強化“提高學生科學素養”課程目標的探討

一、高中物理課程的培養目標

《普通高中物理課程標準》提出：“高中物理課程旨在進一步提高學生的科學素養，使學生通過高中物理的學習逐步養成科學態度、科學方法、科學精神，培養其科學探究的能力，為學生終身發展、應對現代社會和未來發展奠定基礎。”這是高中物理課程的培養目標，我們必須通過恰當的教學途徑來強化它，才能真正實現這個目標。

二、對教學現狀的思考

由于受教育功利化的侵蝕，課程目標被弱化，高中物理學習幾乎成了“解題游戲”，過于追求知識、技巧層面，只關注概念、定律、公式和煩瑣虛構問題的求解，忽視態度、情感、價值、責任等人文內涵。其結果是導致學生好奇心的泯滅、問題意識的缺乏、懷疑精神的淡薄和創新能力的缺失，這與課程目標是相悖的。筆者認為，這是產生“錢學森之問”的原因之一。

愛因斯坦曾說過：“用專業知識教育人類是不夠的。通過專業教育，他可以成為一種有用的機器，但是，不能成為一個和諧發展的人，要使學生對價值有所理解并且產生熱烈的情感，那是最基本的。”［1］ 高中物理學習是認識、情感和行動協同進行的復雜過程，只學習知識是遠遠不夠的，使學生在物理學習過程中形成科學態度、感受科學精神、學習科學方法才是至關重要的。我們不能只滿足于“應試”，更要關注態度、情感、價值、責任等人文內涵，尤其是科學方法與科學精神的培養，高中物理教師應以“培養和提高學生的科學素養”為己任。

三、強化課程目標的基本教學途徑

1．在“概念形成”中讓學生感受懷疑和批判的科學精神

任何一個新概念都是在不斷的懷疑和批判中逐步建立的，在概念學習環節中，應讓學生知道“概念是如何形成的”。邁爾說：“學習一門學科的歷史，是理解其概念的最佳途徑。” ［2］展現知識產生與發展的原生態，既能幫助學生正確理解知識的內涵，又可讓學生感受懷疑和批判的科學精神。如牛頓第一定律的建立，從伽利略的理想實驗，到笛卡兒進一步補充和完善的過程，蘊含著豐富的科學信念、科學思維和科學方法，更重要的是還蘊含著懷疑和批判的科學精神。又如在“原子結構的研究過程”中，從湯姆遜到盧瑟福再到玻爾，他們雖互為師生關系，但并沒有盲從老師的觀點，而都是在不斷懷疑和批判老師的觀點中取得創新性的科學成果。在此，可以讓學生感受到懷疑和批判是科學精神之精髓。科學家均具有強烈的懷疑和批判精神，在迪卡兒看來，一切皆可懷疑，唯有“懷疑”本身不可懷疑，伽利略在比薩大學學習時，就以反駁教授而出名。這些都是培養學生質疑精神的絕好素材。

2．在“科學探究”中讓學生學習科學思想方法

科學探究是科學的本質特征［3］，是物理學的重要方法。讓學生經歷探究過程，就是把科學知識、方法、本質的學習聯系在一起，經歷探究的本質是讓學生體驗科學思想和方法，從中領悟求實、懷疑、探索、理性、合作等科學精神。例如，在“伽利略對自由落體運動的探究”中，可以讓學生了解和學習研究自然規律的科學思想和方法。在“探究彈簧的伸長與受力的關系”“探究影響導體電阻的因素”等活動中，讓學生學習物理學研究的主要方法。這對學生理解并掌握概念，學習并領悟科學思想方法有重要的促進作用。

科學探究要從激發學生的興趣開始，巧設問題情境，能引起學生興趣、激起學生回憶，使學生發現新問題，激勵其進行更高層面的思維活動，產生探究的欲望。例如，在教學“研究人造地球衛星的運動”時，可先讓學生觀看一段視頻，再提出問題：“衛星為何沒掉下來？衛星的向心力從何而來？發射衛星需多大速度？”這是極易引起學生興趣的問題，通過激起學生對“圓周運動模型”的回憶，突出要探究的問題，從而激發學生的探究欲望。問題情境的激勵使學生認為問題值得思考，此時教師要舍得給予學生充分的時間，放飛學生的思維，使學生思想層面的基礎更扎實，這樣知識層面的問題就會迎刃而解了。

