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当今科技发展日新月异,知识经济渐成主流。如果说科学技术是现代社会演进的强大动力的话,那么具有高科学素养的人,则是科学技术得以发挥威力的主体角色。加强青少年科学素养教育,是适应21世纪科技发展与挑战的必然选择。物理学作为具有认识论和方法论性质的自然科学,与社会的联系日益密切,对学生科学素养的培养具有独特的功能和鲜明的优势。
一、科学素养的构成和含义
中国科学技术协会在对公众进行科学素养调查的报告中指出:科学素养就是对个人决策、参与公众和文化事务以及经济生产所需要的科学概念和过程知识的理解。可以说,这代表了我国科学教育界对科学素养内涵的认识和理解。
在物理教学中有意识、有目的、有计划的提高学生的科学素养是实施素质教育的重要内容。
二、物理教学中学生科学素养培养的途径和策略
1.加强实验教学,培养学生的科学素养
物理学是一门以观察和实验为基础的科学,许多概念的引进、规律的得出都和实验有着密切的联系。正如诺贝尔奖获得者华裔科学家杨振宁博士所说:“对人类来说,毕竟百分之九十的科学活动是实验,而且科学中最重要的基础是实验。”
在“电磁感应现象”一课教学中,可以设计让学生们自主选择器材进行实验探究电磁感应现象的产生条件。借助实验,培养学生的科学意识,学会从身边的现象和学过的知识着手发现问题,寻找规律。
实验中,学生们大胆尝试,积极实践,想了很多办法:有的学生把条形磁铁放在线圈外侧,将条形磁铁与线圈接触,寻找感应电流;有的学生把线圈与条形磁铁摩擦,寻找电流;也有的把灵敏电流计和条形磁铁串接起来……结果,学生中有的找到了电流,也有少部分学生没有找到。但不管实验成功与否,学生们对此都兴趣十足。这一过程为学生提供了一次学习的经历,让学生成为了学习的主人,通过自主的探究、动手实践,体验和感悟了科学研究的方法,培养了学生的科学意识和勇于创新的精神。
2.寓科学素质培养于物理学的基本概念、基本规律的教学之中
在物理概念和物理规律的建立过程包含着丰富的科学方法,在物理教学中要根据学生的认知水平在每个教学环节中渗透科学的思想方法,培养他们的科学品质和科学精神。
在“匀变速直线运动的加速度”一节的教学中,先用录像等电教手段让学生观察几段运动(如汽车起动或火车进站等),引导学生从日常生活中发现问题。然后通过预先测量的这些运动在每隔一定时间时的速度值来寻找这些运动中速度变化的规律,从而引出匀变速直线运动的概念。再引导学生进行类比分析:各种运动中速度的变化快慢是否相等;如何表示速度变化的快慢等问题。最后归纳出加速度的概念。这一研究过程帮助学生正确区分了速度、速度的变化量和加速度这三个物理量,顺利地帮助学生克服了这一思维障碍。
3.渗透物理学史教育,培养学生的科学精神和科学的思维方法
物理学史集中地体现了人类探索和逐步认识物理世界的现象、结构、特性、规律和本质的过程。它包含了认识论和方法论的因素,包含了深刻的物理思想,包含着探索者的思索、创造、艰辛和悲欢。物理学史具有的丰富的教育因素,使其在学生科学素养的培养中可以发挥独特的功能。将物理学史引入教学之中,让学生“参与”物理学思想发展及物理学规律、理论的发现过程,有助于增强学生学习物理的兴趣和信心,有助于培养学生实事求是的工作态度和踏踏实实的工作作风。
4.有机渗透物理学科前沿内容和STS教育,培养学生的科学素养
若在物理教学中仅仅探讨基础知识,而不接触科学前沿内容,学生就跟不上时代的步伐。物理科学前沿的内容虽然极其复杂,但在物理教学中适当渗透其中所蕴涵的基本的物理思想却是可能的。因此,让学生适当地接触一些物理科学的前沿内容有助于拓展学生的想象空间,培养学生的创造力。
物理教学应将物理知识与STS教育有机结合起来,遵循科学性、时效性、综合性和因地制宜的原则,突出科学和技术的社会价值,突出实验、实践及其应用,不仅可使学生掌握物理知识,更重要的是使学生能懂得这些知识的实用价值和社会价值:现代物理科学技术的新发展、新成果、新成就;与工业、农业、医学等密切相关的知识和技能;与家庭、社会生活密切相关的知识和技能。
