利用物理學科培養中學生的科學素養

李植深

【摘要】根據現代社會對人才的需求，筆者結合現代教育理念和科學素養理論，以及個人的教學實踐，就如何通過激發學生的好奇心、養成良好的思維習慣、注重和實踐相結合、提高科學探索能力等途徑來培養學生的科學素養，闡述自己的見解和體會。

【關鍵詞】物理教育;科學素養;學生發展

“科學素養”來源于英文“Science Literacy”。在英語中，literacy有兩層含義，一是指有學識，有文化，與學者和專家有關;另一個是指能夠閱讀、書寫，針對一般公眾。1996年，美國頒布了《國家科學教育標準》，旨在引導我們從當前學校教育的種種束縛中解脫出來，向著優異群體這個共同的目標前進。

在物理學科方面，《物理課程標準》的說明中也有不少參考了科學素養。物理學作為一門重要的自然科學的基礎科學，不僅推動了物質文明的進步和人類對自然世界的認識，而且對人類思維的發展產生了不可或缺的影響。從亞里士多德的自然哲學到牛頓時代的經典力學，再到現代物理學的相對論和量子力學，這種思維的轉變超越了科學知識的范疇，滲透到人類生活的許多領域，給人類的政治、經濟、文化和生活帶來了新的價值。

基于物理學科的《課程標準》，怎樣通過義務教育階段的物理學習，使學生具備基本的科學素養呢？具體的做法如下：

一、保持對自然界的好奇，在了解自然的過程中，有滿足感

每個學生都是自然科學家，生來就對周圍的世界充滿好奇，尤其是對自然世界中豐富多彩的自然現象。教師應該盡力保持學生對自然世界的好奇心，在物理課上做更多的實驗，使學生對實驗感興趣，激發學生的好奇心。例如，在上《大氣壓強》這節課的時候，可用一個杯子裝滿水，然后用一塊硬紙板蓋住，再將杯子倒置過來。學生會驚訝地發現，水在重力的作用下不會流出來。在激發學生的好奇心之后，讓學生猜測為什么會這樣，然后介紹什么是物理現象、物理定律等，讓知識變得生動有趣。

物理學是一門實用性很強的科學，物理知識來源于生活，還應回到生活中去，使生活與物理融為一體，優化課堂情景，促使知識與實際生活緊密聯系，引領學生觀察生活，運用知識解決實際問題，使課內與課外知識同學生的認識領域連結起來。這樣的物理課堂才能有助于學生理解物理知識，使學生更自主地學習物理。例如，騎車上坡時走S形比較省力;坐在沙發上比坐在硬凳子上舒服多了;夏天從冰箱里拿出來的啤酒或飲料，外面總是濕漉漉的，是瓶子漏了嗎？對于這些學生的生活經歷和問題，如果教師在教授新知識之前能夠以問題的形式提出來，學生就會有解決問題的強烈愿望，學習熱情就會很高。

二、養成良好的思維習慣，勇于有根據地質疑

科學的思維習慣并不神秘，也不是科學家獨有的，而是每個人都應該掌握的技能。一旦一個人獲得了這些技能，不管他從事何種職業，都將終身受用。批判性思維是一個過程，在明確自己的或他人的觀點后，進行反思，從而提出質疑和作出獨立的分析。在物理教學中培養學生的批判性思維尤為重要。這樣，學生就能對生活和學習中遇到的物理問題，進行科學的分析和批判，做出理性的決策。在實踐中，當個人的意見與絕大多數同學的不同時，有勇氣表達自己的觀點。在物理教學中培養學生的探究能力，判斷性思維的例子有很多，如，在探究“水的沸騰”實驗中就涉及到提出質疑，進行獨立分析，提出自己的觀點等良好思維習慣。實驗得出，各組的實驗結果各有不同，但大多數的水的沸點不是100℃，這如何解釋？這時就要留時間讓學生發表意見，說明依據，總結規律。可能是實驗出錯、可能是實驗器材精確度不高、可能是氣壓影響、可能是水質不純等，這個過程很好地培養了學生的辯證邏輯思維、批判性思維和發散性思維。有根據地質疑，是良好的科學品質。

三、樂于參與和科學技術有關的社會活動，在解決問題時能運用科學方法

物理教材中有大量關于科學、技術和社會的閱讀材料。教育的出發點不僅在于科學知識本身，而且在于科學、技術與社會的關系。在物理課程中，學生通過參與和解決現實生活中的具體問題，獲得科學技術知識，從而形成正確的科學態度、價值觀和社會責任感，學會將知識和方法與實踐相結合。且在參與社會活動時，能夠根據自己的價值觀對某些問題作出合理的價值判斷，并能夠采取適當的行動。2020年，筆者任教初二年級物理。期間，有學生關注到有媒體報道，汽車夜間不合理使用遠光燈的危害。學生當下也提出，當地夜間不合理使用遠光燈的現象很普遍。于是，筆者建議這幾位學生組成調查小組，在確保安全的前提下對當地幾個主要路段夜間汽車不合理使用遠光燈的情況做一個調查，記錄每50輛汽車，使用遠光燈的比例。他們利用周末夜間時間，做了兩個月的調查記錄，并在網上查找夜間不合理使用遠光燈的危害，利用一節班會課在班中做了報告，提醒家長不要違規使用遠光燈。

四、尊重事實，獨立思考，具有初步的科學探究能力

尊重事實也就是我們所說的實事求是，也是學生非常重要的科學素質。在物理教學特別是實驗的教學中，要培養學生的誠信素質，如實地記錄實驗數據和現象。但是，這在實際教學中很難做到。因為學生做實驗的器材，精確度一般都不高，再加上使用時間比較長，有一定的損傷。所以，在實際測量中有時誤差會偏大，實驗得到的數據和物理規律不一致。面對這些學生測量的數據，教師要特別注重培養學生尊重事實的品質，并給出科學合理的解釋，從而讓學生養成尊重事實的習慣，具有初步的科學探究能力。

五、關心科學發展前沿，有振興中華、服務人類的使命感

隨著科學技術的飛速發展，學生應關注科學發展的前沿。近代中國，是從一個落后的國家發展起來的。期間，一些科學技術從無到有，從落后到先進。而這里面就有很多涉及物理學科的，如，神舟飛船的發射、“蛟龍號”的潛海、“復興號”的開通等，這些都可以在適當的時候滲透給學生，然后讓學生自己去“百度”一下，了解詳細的內容。如，在講到“核能”時，介紹我國的導彈之父，錢學森，在美國人眼中“錢學森無論走到哪里，都抵得上五個師的兵力”。物理教學中，教師要因勢利導地介紹科學技術的應用、科學偉人的事跡、物理學史的發展，從而培養學生熱愛祖國的情懷，振興中華的使命感，服務人類的責任心，使學生樹立正確的愛國主義觀念，有正確的價值傾向和堅韌不拔的意志征。

提高學生的科學素養，具有深遠的意義，且任重而道遠。沒有全體國民科學素養的整體提升就不可能有21世紀中華民族的騰飛。而物理教師在培養學生的科學素養上擔負著重大的責任，責無旁貸。

參考文獻：

[1]廖佰琴，張大昌.全日制義務教育物理課程標準解讀[M].湖北教育出版社，2002.

[2]張軍鵬.初中物理校本培訓指導手冊[M].廣東高等教育出版社，2007.

[3]許國良.中學物理教學法[M].高等教育出版社，1990.

[4]郭奕玲，沈慧君.物理學史（第2版）[M].清華大學出版社，2005.

責任編輯 ?陳 ?洋