基于培養學生“科學素質”的物理教學研究

覃惠

一、培養學生科學素質的重要性

科學素質教育是當今世界科學教育改革發展的主導方向，也是物理教育改革探討的中心課題之一。21世紀以來，隨著科學技術的迅猛發展，社會經濟結構、產業結構、產品結構調整變化的加快，社會對科技人才的要求越來越高。《全民科學素質行動計劃綱要》指出，科學素質是公民素質的重要組成部分。公民具備基本科學素質一般指了解必要的科學技術知識，掌握基本的科學方法，樹立科學思想，崇尚科學精神，并具有一定的應用它們處理實際問題、參與公共事務的能力。提高公民科學素質，對于增強公民獲取和運用科技知識的能力、改善生活質量、實現全面發展，對于提高國家自主創新社會，建設新型國家，實現經濟社會全面協調可持續發展，構建社會主義和諧社會，都具有十分重要的意義。由此可見，科學素質主要由科學知識、科學思想、科學方法、科學精神、科學態度等要素組成。在科學素質里，科學知識是基礎，科學方法和思想是骨干，科學精神是靈魂和不竭的動力，科學態度是核心。

二、在物理教學中培養學生的科學素質

物理教育家趙凱華在談到素質教育時說，最重要的科學素質包含在物理學的基本概念、基本原理和基本方法之中。作為基礎學科的物理學，在學生科學素質培養中起到舉足輕重的作用。物理學是觀察、實驗與理論緊密聯系、相互促進的基礎自然科學，充分體現了科學的本質特征。物理學從早期萌芽到近代發展，都以豐富的方法論和科學觀以及充滿哲理的物理思想影響著人類的思想、觀點和方法，影響著各門學科的發展。物理學的發展不僅深化了人類對物質世界的認識，而且帶動了科技的發展，推動了文化、經濟和社會的進步。因此，在物理的教學中，對物理學思想發展及物理學規律、理論的發現過程的教學，有助于學生理解掌握物理相關知識，認識物理知識的相對性、動態性，了解其物理基本觀念的變革，增強學生對物理學習的興趣和信心。而且物理學在整個發展過程中，以其特有的精神價值給學生人生價值的追求以深刻影響，有助于學生科學素質的形成和發展。因此，學習物理可以提高學生自身的科學素質。

三、在物理教學中培養學生科學素質的途徑

1.利用物理學史培養學生科學素質

回顧歷史，我們可以清晰地看到，每一次科技革命、技術革命和產業革命無不打下了物理學深深的烙印。物理學革命及其所引發的一系列科學革命，推動了產業和經濟的發展，并且極大地深化了人類對物質世界的認識，促進了先進思想、先進文化的孕育與形成，從而深刻地改變了人類的物質生活、精神生活和社會生活。當然，這些成就是來之不易的，在一次次物理變革過程中，都伴隨著一次次的物理思想變革，也伴隨著一個個物理學家的奉獻甚至犧牲自我。物理學史是研究物理學發展歷史的科學，它真實記載了物理科學形成發展的歷程，解釋與分析了歷程的形成背景與規律，集中體現了人類探索和逐步認識物理世界的現象、特性、規律和本質的歷程，不僅包含物理科學知識體系逐步成熟發展的過程，也包含著科學家探索追求真理的故事，包含著認識論和方法論的因素，包含著探索者的艱辛與悲歡，又體現著認識過程中理論與實踐、繼承與突破、理性與非理性的辯證統一，因而它包含著豐富的教育因素，顯然對學生科學素質的培養起著極其重要的作用。

2.注重物理概念教學

物理概念是物理知識結構的基礎，也是培養學生科學素質的基礎。物理概念是物理學的精髓，是靈魂。牛頓說：“如果說我比一般人看得遠些，那是因為我站在巨人的肩上。”牛頓廣泛汲取了哥白尼、開普勒、伽利略、笛卡兒等人的成果，而成就了他的偉大科學事業。因此，注重物理概念教學，從基礎培養學生的科學知識，是為以后學生的繼續學習和終身發展打下基礎。在具體的教學過程中，教師必須充分了解學生，以學生已有的概念作為起點，提供豐富的感性材料，創設一個感知活動的直觀化物理情境，把新概念與學生已有知識有機地結合起來。

