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高中《物理课程标准》将科学探究放到了前所未有的高度,目的在于将学生学习的重心从过分强调知识的传承与积累向培养学生的探究能力转化,让学生从被动接受知识向主动获取知识转化,从而培养学生实事求是的科学素养、科学探究的能力。
在物理教学中,教师应该创设多样化的教学情境,重视学生科学探究能力的培养。具体可从以下几个方面着手。
1、注重实验教学,使之成为培养科学探究能力的重要途径
物理学是一门以实验为基础的自然科学。高中物理新课程的各个模块均安排了一些典型的物理实验,对其所要解决的问题进行了精彩的验证或探索。物理实验从确立实验目的到设计实验直至最后的结果分析,其实验过程实质就是科学探究的过程,因此物理实验是培养学生科学探究能力的重要途径。然而,过去教师在教学过程中,往往是应用经过几次消化了的材料来讲授,或者经过抽象的理论分析加以表述,把已有的知识进行系统归纳,形成简明扼要的理论体系。比如研究变压器的输出电压与哪些因素有关的问题时,教材即是以变压器的结构与原理为切入点,简明扼要从理论上推导出了的结论。这样的结论当然是必要的,但是这样的教学方式,往往会造成学生对科学概念的产生和发展的误解,以为什么结论都可用数学方式推导出来,失去了对观察实验的兴趣,使学生们不了解科学结论到底来自何方。
为了培养学生科学探究的能力,我们可以以实验为载体,把问题尽可能设计成富有探究性、创造性,并具有可操作性的实验或实践课题。事实证明,学生通过实验获得的学习效果与科学探究能力发展,比教师做演示实验或在黑板上讲理论的效果要好得多。在物理教学中,创造条件加强探究性实验教学,是培养学生实践操作和科学探究的能力、发展新知的重要途径。
2、渗透物理学史,使之成为培养科学探究能力的有力示范
物理学史是人类在物理领域认识自然、改造自然、获得知识的历史记录。无数的科学家为物理学大厦的构筑付出了艰辛的劳动,才结出了今天造福万民的智慧之果。人们在回顾物理学史时总会感慨万千,而在以往的物理教学过程中,我们通常更关注物理学科知识对于学生科学态度、科学精神的教育,而忽视了物理学史在培养学生科学探究能力的示范作用。
物理学的每一步发展,都离不开科学探究;物理学的科学观和研究方法的演化、变革与发展就是一个探究的过程。在这过程中,存在着许多有价值的历史争论,尽管在物理教材的知识体系中并未留下太多痕迹,但是如果我们在物理教学中能适度地涉及这些内容,无疑会让学生随着历史的争论而深入当初科学探究的每一环节中去。
3、建构物理概念规律,培养学生科学探究的能力
物理概念是反映物理现象和过程的本质属性的思维形式;物理规律是物理现象、过程在一定条件下发生、发展和变化的必然趋势及其本质联系的反映。形成概念和掌握规律就是对观察和实验得到的感性材料进行理性加工,并把有关物理问题的本质抽象出来。教师应当让学生明白,任何概念和规律都是严谨的科学探究的结果,使学生在建构新的概念规律时,要学会质疑,学会尽可能经过严谨的探究再建构自己可以接受的知识体系。例如在讲解牛顿第一定律时,可把牛顿和古希腊自然哲学家亚里士多德的观点进行比较,并结合伽利略的实验研究成果。牛顿和亚里士多德都是千古流芳的人物,但在力的作用的问题上却有着截然不同的观点,孰是孰非,争论也许并不能够令人信服,只有通过实验才能得出肯定的回答。在此基础上,再来讲述伽利略的实验研究成果,就可以让学生清楚地认识到亚里士多德的观点的错误性。
4、尝试STS教育,使生活成为培养科学探究能力的良好素材
STS是一门研究科学、技术和社会相互关系的新兴学科,它强调科学技术在社会生产、生活中的应用。在教授物理知识的同时,渗透STS教育,在拓宽知识的过程中,有利于学生提高对科学的过程与方法的认识,增强对科学的情感、态度与价值观的体验。例如,学习原子能的知识,教师既要让学生了解核技术可以用作医疗、能源,同时也必须向学生介绍核污染、核放射可以杀伤人类甚至毁灭地球;了解声学知识时,可以让学生调查身边的声污染情况,并尝试提出减小噪声污染的有效措施等。学生的科学探究能力的发展不是“自然而然”就能完成的,它需要教师精心设计和培养。因此,在物理教学中,实验的开展、物理学史的渗透、概念规律的建构、STS教育的尝试,多路并举,消除学生对于科学探究的神秘感,促使学生进行切实有效的探究,可以为学生科学探究能力的培养打好基础。