鼓励学生运用所学的物理知识,尝试解决这些实际问题,这样既增长了学生科学知识与技能,又增强了学生社会责任感。
一、科学素养的构成和含义
中国科学技术协会在对公众进行科学素养调查的报告中指出:科学素养就是对个人决策、参与公众和文化事务以及经济生产所需要的科学概念和过程知识的理解。可以说,这代表了我国科学教育界对科学素养内涵的认识和理解。
在物理教学中有意识、有目的、有计划的提高学生的科学素养是实施素质教育的重要内容。
二、物理教学中学生科学素养培养的途径和策略
1.加强实验教学,培养学生的科学素养
物理学是一门以观察和实验为基础的科学,许多概念的引进、规律的得出都和实验有着密切的联系。正如诺贝尔奖获得者华裔科学家杨振宁博士所说:“对人类来说,毕竟百分之九十的科学活动是实验,而且科学中最重要的基础是实验。”
在“电磁感应现象”一课教学中,可以设计让学生们自主选择器材进行实验探究电磁感应现象的产生条件。借助实验,培养学生的科学意识,学会从身边的现象和学过的知识着手发现问题,寻找规律。
实验中,学生们大胆尝试,积极实践,想了很多办法:有的学生把条形磁铁放在线圈外侧,将条形磁铁与线圈接触,寻找感应电流;有的学生把线圈与条形磁铁摩擦,寻找电流;也有的把灵敏电流计和条形磁铁串接起来……结果,学生中有的找到了电流,也有少部分学生没有找到。但不管实验成功与否,学生们对此都兴趣十足。这一过程为学生提供了一次学习的经历,让学生成为了学习的主人,通过自主的探究、动手实践,体验和感悟了科学研究的方法,培养了学生的科学意识和勇于创新的精神。
2.寓科学素质培养于物理学的基本概念、基本规律的教学之中
在物理概念和物理规律的建立过程包含着丰富的科学方法,在物理教学中要根据学生的认知水平在每个教学环节中渗透科学的思想方法,培养他们的科学品质和科学精神。
在“匀变速直线运动的加速度”一节的教学中,先用录像等电教手段让学生观察几段运动(如汽车起动或火车进站等),引导学生从日常生活中发现问题。然后通过预先测量的这些运动在每隔一定时间时的速度值来寻找这些运动中速度变化的规律,从而引出匀变速直线运动的概念。再引导学生进行类比分析:各种运动中速度的变化快慢是否相等;如何表示速度变化的快慢等问题。最后归纳出加速度的概念。这一研究过程帮助学生正确区分了速度、速度的变化量和加速度这三个物理量,顺利地帮助学生克服了这一思维障碍。
3.渗透物理学史教育,培养学生的科学精神和科学的思维方法
物理学史集中地体现了人类探索和逐步认识物理世界的现象、结构、特性、规律和本质的过程。它包含了认识论和方法论的因素,包含了深刻的物理思想,包含着探索者的思索、创造、艰辛和悲欢。物理学史具有的丰富的教育因素,使其在学生科学素养的培养中可以发挥独特的功能。将物理学史引入教学之中,让学生“参与”物理学思想发展及物理学规律、理论的发现过程,有助于增强学生学习物理的兴趣和信心,有助于培养学生实事求是的工作态度和踏踏实实的工作作风。
4.有机渗透物理学科前沿内容和STS教育,培养学生的科学素养
若在物理教学中仅仅探讨基础知识,而不接触科学前沿内容,学生就跟不上时代的步伐。物理科学前沿的内容虽然极其复杂,但在物理教学中适当渗透其中所蕴涵的基本的物理思想却是可能的。因此,让学生适当地接触一些物理科学的前沿内容有助于拓展学生的想象空间,培养学生的创造力。
物理教学应将物理知识与STS教育有机结合起来,遵循科学性、时效性、综合性和因地制宜的原则,突出科学和技术的社会价值,突出实验、实践及其应用,不仅可使学生掌握物理知识,更重要的是使学生能懂得这些知识的实用价值和社会价值:现代物理科学技术的新发展、新成果、新成就;与工业、农业、医学等密切相关的知识和技能;与家庭、社会生活密切相关的知识和技能。
鼓励学生运用所学的物理知识,尝试解决这些实际问题,这样既增长了学生科学知识与技能,又增强了学生社会责任感。