在高中物理教學中如何培養學生的科學素質

摘要： 科學素質的培養是素質教育的重要環節和內容，高中物理教學是培養中學生科學素質的重要途徑。在高中物理教學中實施科學素質培養，應注意加強科學方法的教育，培養學生的科學觀念，陶冶學生的科學精神。

關鍵詞： 高中物理 科學素質 科學方法 科學觀念 科學精神

當今世界，一個國家全體公民的素質，尤其是公民的科學素質，已經成為影響這個國家綜合國力的重要因素。從科學教育的改革趨勢看，世界各國都在相應調整基礎科學教育的培養目標，即著眼于培養新一代國民具有適應21世紀社會經濟發展所必須的科學素質?？茖W素質的要求是全方位的，除具有一定的科學知識外，還特別強調科學方法、科學思維、科學態度、科學精神，以及自然科學與人文科學的相互滲透和整合等。高中物理教學是培養中學生科學素質的重要途徑，本文就如何在高中物理教學中實施科學素質培養談幾點看法。

一、加強科學方法的教育

所謂方法，是人們在認識世界和改造世界的一切活動中所運用的各種途徑、方式和手段的總稱，而科學方法則是指在研究與解決科學問題過程中所運用的策略、程序、辦法。在高中物理教材中，滲透了很多科學方法，其中既有一般的邏輯范疇的歸納方法、推理方法、類比方法、分析方法和綜合方法，又有較為特殊的科學范疇的實驗方法、理想化方法、等效方法等。教師在教學過程中，應該特別注意加強科學方法的教育，使學生能夠體驗科學方法在研究中的重要作用與價值。

1.實驗方法

實驗方法是提出研究課題、構思科學假說、建立科學理論的重要途徑和基本手段。例如，光電效應正是在實現電磁振蕩的實驗中發現的新課題。由于高考的影響，在物理實驗教學中，教師較為注重的是對實驗原理的理解、實驗儀器的使用、實驗誤差的分析等內容，往往忽視了對實驗方法在物理研究中的地位和作用的體驗，從而使實驗方法的重要價值流失。因此，教師對實驗的目的和作用應該有足夠的重視，要讓學生知道，每一個演示實驗和分組實驗究竟要解決什么問題？這些問題的解決能否通過其它辦法完成？在教學中，只要條件允許，就要多給學生多做試驗的機會，尤其是那些啟發性、探索性的實驗。有些按高中學生的理論知識進行分析判斷較難得出正確結論的問題，一定要用實驗方法來解決，而不能單純進行理論分析。例如，在高一《光學》一課中，光從折射過渡到全反射的現象，這是學生憑直觀想象所不能得到的結果，所以，在教學過程中可以先對現象進行理論的討論，揭示矛盾，然后進行實驗，使學生在觀察到全反射現象時，能較好地體會到實驗的作用。

2.理想化方法

即運用理想模型在思維中排除次要因素的干擾，從而在理想狀態下進行計算和推論的方法。理想化方法包括理想化模型、理想化過程和理想化實驗。在高中物理教材中，理想化方法是經常出現的一種方法，如伽利略的斜面實驗就是用理想化方法研究自由落體運動的經典，理想氣體狀態方程的建立又是對氣體運用理想化方法的結果。在教學中，要讓學生了解，為什么要作理想化處理，由此帶來的結果是什么，以使學生能體會到理想化方法的作用。

3.等效方法

等效方法是在保證某些特定方面效果相同的前提下，用理想的、熟悉的、簡單的事物代替實際的、陌生的、復雜的事物進行研究的方法。在中學物理中，每一個概念的歸納，每一條規律的得出，無不涉及等效方法。如物體重心概念的提出，就是一種等效，“合力”、“分力”也是一種等效。教師要讓學生充分體會到等效方法的重要價值和作用。

二、培養學生的科學觀念

科學觀念是由于科學知識的長期結累及科學方法的多次卓有成效的運用后，使人們深信某些知識與方法具有更為深刻與普遍的意義，從而在信念、世界觀、價值論等方面引起較為深刻的變化，并形成穩定的取向，它使一些基本科學規律、科學原理被提升到判斷事非標準的地位，形成為一種科學的理性。科學觀念有較強的遷移性，它會自覺或不自覺地體現在人們對世界、事物的判斷中。所以在高中物理教學中，教師要充分重視培養學生的科學觀念。根據高中學生的知識、能力結構的特點及高中物理教材的內容，筆者認為，應著重培養學生的唯物的觀念、因果的觀念與守恒的觀念。

1.唯物觀念的培養

一切理性的認識都源于客觀事實，一切理論都必須受客觀事實的檢驗，這是唯物觀念的最重要的內涵。唯物觀念表現在物理學中，可稱之為事實觀念。物理學是一門建立在實驗基礎上的學科，它以物理事實為研究的出發點與歸宿，一切物理理論都要有事實基礎，一切物理理論都必須經受物理事實的檢驗。在物理教學過程中，讓學生運用所學的知識去分析、研究生活與自然中的一些現象，撰寫物理小論文，是一種十分有益于培養學生唯物觀念的好辦法。

2.因果觀念的培養

任何變化都有一定的原因，一定的原因必定對應著一定的結果。各種物理現象相互制約、相互聯系的表現形式就是因果關系。在教學過程中，教師應重視對各種現象原因的分析，如力學現象首先是起因于物體的受力，因此對物體受力情況的分析，是解決力學問題的關鍵。光學現象起因于各種光具對光的傳播所起的控制作用，因此進行光路分析是解決光學問題的基礎。

3.守恒觀念的培養

在高中物理中，有機械能守恒、能量守恒、動量守恒、電荷守恒、質能守恒等。在教學過程中，要突出這些守恒定律的意義，要經常用守恒的觀念去分析一些物理現象，它能給人們確定一個大的方向，而不拘泥于公式的規定。

三、陶冶學生的科學精神

在整個科學素質中，科學精神有著十分重要的地位。它反映了一個人對科學、對真理的基本態度與行為取向?？茖W需要人的誠實、客觀性、對新事物的熱情、意志、毅力、敢于懷疑、敢于自我否定、強烈的創新意識等品質，正是這種品質構成了科學精神。在教學過程中，教師要充分發掘物理學史中的豐富資料，在授課中有機地穿插物理學家的科學精神的生動事例，在情感上吸引學生，使他們對科學產生一種熱愛，了解科學家是怎樣工作的，科學家為什么而工作，科學對人類進步所做出的貢獻，從而在潛移默化之中收到科學精神培養的成果。幾乎每一位有成就的物理學家都有許多可歌可泣的事跡，都煥發出感人的人格魅力。比如，伽利略的頑強執著，布魯諾的為真理獻身，哥白尼的不屈不撓，愛迪生的不畏艱辛，牛頓的專心致志，居里夫人的愛國精神，愛因斯坦的人類良知，鄧稼先的無私奉獻，錢學森的愛國壯舉等，都是很好的素材。

在物理教學中結合有關內容介紹物理學家的事跡，不僅能激發學生的審美情感，還能巧妙地將學生對物理學家崇敬、熱愛的積極情感遷移到有關的教學內容上，激發他們的學習積極性。

參考文獻：

［1］李永福.淺談科學素質的培養［J］.山東教育，1997，（17）.

［2］裴新寧，胡莉彬.中學生科學素質的內容結構［J］.教育理論與實踐，1999，（12）.

［3］林珊.在物理教學中提高學生的科學素質［J］.福建論壇（社科教育版），2007，（4）.