在物理教学中,教师应该创设多样化的教学情境,重视学生科学探究能力的培养。具体可从以下几个方面着手。
1、注重实验教学,使之成为培养科学探究能力的重要途径
物理学是一门以实验为基础的自然科学。高中物理新课程的各个模块均安排了一些典型的物理实验,对其所要解决的问题进行了精彩的验证或探索。物理实验从确立实验目的到设计实验直至最后的结果分析,其实验过程实质就是科学探究的过程,因此物理实验是培养学生科学探究能力的重要途径。然而,过去教师在教学过程中,往往是应用经过几次消化了的材料来讲授,或者经过抽象的理论分析加以表述,把已有的知识进行系统归纳,形成简明扼要的理论体系。比如研究变压器的输出电压与哪些因素有关的问题时,教材即是以变压器的结构与原理为切入点,简明扼要从理论上推导出了的结论。这样的结论当然是必要的,但是这样的教学方式,往往会造成学生对科学概念的产生和发展的误解,以为什么结论都可用数学方式推导出来,失去了对观察实验的兴趣,使学生们不了解科学结论到底来自何方。
为了培养学生科学探究的能力,我们可以以实验为载体,把问题尽可能设计成富有探究性、创造性,并具有可操作性的实验或实践课题。事实证明,学生通过实验获得的学习效果与科学探究能力发展,比教师做演示实验或在黑板上讲理论的效果要好得多。在物理教学中,创造条件加强探究性实验教学,是培养学生实践操作和科学探究的能力、发展新知的重要途径。
2、渗透物理学史,使之成为培养科学探究能力的有力示范
物理学史是人类在物理领域认识自然、改造自然、获得知识的历史记录。无数的科学家为物理学大厦的构筑付出了艰辛的劳动,才结出了今天造福万民的智慧之果。人们在回顾物理学史时总会感慨万千,而在以往的物理教学过程中,我们通常更关注物理学科知识对于学生科学态度、科学精神的教育,而忽视了物理学史在培养学生科学探究能力的示范作用。
物理学的每一步发展,都离不开科学探究;物理学的科学观和研究方法的演化、变革与发展就是一个探究的过程。在这过程中,存在着许多有价值的历史争论,尽管在物理教材的知识体系中并未留下太多痕迹,但是如果我们在物理教学中能适度地涉及这些内容,无疑会让学生随着历史的争论而深入当初科学探究的每一环节中去。
3、建构物理概念规律,培养学生科学探究的能力
物理概念是反映物理现象和过程的本质属性的思维形式;物理规律是物理现象、过程在一定条件下发生、发展和变化的必然趋势及其本质联系的反映。形成概念和掌握规律就是对观察和实验得到的感性材料进行理性加工,并把有关物理问题的本质抽象出来。教师应当让学生明白,任何概念和规律都是严谨的科学探究的结果,使学生在建构新的概念规律时,要学会质疑,学会尽可能经过严谨的探究再建构自己可以接受的知识体系。例如在讲解牛顿第一定律时,可把牛顿和古希腊自然哲学家亚里士多德的观点进行比较,并结合伽利略的实验研究成果。牛顿和亚里士多德都是千古流芳的人物,但在力的作用的问题上却有着截然不同的观点,孰是孰非,争论也许并不能够令人信服,只有通过实验才能得出肯定的回答。在此基础上,再来讲述伽利略的实验研究成果,就可以让学生清楚地认识到亚里士多德的观点的错误性。
4、尝试STS教育,使生活成为培养科学探究能力的良好素材
STS是一门研究科学、技术和社会相互关系的新兴学科,它强调科学技术在社会生产、生活中的应用。在教授物理知识的同时,渗透STS教育,在拓宽知识的过程中,有利于学生提高对科学的过程与方法的认识,增强对科学的情感、态度与价值观的体验。例如,学习原子能的知识,教师既要让学生了解核技术可以用作医疗、能源,同时也必须向学生介绍核污染、核放射可以杀伤人类甚至毁灭地球;了解声学知识时,可以让学生调查身边的声污染情况,并尝试提出减小噪声污染的有效措施等。学生的科学探究能力的发展不是“自然而然”就能完成的,它需要教师精心设计和培养。因此,在物理教学中,实验的开展、物理学史的渗透、概念规律的建构、STS教育的尝试,多路并举,消除学生对于科学探究的神秘感,促使学生进行切实有效的探究,可以为学生科学探究能力的培养打好基础。