基于培养学生“科学素质”的物理教学研究

覃惠

一、培养学生科学素质的重要性

科学素质教育是当今世界科学教育改革发展的主导方向，也是物理教育改革探讨的中心课题之一。21世纪以来，随着科学技术的迅猛发展，社会经济结构、产业结构、产品结构调整变化的加快，社会对科技人才的要求越来越高。《全民科学素质行动计划纲要》指出，科学素质是公民素质的重要组成部分。公民具备基本科学素质一般指了解必要的科学技术知识，掌握基本的科学方法，树立科学思想，崇尚科学精神，并具有一定的应用它们处理实际问题、参与公共事务的能力。提高公民科学素质，对于增强公民获取和运用科技知识的能力、改善生活质量、实现全面发展，对于提高国家自主创新社会，建设新型国家，实现经济社会全面协调可持续发展，构建社会主义和谐社会，都具有十分重要的意义。由此可见，科学素质主要由科学知识、科学思想、科学方法、科学精神、科学态度等要素组成。在科学素质里，科学知识是基础，科学方法和思想是骨干，科学精神是灵魂和不竭的动力，科学态度是核心。

二、在物理教学中培养学生的科学素质

物理教育家赵凯华在谈到素质教育时说，最重要的科学素质包含在物理学的基本概念、基本原理和基本方法之中。作为基础学科的物理学，在学生科学素质培养中起到举足轻重的作用。物理学是观察、实验与理论紧密联系、相互促进的基础自然科学，充分体现了科学的本质特征。物理学从早期萌芽到近代发展，都以丰富的方法论和科学观以及充满哲理的物理思想影响着人类的思想、观点和方法，影响着各门学科的发展。物理学的发展不仅深化了人类对物质世界的认识，而且带动了科技的发展，推动了文化、经济和社会的进步。因此，在物理的教学中，对物理学思想发展及物理学规律、理论的发現过程的教学，有助于学生理解掌握物理相关知识，认识物理知识的相对性、动态性，了解其物理基本观念的变革，增强学生对物理学习的兴趣和信心。而且物理学在整个发展过程中，以其特有的精神价值给学生人生价值的追求以深刻影响，有助于学生科学素质的形成和发展。因此，学习物理可以提高学生自身的科学素质。

三、在物理教学中培养学生科学素质的途径

1.利用物理学史培养学生科学素质

回顾历史，我们可以清晰地看到，每一次科技革命、技术革命和产业革命无不打下了物理学深深的烙印。物理学革命及其所引发的一系列科学革命，推动了产业和经济的发展，并且极大地深化了人类对物质世界的认识，促进了先进思想、先进文化的孕育与形成，从而深刻地改变了人类的物质生活、精神生活和社会生活。当然，这些成就是来之不易的，在一次次物理变革过程中，都伴随着一次次的物理思想变革，也伴随着一个个物理学家的奉献甚至牺牲自我。物理学史是研究物理学发展历史的科学，它真实记载了物理科学形成发展的历程，解释与分析了历程的形成背景与规律，集中体现了人类探索和逐步认识物理世界的现象、特性、规律和本质的历程，不仅包含物理科学知识体系逐步成熟发展的过程，也包含着科学家探索追求真理的故事，包含着认识论和方法论的因素，包含着探索者的艰辛与悲欢，又体现着认识过程中理论与实践、继承与突破、理性与非理性的辩证统一，因而它包含着丰富的教育因素，显然对学生科学素质的培养起着极其重要的作用。

2.注重物理概念教学

物理概念是物理知识结构的基础，也是培养学生科学素质的基础。物理概念是物理学的精髓，是灵魂。牛顿说：“如果说我比一般人看得远些，那是因为我站在巨人的肩上。”牛顿广泛汲取了哥白尼、开普勒、伽利略、笛卡儿等人的成果，而成就了他的伟大科学事业。因此，注重物理概念教学，从基础培养学生的科学知识，是为以后学生的继续学习和终身发展打下基础。在具体的教学过程中，教师必须充分了解学生，以学生已有的概念作为起点，提供丰富的感性材料，创设一个感知活动的直观化物理情境，把新概念与学生已有知识有机地结合起来。

