高中物理教學中科學本質教育與學生探究精神的培養

袁亞琴

(江蘇省連云港市海州高級中學 222021)

對于科學教育的科學本質教育，近年來已經引起各國科學教育界的重視，并在學生科學素養的培養中作出“增進學生對科學本質了解”的計劃，明確強調學生對物理知識中科學本質的領悟，以提升學生物理科學素質.通過分析科學本質教育的必要性，總結了高中物理教學中的科學本質教育策略，希望能為高中物理教學提供借鑒.

一、科學探究教育是高中物理教學的重要內容

科學教育的目的不僅要使學生學會探索未知、發現真理、掌握方 法，而且要培養學生獨立思考、大膽質疑、勇于創新的精神和提出問題、分析問題、解決問題的能力.物理科學方法的教育是物理教學深化改革的需要.為了適應物 理教學改革的需要，目前對物理科學方法教育的系統研究是十分必要和迫切的.在素質教育背景下，科學本質教育一直都是制約我國素質教育中科學教育改革的關鍵性問題，究其原因是科學本質教育本身具有抽象性，不僅無法直觀了解蘊藏的科學知識和技能，也不能直接去感悟和體會科學的過程和方法，它屬于一種觀念，需要在日常教學中通過循環漸進的方式熏陶學生.加之物理學側重實驗，一切強調以實驗為基礎，密切聯系著社會生活的各個方面，作為科學課程的分支，因其自身的獨特性，在科學本質教育中，必須通過相應的教學內容、教學方法和物理思想方法進行科學本質教育.例如：牛頓定律是從天體運動的觀察開始的，觀察宇宙射線是研究高能粒子的重要方法.在物理學習中，培養學生學會觀察、勤于觀察的習慣，對學習物理會有較大的幫助，平時，在教學中教師還要重視教給學生研究物理問題的實驗思想和方法.

在新課改標準下，對于高中物理學科的改革明確要求必須從三方面：知識和技能、情感態度和價值觀、過程和方法培養學生，讓學生在物理實驗中經歷科學探究過程，根據高中物理學習的目標掌握研究物理知識的方法以及發展過程，認識到物理學在促進我國社會經濟與社會發展中所作出的貢獻，逐漸培養學生形成良好的物理科學態度與精神.即在高中物理課堂教學的過程中，向學生傳授物理知識與技能，讓學生深層次分析研究物理學的發展歷史，感悟科學本質，理解與掌握物理學和人的關系、物理學發展對人的精神影響.要想實現這一教學目標，教師在備課前必須仔細分析、研究課本素材，將物理知識的邏輯和物理學人、事的歷史發展二者之間深度融合，將物理教學的過程設轉變為凝固文化激活的過程，將文化傳播與學習轉變為歷史創造者和今天文化學習者之間的對話，只有這樣才能使學生從物理學家的角度來認識世界萬物的發展規律，領悟科學本質教育，提升自身物理科學素養.

二、高中物理教學中的科學本質教育策略

1.注重科學研究的開放性，啟發發散性思維

科學作為人們對自然界的探究過程，是一個思維和創造自由的開放性機制，同樣物理學也具備這一特性，因此在高中物理備課前，教師必須注重物理知識研究本身具備的開放性特點，讓學生在物理知識學習中對涉及的物理知識進行自主探究和思考，啟發學生發散性思維，幫助學生在腦海中形成初步學習物理知識的框架，為提高物理學習能力創造條件.以“描繪小燈泡的伏安特性曲線”為例，在科學研究中重視開放性，引導學生積極參與討論，進行小組合作，設計實驗電路，讓每個小組都積極參與到實驗設計中，發揮學生科學想象力，有的小組借助滑動變阻器限流式接法進行操作，有的小組為了保護電阻，接上電路；有的小組借助滑動變阻器分壓式接法進行操作.可見物理課堂的開發性和發散性，讓學生思維展開翅膀，設計出不同的電路圖并加以實驗.

在探究式課堂教學過程中，教師要自始至終都只要扮演啟發誘導、釋疑解惑的角色.這可以在一定程度上消除傳統被動學習方式的弊端，幫助學生形成一種對知識主動探求、通過物理現象發現問題、解決問題，并能運用物理概念、物理規律解決現實問題的學習方式，從而提高物理教學效率與教學質量.

2.利用科學史教學，引導科學研究方向

高中物理教材中涉及許多關于物理學史內容，只有合理調整，發揮科學本質的作用，結合科學史引導學生進行探索，才能增加理解.例如以“開普勒三大定律”為例，本次教學的知識點涉及行星運行的規律，但伽利略對于運動規律提出的意見中，關于運動疊加原理、慣性定律、落體定律與相對性原理屬于物體運動的規律，牛頓站在這些巨人的肩膀上，將天體吸引力與地球重力融合，總結為萬有引力，提出關于運動三大定律與萬有引力定律，構建牛頓力學體制，實現自然科學的統一.并且在物理學史上重大的科學本質教育，包括能量守恒定律的建立，促進各種運動方式的統一；電磁學理論的建立，實現電、磁和光的運行協調發展；相對論的建立，促進低速運動和高速運動二者之間的協調.另外，在物理教學中，還需根據教學內容，通過有效科學手段來引導學生領悟在科學定律的統一，了解自然界的科學本質.

3.通過探究性教學，引導學生理解科學本質

探究性學習是一項新的科學教育模式，側重學生參與、自主發現并解決問題.以“自由落體運動”為例，本次教學的重難點就是了解、掌握自由落體運動的概念與規律，這時教師選擇某個問題作為突破點：先拿出一元硬幣與薄紙片，做演示實驗，供學生觀察發生現象，提出相應問題：金屬片、薄紙片的等面積相同，在手中自由落下，會發生什么？物體的下落快慢一樣嗎？將小紙片揉成與金屬片在手中自由落下，又會發生什么現象？落體運動的快慢與什么因素有關？引導學生進行探究：落地的聲音只有一個，表明重的物體下落的快，從而了解到物體在下落的過程中，速度快慢受空氣(真空)阻力的影響，并不是由物體自身的輕、重決定，一旦沒有空氣(真空)阻力時，下落的運動快慢和質量沒有任何關聯，認識到自由落體運動的概念為物體僅在重力作用下，從0開始，以豎直下落方式進行運動，需要的條件有兩個：(1)沒有空氣與真空，或者是空氣阻力對物體運動影響較小；(2)靜止釋放.

物理作為一門研究性學科，其很多物理規律都是建立在大量的實驗研究基礎之上的，所以物理教學離不開與物理實驗的有機結合.而實驗式課堂教學就是在尊重科學、尊重實驗的基礎上建立一種行之有效的、科學的教學方法.

綜上所述，新課程標準的實施，對學生綜合素質能力具有明確要求，不僅要求學生學習物理知識，還要做到對物理自然本質的認識和理解.因此在高中物理教學中，必須注重科學研究的開放性，結合科學史教學資源，輔助探究性教學方式，引導學生進行科學探究，幫助學生理解科學本質.