作為物理教師,在多年的從教中,我漸漸地體會到物理教學與我們的素質教育之間有著密切的聯系。中學物理教育的目標不是只為了高考,或者說為了培養物理專業工作者而設立的,它應該和其他學科有機地結合在一起,來提高學生素質,這才是真正的教育目標。其實,素質教育本身所包含的內容是很多的。素質教育是一種教育思想,這種思想是在人的遺傳素質基礎上,進一步提高人的素養,以達到提高全民族的道德素質和科學文化素質的目的。本文中所談及的素質教育,指的是以全面提高學生的身體素質、心理素質、社會文化素質和科學文化素質為目標的教育。
建國以來歷次教學計劃和教學大綱的說法不盡相同,但是,在實際工作中,多數人的做法實際是在努力把學生培養成為物理專業工作者,忽視了培養學生的素質。現在我國的教育方針是提倡素質教育,這一目標的實現要靠教師。那么在物理學科中教師如何實施素質教育,充分發揮教育功能,提高學生素質?
一、培養學生客觀嚴謹的科學態度
物理學的最大特點就是以實驗為基礎,從實驗出發,尋找規律,再用實驗去驗證結論。所以,它要求學生必須以科學嚴謹的態度去對待,實事求是,不靠主觀臆斷去猜測、捏造。當然,在這個方面,教師的作用也是不可忽視的,教師要以嚴謹的態度、科學的方法去感染學生,對于演示實驗,必須做到在排除干擾的情況下盡量到位,而不是隨意性地一帶而過,或者將某一次的失誤或一些意外的現象搪塞過去,對學生的疑慮不進行合理的解決,否則漸漸地會失去學生的信任,即使是正確的東西,學生也會將信將疑。這樣學生很難形成客觀科學的學習態度和良好的科學素養。
一般來說,在中學階段所做的實驗基本都是定性地研究物理量間的關系的。定性分析是一種極其重要的科學方法,運用定性和半定量化的方法,我們可以抓住物理問題的本質,而不是一下子就陷入對細枝末節的探討。在許多情況下,定性方法比定量方法更為有效,而且定性和半定量化分析方法的應用對于物理思維能力的提高、科學素養的培養具有更為深刻的意義。一般來講,定性分析有利于物理問題的解決。所以,在演示完定性研究的實驗之后,以及在得出關系式前,教師還應和學生說明,得到這個關系式并非就是單憑這個實驗,而應是設計更嚴密的實驗,多次實驗得到。這樣,學生就會逐漸形成一種意識:要做研究,必須嚴格、一絲不茍,尊重客觀事實,來不得半點虛假。
二、如何培養學生的團結協作的精神
在學習物理的過程中,學生親自做實驗也是很重要的一部分。此過程能鍛煉學生的素質,那就是學會人與人之間的合作,當然提高動手能力也是一個很重要的目的。學生在實驗中,一般采用的是合作方式。兩個學生或者幾個學生一起出主意,然后一起動手,在這個過程中,學生已經開始學習扮演不同的角色,體會到各個位置的重要性和不可分割性。在合作的過程中,學生會養成一種強烈的責任感,這也是現代人應該具有的基本素質之一。
三、如何培養學生思考問題的良好習慣
物理學理論的建立一般都遵循這樣一個途徑:觀察實驗—進行假設—設計實驗驗證假設—總結理論—通過廣泛的實踐驗證理論。在其他領域,大到科學理論的建立,小到臺燈、自行車故障的排除,基本途徑都是相似的,有意識地沿著這樣的途徑去思考問題,尋求解決問題的方法,是一種重要的能力。教師在物理課程中要堅持對學生進行“物理學是從實踐中來,到實踐中去”教育策略。
1.教師應注意不給學生造成這樣的錯誤印象,好像通過課堂上的一兩個實驗,收集三五組數據就可以得出一個物理規律。教師要讓學生認識到,課堂上用于歸納物理規律的實驗不過是科學方法的一種演示,要讓學生不僅能從這種演示過程中去了解人類文明的發展歷程和人類探索科學的曲折史,更能體會到人類的科學思想與探索世界的研究方法,感受人類智慧的光輝與偉大。
2.重視“猜測”在科學發展中的作用。我們一直重視從事實歸納科學規律,而后用演繹的方法利用這些規律去解決問題。這種做法是正確的,但有兩點常被忽略。其一,單純的演繹不能得到新的認識;其二,單純的歸納得出的規律,只是用于原型相同的場合,不能成為普遍規律。這兩點都告訴我們:創造性思維往往需要猜想。這種猜測是在一定的知識儲備的基礎上才可以,而不是胡亂猜測。
四、重視積累研究問題的方法
物理是一門以唯物辯證法觀點和方法分析研究物質運動性質與變化規律的自然科學,所以要學好物理,學生應學一點唯物辯證法,學習用唯物辯證法的觀點和方法觀察、認識物理現象,分析物理過程,歸納物理變化規律。這樣對物理知識的理解會變得更深刻、更透徹,應用也更得心應手。在物理課本中所出現的研究問題的方法有很多,比如理想模型、等效替代法、類比推理法、理想實驗法、隔離法、控制變量法,守恒思想、對稱原理等。下面以類比推理為例。
物理學是自然科學中的一門基礎科學,它不僅有一定的知識內容,而且這些內容之間存在著必然的內在聯系。教師將新、舊知識進行類比,能給學生啟示,使學生易于掌握新知識,同時也鞏固舊知識。
如在學習靜電場中“電勢能”概念時,由于這個概念比較抽象,學生一般難以理解。教師可以用力學中所學重力勢能與之作類比,電子繞原子核旋轉的情況與人造衛星的運動情況相類比等。如此類比,相當于在新舊知識間架起了一座橋梁,讓學生能夠根據已掌握的舊知識中順利地接受和理解新知識。
如在講電容器的電容時,教師可以用水桶作為例子。不同的水桶要裝同樣高度的水柱時所需要的水量是不同的,或者裝同樣的水量產生的水柱高度是不同的,所以不同的水桶都有一個用來表示容納水量大小的量,那就是橫截面;電容器兩極板間的電勢差就相當于水柱的高度,電量就相當于水量,所以對于電容器的電容的物理意義,學生通過這樣的類比后,馬上就可以知道是表示容納電荷本領的物理量。
又如場強E和電勢U這兩個描述電場的物理量,E、U與檢驗電荷q之間有無關系呢?牛頓第二定律M=F/a,當物體受到的合外力為零時,物體產生的加速度也為零,但物體的質量為一定值;再如,歐姆定律中R=U/I,若電阻不接入電路中,U、I均為零,但電阻R卻一定。究其原因,它們都是事物本身的物質屬性。這種簡單的類比,使學生頓悟:E、U是描述電場本身性質的物理量,電場是客觀存在的,與檢驗電荷無關,而定義式:E=F/q、U=ε/q只是定義E、U和計算E、U大小的,這是一種比值法定義。
學生在掌握物理知識的同時會學到研究解決問題的方法,接受新事物的方法。學生如果不喜好物理本身,可以不用去深究物理量之間的進一步關系,但是學習物理的這種方法還是應該掌握的。
物理學的教育要在素質教育中發揮作用,或者發揮更大的作用,需要教師的不懈努力。教師要主動引導學生參與教學的主要環節和過程,包括備課、考試出題、教學測評、學習情況調查分析、教學研討和交流等,使他們通過轉換角度,調整自己的方位,打破教與學的封閉和隔絕,體悟教學的真諦,喚起他們求學上進的精神動力,了解自己的知識水平,揚長補短,多方完善,從而把教師的“示范性”和學生的“實踐性”緊密結合在一起。