物理教學中對學生科學素質的培養

摘 要：近年來，隨著世界范圍內科學技術和經濟的發展，國際競爭特別是科學技術的競爭日趨激烈，科學技術的競爭說到底是人才的競爭，人的身體素質、思想素質、科學素質……是至關重要的。高中物理課對全面提高學生的素質，特別是科學素質有著重要的作用。如何在物理教學中探尋和滲透科學素質的培育和熏陶，無疑是物理教學中一個突出而又值得深究的課題。

關鍵詞：科學素質；課堂教學；科學素質

一、科學素質的含義和特點

科學素質就是人們在學習、生產和生活中，掌握運用科學知識的程度和能力。它主要包括科學意識、科學的關系觀、科學能力和科學品質。是參加國家的文化事務、經濟生產和個人決策所必須具備的關于科學概念和科學過程的知識水平和理解程度。科學素質反映在人們對日常經歷的事情充滿好奇心，能夠提出問題、發現問題和尋找答案。要具備說明、解釋以至預測自然現象的能力，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量的能力。

科學素質是在學習和社會實踐中獲得和培養的，中學階段正是培養青少年科學素質的一個重要階段，而物理這門學科，作為自然科學的基礎學科是培養學生科學素質的主陣地。因此，在高中物理教學中重視培養學生的科學素質，應當提到工作日程上來。

二、培養學生科學素質的目標和原則

物理教學并不是僅指常規的物理課堂教學，還包括各種與物理知識有關的活動。如課外興趣小組活動、聽物理講座、物理競賽培訓等。在物理教學過程中培養學生的科學素質除要遵循一般的教學目標和教學原則外，還應該突出以下幾個方面：

1.培養科學意識

馬克思主義哲學告訴我們，意識具有對社會現實的維護或批判功能和對人們的活動控制和調節功能。所以，養成學生的科學意識，才有可能使他們在現在和將來具有科學的行為。因此，為了培養學生的科學素質，在物理教學中教師必須始終貫穿科學意識的養成教學。例如，對廢舊電池的收集；日常生活中不浪費資源，節約能源等等。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.樹立科學關系觀和系統觀

物質世界的一切存在皆處于“關系”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、環境，甚至人類社會的變化。所以，我們的行為應受到自然的約束，自然的發展變化可由我們加以利用，這就是科學的關系觀。中學物理，特別是高中物理強調“關系”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中各個物體以及各個物理量之間的物理關系。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，這雖然有較高的經濟效益，但會對周邊地區的水質和大氣造成嚴重的污染，最終會危及自然環境。這就是科學的系統觀。因此，在物理教學過程中教師既要培養學生的科學關系觀，又要培養學生的科學系統觀。要使他們從物理系統開始認識，逐漸滲透擴散到整個社會系統。這種科學的辯證的認識論的培養，會不斷豐富學生的知識內涵，提高學生的科學素質。

3.培養科學能力，促進科學素質的發展

科學能力包括觀察能力、實驗能力、思維能力、掌握運用科學方法的能力等，科學能力是培養學生科學素質的基礎。通過物理教學活動可以培養和發展學生的科學能力，所以在物理教學中教師應注意教學過程的設計和教學方法的選擇。教師在教學中要精心設計教學內容，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律，要根據學生的知識水平和思維發展循序漸進地進行，還要注意激發學生學習的主動性和積極性，產生良好的學習動機。物理學科中的科學方法是掌握科學知識、培養科學能力的工具，而科學能力的培養又促進了科學素質的提高和發展。

三、培養學生的科學素質的具體方法和途徑

科學素質的培養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工程。作為教師最重要的是教育思想的轉變，教育思想的轉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，而現在在傳授知識的同時，應該著重、著眼在學生素質的培養。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，學校恐怕永遠要傳授知識。人類積累了很多的知識，尤其是由于現代科技的迅速發展，應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，素質的培養是空的。必須有一定的知識作為背景，科學素質的培養才有了內容。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。時代在發展，知識點也有所不同發展，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，他們在科學素質上有什么提高，而且對于不同的對象應該有不同的要求。只有在整個物理教學過程中始終注意對學生的科學素質的培養才能達到理想的效果。對學生進行科學素質的培養應注重以下幾個方面：

1.課堂教學是培養學生科學素質的重要途徑

課堂教學是培養學生科學素質的重要途徑，在物理課堂教學中要有機地結合、滲透對學生科學素質的培養，使學生在潛移默化中，不知不覺地接受這種培養。

高中物理的課堂教學主要是講授物理概念和規律的建立、發展和應用以及各知識點的相互聯系，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”這節內容時，教師應著重講解牛頓發現這一定律時巧妙的構思過程。再如，在講授“光的本性”這節內容時，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歷的從事實到理論；發現新的事實，再建立新的理論這樣一個科學的辯證發展的過程。

物理練習訓練是物理課堂教學的一個重要環節，學生通過練習達到復習鞏固的目的。物理習題的內涵非常豐富，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，教師應明確地說明物理科學方法的作用、適用范圍以及應用原理和步驟，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處由靜止滾下，問小球經歷多長時間到達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.物理實驗貫徹培養學生科學素質的始終

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：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、規律和現象的認識；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學生科學素質中的重要性。

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量及所受的外力關系時，要確定質量（或外力）不變，然后來研究加速度與外力（或質量）的關系這樣的研究方法。

3.物理課外活動中滲透對學生科學素質的培養

物理課外活動是激發學生學習物理興趣，拓寬學生的知識面、培養分析、解決問題的能力十分有效的一種形式，同時也是培養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展歷史。物理學史能充分展示科學發展的歷程，為培養學生的科學素質提供生動而豐富的材料。一方面可以使學生全面而系統地體會科學的研究方法，如：伽利略對自由落體的研究、牛頓發現萬有引力、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，除當時的生產和科學技術發展水平外，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，他不僅具有關于細節的全部知識，而且還始終注視著基本原理，他無疑是我們時代科學領域中最偉大的發現者之一。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構、查德威克在發現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績心馳神往的同時也在不知不覺中培養了科學素質。

總之，科學素質的培養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。在滲透科學素質的教育過程中，教師要注重與教學內容的有機結合，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。

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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。