而且，在形成物理概念的教学过程中，教师要特别注意运用多种方法，尽量从不同的角度来形成物理概念，分析物理概念。比如组织多种方案的演示实验来形成同一概念。例如，在学习《大气压强》这节内容时，可以利用多种演示实验来证明大气压强的存在：（1）准备一个空玻璃杯，分别演示玻璃杯空着和装满水时用硬纸片覆盖的实验;（2）“瓶吞鸡蛋”实验;（3）塑料挂钩吸盘实验等等。又比如用类比法、演绎推理法等多种科学方法来形成同一概念。这样可以发散学生思维，从中培养学生的科学素质。

3.注重物理实验教学

在物理教学中培养学生的科学素质，要以实验为基础，充分发挥实验教学的功能。实验是中学物理教学的重要组成部分，以实验为基础既是物理学的特色，也符合认识论的要求和学生的心理特点。物理实验教学在培养学生科学素养和创造思维方面发挥了独特的功能和作用。物理实验在形成和发展的过程中所建立起来的“观察实验”法、“控制变量”法、“建立模型”法、“理想化”法、转换法等各种方法，在中学物理实验中得到广泛的应用，如果学生能够掌握这些科学的研究方法，对他们今后的工作和学习将会起到指导性的作用。而物理教师在实验教学中要扮演好实验的组织指导者、协助参与者、效果评估者等角色，注重实验环节教学，着重培养学生观察能力、动手能力及实际解决问题的能力。

（1）强化物理演示实验教学，指导学生用科学的思想解决实际问题

演示实验是物理教学中的基本手段，是最生动、最有效的直观教学方法，它对于全面培养学生的科学素质具有非常重要的作用。教学经验证明，生动有趣的演示实验不仅会使学生对实验现象产生极大的兴趣，充分调动学生的学习积极性，吸引学生的注意力，还可以使学生的认知活动处于最佳状态，精力高度集中，不知不觉地把自己融于实验之中，促使他们更加全面地、细致地观察实验，积极地探究实验，更加主动地运用所学到的物理知识去解释实验的现象，有时还会对实验内容提出有意义的建议，这些都极其有利于学生创造性思维的产生，培养其创新能力，提高其科学素质。

（2）重视培养学生的实验技能和独立操作能力，组织学生课堂分组实验

一些学生动手能力差，特别是女生胆小、害羞，害怕上实验课。一些农村学生，由于条件的制约，接触实验的次数少，受的训练也少，实验操作能力和观察能力较差。而学生分组实验，让每个学生都有动手操作的机会。因此，教师要正确引导，科学组织好每一次分组实验。实验小组应根据学生的学习程度及能力的大小来适当搭配划分。每组人数不宜过多，一般以4人左右合适。每个小组设组长1人，组长只是实验的组织者，而不是承包者。实验小组的科学划分，既便于教师的统一管理，又便于学生进行实验，使不同程度的学生在同一组之中互相学习，取人之长，补己之短，有利于学生的共同提高。分组实验是通过学生做实验发现问题、提出问题，制定计划，根据实验现象和数据，分析论证，合作交流，最后得出物理规律。

（3）鼓励学生做好课外小实验、小制作

课外实验本身就要求学生不拘泥于书本，不迷信权威，不墨守成规，在老师的适度指导和帮助下，充分发挥自己的主观能动性，独立思考，大胆探索，标新立异，积极提出自己的新观点、新思路和新方法，为学生提供参与知识应用和再认识的机会。因此，课外小实验、小制作在培养学生的创新意识和创新能力以及个性和特长方面具有独特的优势和作用。

（作者单位：广西河池市宜州区三岔镇实验学校547000）