物理教学中对学生科学素质的培养

摘 要：近年来，随着世界范围内科学技术和经济的发展，国际竞争特别是科学技术的竞争日趋激烈，科学技术的竞争说到底是人才的竞争，人的身体素质、思想素质、科学素质……是至关重要的。高中物理课对全面提高学生的素质，特别是科学素质有着重要的作用。如何在物理教学中探寻和渗透科学素质的培育和熏陶，无疑是物理教学中一个突出而又值得深究的课题。

关键词：科学素质；课堂教学；科学素质

一、科学素质的含义和特点

科学素质就是人们在学习、生产和生活中，掌握运用科学知识的程度和能力。它主要包括科学意识、科学的关系观、科学能力和科学品质。是参加国家的文化事务、经济生产和个人决策所必须具备的关于科学概念和科学过程的知识水平和理解程度。科学素质反映在人们对日常经历的事情充满好奇心，能够提出问题、发现问题和寻找答案。要具备说明、解释以至预测自然现象的能力，理解大众传媒中报道的科学文章的能力，以及参与社会讨论的能力。也就是说，能够获取信息并有评价信息质量的能力。

科学素质是在学习和社会实践中获得和培养的，中学阶段正是培养青少年科学素質的一个重要阶段，而物理这门学科，作为自然科学的基础学科是培养学生科学素质的主阵地。因此，在高中物理教学中重视培养学生的科学素质，应当提到工作日程上来。

二、培养学生科学素质的目标和原则

物理教学并不是仅指常规的物理课堂教学，还包括各种与物理知识有关的活动。如课外兴趣小组活动、听物理讲座、物理竞赛培训等。在物理教学过程中培养学生的科学素质除要遵循一般的教学目标和教学原则外，还应该突出以下几个方面：

1.培养科学意识

马克思主义哲学告诉我们，意识具有对社会现实的维护或批判功能和对人们的活动控制和调节功能。所以，养成学生的科学意识，才有可能使他们在现在和将来具有科学的行为。因此，为了培养学生的科学素质，在物理教学中教师必须始终贯穿科学意识的养成教学。例如，对废旧电池的收集；日常生活中不浪费资源，节约能源等等。哪怕是一个小活动，行为都要科学，要让学生形成这种科学意识。

2.树立科学关系观和系统观

物质世界的一切存在皆处于“关系”之中，如人与人，人与自然等。人依赖于自然生存，而自然又依赖于人，人的行为会引起自然、环境，甚至人类社会的变化。所以，我们的行为应受到自然的约束，自然的发展变化可由我们加以利用，这就是科学的关系观。中学物理，特别是高中物理强调“关系”的普遍性，在分析和解决物理问题时通常要求学生要明确所研究的物理系统中各个物体以及各个物理量之间的物理关系。例如，两个物体之间的相互作用力，可能会引起其中一个物体加速，而对另一个物体却可能是起减速作用的。又如在有些城市的招商引资中，引进了具有严重污染的化工项目，这虽然有较高的经济效益，但会对周边地区的水质和大气造成严重的污染，最终会危及自然环境。这就是科学的系统观。因此，在物理教学过程中教师既要培养学生的科学关系观，又要培养学生的科学系统观。要使他们从物理系统开始认识，逐渐渗透扩散到整个社会系统。这种科学的辩证的认识论的培养，会不断丰富学生的知识内涵，提高学生的科学素质。

3.培养科学能力，促进科学素质的发展

科学能力包括观察能力、实验能力、思维能力、掌握运用科学方法的能力等，科学能力是培养学生科学素质的基础。通过物理教学活动可以培养和发展学生的科学能力，所以在物理教学中教师应注意教学过程的设计和教学方法的选择。教师在教学中要精心设计教学内容，始终贯穿物理科学方法的教育。开展科学方法教育要符合学生的认知规律，要根据学生的知识水平和思维发展循序渐进地进行，还要注意激发学生学习的主动性和积极性，产生良好的学习动机。物理学科中的科学方法是掌握科学知识、培养科学能力的工具，而科学能力的培养又促进了科学素质的提高和发展。

三、培养学生的科学素质的具体方法和途径

科学素质的培养和提高并非在某段时间或某个方面下了工夫就能够达到目的，它是一项长期而艰巨的系统工程。作为教师最重要的是教育思想的转变，教育思想的转变要针对我们的实际情况，也就是当前问题在什么地方。我本人根据这些年中学物理教学的感受，感觉我们过去比较多的是单纯的知识的传授，而现在在传授知识的同时，应该着重、着眼在学生素质的培养。这点是被大家普遍接受的了，不过个人有个人的理解。就我的理解，学校恐怕永远要传授知识。人类积累了很多的知识，尤其是由于现代科技的迅速发展，应使学生尽快地学好这些科学知识。问题是怎样传授。脱离了知识，素质的培养是空的。必须有一定的知识作为背景，科学素质的培养才有了内容。当然，在教学的具体过程中，对知识点我们要分析、要精选，讲有代表性的重要知识。时代在发展，知识点也有所不同发展，不是一成不变的。我们不要单纯地考虑通过这个课程学生学到了什么定律，会解哪一类的习题。而更重要的是考虑一下学生通过学习这门课程，一个学期或者一年以后，他们在科学素质上有什么提高，而且对于不同的对象应该有不同的要求。只有在整个物理教学过程中始终注意对学生的科学素质的培养才能达到理想的效果。对学生进行科学素质的培养应注重以下几个方面：