3．在“物理模型的應用”中提升學生的科學思維能力

物理學研究必須建立能夠反映物理客體本質屬性的物理模型，這是常用的研究方法，如“平拋運動”“電場線”“勻強電場”模型等。建立模型的過程，是運用概括、抽象等復雜思維的過程，要研究模型的原理、特征和規律，還有圖景。掌握并應用模型的過程，是學生各種學習活動的綜合，是學習者自我發展和提高的過程。如在研究帶電粒子在勻強電場中的類平拋運動時，要引導學生將已掌握的“平拋運動模型”應用于新情境中，需對原有知識進行再加工，這是更深刻的認識過程，可以提煉學生的思維品質。再如，通過“天體運動的研究”，可以使學生對“勻速圓周運動”模型有更深刻的理解。不斷讓學生在新情境中應用熟悉的物理模型，可以提高學生思維的靈活性、敏捷性和深刻性，不斷優化思維品質，提升其科學思維能力。

4．在“物理規律的探索”中體驗科學探索精神和方法

讓學生了解一個物理規律探索的全過程，能使學生從中感受到科學探索精神和方法，認識到科學精神對社會的重要影響，有利于科學精神的培養，同時也能使學生體會到科學探索方法對他學習帶來的幫助。例如，在總結“牛頓第一定律誕生的過程”時，可著重強調這個過程所體現的漫長歷程與科學家的執著精神，可以培養學生科學的理性精神。又如在學習“萬有引力”時，要讓學生了解對天體運動艱苦而漫長的探索過程，從“地心說”到“日心說”，從開普勒定律到萬有引力定律，從發現海王星和冥王星，直至“冥王星被降級”。教師可以這樣描述：“浩瀚宇宙神秘莫測，局限于人們的認識能力和方法，人類目前對宇宙的了解僅為冰山一角，也許今后會有顛覆性的發現。”這可讓學生感受到科學探索不僅需要智慧，更需要執著和勇氣，同時也能體會到科學探索使人們對自然規律的認識在不斷完善和更新，人類本身的認識方式也需不斷創新。通過展現科學探究過程的原生態，可以使學生領悟其中的科學探索方法。再如，在“電磁感應”學習中，不能只讓學生知道法拉第在1831年成功發現了“電磁感應現象”，更應讓學生了解科拉頓卻早在1823年就“跑失”了良機，這是讓學生領悟科學探索精神和方法最好的教育素材。

5．在“物理學史”中理解科學的人文精神和科學本質

物理學史是弘揚人文精神——科學態度、情感與價值觀教育的重要載體。在培育科學精神、滲透品德教育、樹立正確的人生觀和價值觀、培養社會責任感、增強愛國主義情感等方面，有不可替代的作用。恰當運用“物理學史”，可促進學生對科學思想方法的領悟，幫助學生更好地理解科學的本質及感受科學的人文精神。例如，在“天體運動研究”中，從布魯諾被燒死到伽利略受迫害等史實，足以說明為了追求科學真理，科學家們具有崇高的獻身精神。又如在學習“相對論”的過程中，能使學生明白，愛因斯坦不是摒棄牛頓運動定律，而是指出在一個更廣泛的領域中，牛頓運動定律是一條只能在有限范圍內的近似定律。這里可引導學生去理解：科學不是絕對真理，有一定的條件與適用范圍，并非能解決所有問題，“變化與延續是科學的永恒特征”，這就是科學的本質。高中生如能理解并樹立這一觀點，就能對其科學世界觀的形成和發展起到積極作用。總之，合理運用物理學史，是全面促進中學生科學素養提高的重要途徑。

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參考文獻

［1］、［2］項紅專.科學教育新視野［M］.杭州:浙江大學出版社，2006.

［3］彭蜀晉，林長春.科學課程與科學論［M］.北京:高等教育出版社，2005.

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(責任編輯 黃春香）