识到“学科学、用科学”的重要性,从而激发他们学习物理的热情.

其次,教师在讲解物理习题方面也应该尽量做到培养和提高学生的科学素养.听老师讲题,自己解答习题,几乎是学生每天都要做的事情,这种重复性的行为,最容易形成习惯.因此,让学生通过听取老师讲题,然后自己在解决问题中养成良好习惯,培养科学态度,弘扬科学精神,这是习题教学的重要目标.例如有这样一道习题:“关于滑动摩擦力和静摩擦力的分析,你认为应该按照怎样的思考流程来进行分析,请用类似于计算机程序编制时的流程图加以表示”.我们需要分析在各种情况下的摩擦力,但教师在讲解这部分内容时往往注重于具体实例的分析,学生也同样沉浸在具体的题目中,而忽视了从分析的思维流程上去把握物理规律本原.在本题中需要利用计算机编程时的流程图,这是与信息技术学科相关的一个知识,应用于物理思维过程的展示也是非常有利的.学生经过这样的思考和训练,再加上几个有具体情景的习题的练习巩固,就可以摆脱简单的在题海中盲目搜寻而事倍功半之结果.

所以,教师要培养学生做到在完成习题时具有严肃认真的态度,而不是浮躁、草率的态度;对待数据时具有实事求是的态度,而不是编造、虚检测的态度;思考问题时具有独立思考,敢于提问,勇于创新的精神,而不是人云亦云,迷信权威,墨守成规,使学生潜移默化地提高自身的科学素养.

4.在物理讲座中渗透科学素养的培养

讲座可减少学生看书时间而获得大量的信息,可谓短时间高效益.用讲座形式来激发学生学习物理的兴趣,对拓宽学生的知识面,培养分析、解决问题的能力,培育科学素养等都是十分有效的.一方面,讲座的内容不局限于课程标准,可以丰富多彩,激发学生的学习兴趣.讲座可以涉及生活、社会和科学技术中与物理有关的许多内容,才能有效扩大学生的知识面.学生在听专题讲座时也要充分调动自己的抽象思维和逻辑思维,久而久之也能培养学生的思维能力水平.另一方面,因为学生的学习总离不开课堂教学,所以讲座还应根据教学内容和教学进度选择合适的题材.在学习摩擦力时,以“没有摩擦力的世界是怎样的?”为题举办讲座.为了扩大学生的知识面,应选择与生产、生活相关并且有广泛应用的物理知识,选择与科学、技术有关的热点问题,物理学发展的成就及前沿问题.在选题时还要注意难度,应提供给学生这样的知识:学生根据已有的知识水平,经过自己的思考或教师的讲解指导,能够理解的东西.通过讲座的形式向学生传授有关的物理知识和思想,将使学生牢记在心,达到培养科学素养的目的.

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四、结束语

总之,学生的科学素养教育是全民素质教育的一个重要的组成部分,由于科学素养的培养涉及多方面的原因,所以科学素养的培养绝非一时、一事之功,而是一项长期的系统的工程,需要全社会的支持、帮助和合作.作为自然科学的基础学科和领头学科,物理学对培养和提高国民的科学素养理应发挥重要的作用.教师的教学应该是:从把注意力放在单单对学生进行知识的传授上,转移到把注意力放在培养学生对科学知识、科学观念和科学探究方法的了解和运用上,在中学物理教学中要不断探索新的教学方法,改进教学方式,深入研究物理学科内容的丰富科学内涵及其创新思维素质与素养,把培养学生的科学素养放到教学的重要位置上来.