淺談在高中物理教學中培養學生科學素養的方法

關永昌

（河北省灤平縣第一中學，河北 灤平 068250）

高中生的思維認知和習慣觀念，經過日積月累的鍛煉完善，逐漸趨于成熟，自主學習能力和邏輯推理能力也在不斷提高。為了讓高中生將所學物理知識準確應用到生活實際中的問題上，培養學生勇于創新、實事求是的科學態度和精神，需要教師利用多元化途徑，充分優化高中物理教學水平，突出高中生的物理核心素養。

一、科學素養基本概念

科學素養是一個寬泛概念。總的來說，科學素養主要指必要的科學知識、科學思維方式、對科學的理解、科學的態度與價值觀，以及運用科學的知識、方法解決問題的意識和能力。具體來說，科學素養包括：數學、技術、自然科學、社會科學等諸多方面；也包括熟悉世界、尊重自然界的統一性,懂得科學、數學和技術相互依賴的一些重要方法,有科學思維的能力, 認識到科學、數學和技術是人類共同的事業, 認識到它們的長處和局限性。同時, 還要能夠運用科學知識和思維方法處理個人和社會問題。

二、培養學生科學素養的方法

（一）利用物理學史培養科學素養

物理學史中有很多的內容可以用來培養學生的科學素養。如伽利略的比薩斜塔實驗, 可以通過它向學生介紹在物理學研究中不要迷信權威，只要你經過認真研究的, 即使與一些現有的觀點不一至也要敢于表達自己的觀點。物理學就是科學家在不斷的改正前人的錯誤觀點的過程中得到不斷的發展的；如哥白尼用了 四十年的詳盡的觀察得出了行星繞太陽公轉, 推翻了天主教的地心說，它說明科學研究不是一兩天就能成功的,需要長時間的堅持才能成功的道理；如伽利略斜槽實驗，它說明科學研究必須遵循的規律： 猜想-設計實驗-做實驗-歸納結論-驗證猜想-物理理論。再如牛頓第一定律的得出過程： 伽利略斜槽實驗-笛卡爾的總結-牛頓的總結。說明科學研究要善于吸收前人的研究成果,在前人研究的基礎上繼續研究是科學研究的主旋律。在高中物理教學中，可以挖掘很多類似素材，通過物理學史培養科學素養。

（二）利用物理實驗對學生培養科學素養

物理實驗是物理研究中非常重要的一個環節, 物理實驗是中學物理教學的重要部分，也是中學生學習物理的基本方法之一。在實驗教學過程中可以把學生操作技能的訓練、觀察能力的培養、思想品德的形成、思維的發展和分析問題、解決問題能力的培養有機地結合起來，充分培養學生嚴謹的科學態度和創新的科學精神，使其科學素質得到提升。

1.巧用驗證性實驗

高中物理學生實驗中的《驗證力的平行四邊形定則》、《驗證機械能守恒定律》、《驗證動量守恒定律》等三個實驗均為驗證性實驗。平行四邊形定則、機械能守恒定律、動量守恒定律是高中物理中最重要的規律，也是師生們解決物理難題時常用的法寶。這些肯定是千錘百煉、久經考驗的真理。若允許學生們懷疑這些規律正確性，利用他們的好奇心和懷疑心理及時地進行調動和引導，就能培養學生的大膽科學質疑素養。譬如把《驗證力的平行四邊形定則》改換成力合成時難道真的符合平行四邊形是否存在；把《驗證機械能守恒定律》改換成機械能守恒定律真的是否存在；把《驗證動量守恒定律》改換成動量守恒的條件真的是系統所受合外力為零是否存在。在一連串的質疑中，學生已經不再拘泥于課本實驗的目的，他們自己設計步驟，進行觀察、操作和記錄，最后通過對比得出結論。在這一實驗過程學生親身感受探索中的困難和探索成功后的喜悅，能進一步促使學生形成從容耐心的學習習慣。

2.妙用測量性實驗

測量性實驗的實驗原理均為相關物理公式的直接運用或引申應用。通過做測量性實驗使學生認識到物理中的理論和實際應用是不可分割的有機整體，實踐以理論作指導，實踐是理論的實際價值的體現。由此促使學生的科學價值觀的形成。測量性實驗都是學生通過實驗得到一些精準的數據來得出最后結論的。通過測量性實驗的學習研究可培養學生的科學量化的素養。

3.著重于探究性實驗

探究性實驗就是用實驗來探究未知的結論。在學生在未知結論時，教師一定要引導學生大膽假設合理猜想，讓他們采取有效的實驗步驟，讓學生細心體會理論和實際的聯系。在探索過程中，學生不僅能從實驗中探究結論，此過程往往給學生帶來情感效應，促使學生由短暫的好奇轉化為穩定的探索。這一類實驗可以更好地使學生學到科學探究方法，并從中得到思維和能力的發展，從而更好地提高他們的科學探究素養。

(三)利用課本外資源培養科學素養

在高中物理教學過程中，不能拘泥于書本，要充分利用下面的各種科普資源，盡量讓學生學到更多的科普知識，從而更好的學生進行的科學素養。例如，自然資源：大自然是一個天然的學習寶庫，里面有取之不盡、挖之不絕的科普資源，如講到電磁感應時可以帶學生到發電廠去參觀一下,實地的見識加上發電廠的技術人員的專業講解不僅能讓學生加深對這部分知識的理解,還能讓他們真正的體會物理的巨大作用,這有利于培養學生的科學素養；社會資源： 社會是一個學習的大舞臺，可以讓學生通過查閱資料,具體制作來體驗物理研究的過程。如學了電磁感應后,可以讓學生去找材料并制作一個小的發電機。這樣讓學生親歷制作過程,去體驗物理研究的實踐性,制作成功后也能讓學生切實的體會學習的好處。網絡資源： 現在是一個信息的時代，是一個知識爆炸的時代。網絡資源里就有無窮無盡的科普資源，學生可以盡情地在網絡資源這個海洋里敖游，可以探尋到無數的關于科技方面的奇珍異寶。