1.课堂教学是培养学生科学素质的重要途径

课堂教学是培养学生科学素质的重要途径，在物理课堂教学中要有机地结合、渗透对学生科学素质的培养，使学生在潜移默化中，不知不觉地接受这种培养。

高中物理的课堂教学主要是讲授物理概念和规律的建立、发展和应用以及各知识点的相互联系，而这些地方往往蕴涵着丰富的科学分析的方法。例如，在讲授“万有引力定律”这节内容时，教师应着重讲解牛顿发现这一定律时巧妙的构思过程。再如，在讲授“光的本性”这节内容时，要着重讲解人类对光本性的认识从17世纪牛顿的“微粒说”和惠更斯的“波动说”的斗争，到19世纪末20世纪初麦克斯韦的“电磁波理论”和爱因斯坦的“光子理论”，最后发展到量子理论的“波粒二象性”，这样一个漫长而曲折的过程。使学生知道一种学说的建立所经历的从事实到理论；发现新的事实，再建立新的理论这样一个科学的辩证发展的过程。

物理练习训练是物理课堂教学的一个重要环节，学生通过练习达到复习巩固的目的。物理习题的内涵非常豐富，有的习题的意义已远远超出了练习的本身，可拓宽、加深、补偿课本知识，并可以使学生学会分析解决问题的科学方法。在教学中，教师应明确地说明物理科学方法的作用、适用范围以及应用原理和步骤，让学生在练习中加以体会，在运用中掌握科学方法。例如，有这样一道习题：一半径为R的圆弧轨道与水平桌面相切于A点，小球从轨道上距桌面高H处由静止滚下，问小球经历多长时间到达A点？解这道题，要将小球的运动与单摆的运动相类比，用学过的单摆的知识解决问题。教师在讲解时要说明所运用的类比的方法，从而让学生在运用中练习和体会类比的方法。

2.物理实验贯彻培养学生科学素质的始终

物理学是一门实验的科学，因此物理实验在中学物理教学中具有双重任务：一方面通过物理实验使学生获得理解知识的感性材料，加深学生对物理概念、规律和现象的认识；另一方面，通过大量的物理实验特别是学生实验，可以培养学生良好的观察和实验操作技能。物理实验的这些特点以及在物理教学中实验的普遍性和特殊性，决定了物理实验在培养学生科学素质中的重要性。

通过物理实验，学生可以掌握一些用实验来研究物理规律的基本方法。例如，在“验证牛顿第二定律”的实验中，教师要让学生掌握在研究物体的加速度与物体的质量及所受的外力关系时，要确定质量（或外力）不变，然后来研究加速度与外力（或质量）的关系这样的研究方法。

3.物理课外活动中渗透对学生科学素质的培养

物理课外活动是激发学生学习物理兴趣，拓宽学生的知识面、培养分析、解决问题的能力十分有效的一种形式，同时也是培养学生的科学学习方法、科学研究方法和科学精神的一种重要活动。

例如，通过物理讲座可以让学生了解物理学的发展历史。物理学史能充分展示科学发展的历程，为培养学生的科学素质提供生动而丰富的材料。一方面可以使学生全面而系统地体会科学的研究方法，如：伽利略对自由落体的研究、牛顿发现万有引力、法拉第和场的理论、玻尔原子模型的形成等。物理学史表明，一些物理学家在科学上作出的重大贡献，除当时的生产和科学技术发展水平外，也和他们所运用的正确的科学方法分不开。玻尔原子模型的建立，是一项极为复杂和困难的工作，需要对当时物理学的最新理论和实验成果进行详细分析和系统的综合。玻尔在研究过程中以广博的知识，深邃的洞察力系统地运用了分析、综合、模型、假说、演绎等一系列科学方法。爱因斯坦曾这样评价道：作为一位科学思想家，他具有大胆和谨慎这两种品质的难得的融合，很少有谁对隐秘的事物具有这样一种直觉的理解力，同时又具有这样强有力的批判力，他不仅具有关于细节的全部知识，而且还始终注视着基本原理，他无疑是我们时代科学领域中最伟大的发现者之一。另一方面，通过物理讲座还对学生进行科学精神的教育，如：我们从那些杰出的科学家身上都可以看到这样一种精神，就是敢于探索、不怕挫折、孜孜不倦、坚持真理。卢瑟福为提出原子的核式结构、查德威克在发现中子的过程中都做了大量的实验，进行了艰苦的工作。

学生在听这些讲座时，总是听得聚精会神、为之动容，他们在为这些物理大师们的光辉业绩心驰神往的同时也在不知不觉中培养了科学素质。

总之，科学素质的培养和提高不是一朝一夕就能完成的，而是一项长期而艰巨的工作。在渗透科学素质的教育过程中，教师要注重与教学内容的有机结合，要注意方法上的灵活运用，形式的多样性将会显著提高学生的科学素质。

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作者简介：金鑫，男，出生于1970年4月，学历：本科，研究方向：高中物理。