而且，在形成物理概念的教學過程中，教師要特別注意運用多種方法，盡量從不同的角度來形成物理概念，分析物理概念。比如組織多種方案的演示實驗來形成同一概念。例如，在學習《大氣壓強》這節內容時，可以利用多種演示實驗來證明大氣壓強的存在：（1）準備一個空玻璃杯，分別演示玻璃杯空著和裝滿水時用硬紙片覆蓋的實驗;（2）“瓶吞雞蛋”實驗;（3）塑料掛鉤吸盤實驗等等。又比如用類比法、演繹推理法等多種科學方法來形成同一概念。這樣可以發散學生思維，從中培養學生的科學素質。

3.注重物理實驗教學

在物理教學中培養學生的科學素質，要以實驗為基礎，充分發揮實驗教學的功能。實驗是中學物理教學的重要組成部分，以實驗為基礎既是物理學的特色，也符合認識論的要求和學生的心理特點。物理實驗教學在培養學生科學素養和創造思維方面發揮了獨特的功能和作用。物理實驗在形成和發展的過程中所建立起來的“觀察實驗”法、“控制變量”法、“建立模型”法、“理想化”法、轉換法等各種方法，在中學物理實驗中得到廣泛的應用，如果學生能夠掌握這些科學的研究方法，對他們今后的工作和學習將會起到指導性的作用。而物理教師在實驗教學中要扮演好實驗的組織指導者、協助參與者、效果評估者等角色，注重實驗環節教學，著重培養學生觀察能力、動手能力及實際解決問題的能力。

（1）強化物理演示實驗教學，指導學生用科學的思想解決實際問題

演示實驗是物理教學中的基本手段，是最生動、最有效的直觀教學方法，它對于全面培養學生的科學素質具有非常重要的作用。教學經驗證明，生動有趣的演示實驗不僅會使學生對實驗現象產生極大的興趣，充分調動學生的學習積極性，吸引學生的注意力，還可以使學生的認知活動處于最佳狀態，精力高度集中，不知不覺地把自己融于實驗之中，促使他們更加全面地、細致地觀察實驗，積極地探究實驗，更加主動地運用所學到的物理知識去解釋實驗的現象，有時還會對實驗內容提出有意義的建議，這些都極其有利于學生創造性思維的產生，培養其創新能力，提高其科學素質。

（2）重視培養學生的實驗技能和獨立操作能力，組織學生課堂分組實驗

一些學生動手能力差，特別是女生膽小、害羞，害怕上實驗課。一些農村學生，由于條件的制約，接觸實驗的次數少，受的訓練也少，實驗操作能力和觀察能力較差。而學生分組實驗，讓每個學生都有動手操作的機會。因此，教師要正確引導，科學組織好每一次分組實驗。實驗小組應根據學生的學習程度及能力的大小來適當搭配劃分。每組人數不宜過多，一般以4人左右合適。每個小組設組長1人，組長只是實驗的組織者，而不是承包者。實驗小組的科學劃分，既便于教師的統一管理，又便于學生進行實驗，使不同程度的學生在同一組之中互相學習，取人之長，補己之短，有利于學生的共同提高。分組實驗是通過學生做實驗發現問題、提出問題，制定計劃，根據實驗現象和數據，分析論證，合作交流，最后得出物理規律。

（3）鼓勵學生做好課外小實驗、小制作

課外實驗本身就要求學生不拘泥于書本，不迷信權威，不墨守成規，在老師的適度指導和幫助下，充分發揮自己的主觀能動性，獨立思考，大膽探索，標新立異，積極提出自己的新觀點、新思路和新方法，為學生提供參與知識應用和再認識的機會。因此，課外小實驗、小制作在培養學生的創新意識和創新能力以及個性和特長方面具有獨特的優勢和作用。

（作者單位：廣西河池市宜州區三岔鎮實驗學校547000）