初中物理教学中学生科学素养的培养

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为了适应科学技术进步和可持续发展的需求，培养高素质人才，新一轮基础课程改革将义务教育定位于提高国民素质的大众教育，这是现代的教学观，是我国在基础教育价值和功能方面的全新认识，是符合时代要求的一次变革.物理新课程标准正是在这一大背景下形成的，它将提高全体学生的科学素养作为物理课程的总目标，学生通过物理课学到初步的物理知识，培养科学探究精神，获得观察、实验的基本技能，逐步发展自己的能力，逐步形成科学的世界观.

一、科学素养的内涵

科学素养由文化素养引申而来，早在 20世纪50年代，美国科学家提出“科学的进步很大程度上取决于公众对科学教育的研究、理解和支持”，从而将提高公众科学素养作为其战略举措.美国科学改革纲领性文件《美国国家科学教育标准》对科学素养的概念及其内涵进行了描述性定义：科学素养指了解忽然深谙进行个人决策、参与公民事务和文化事务、从事经济生产所需的科学概念和科学过程.美国国际科学素养促进中心主任米勒教授提出的科学素养的“三维模型”得到广泛认同，他认为科学素养不是一个静态的，而是一个与时俱进的、动态的概念，具有鲜明的时代特征.

物理科学素养是科学素养在物理科学领域的具体体现，主要包括物理知识与技能、物理方法、物理能力、物理思想和物理科学品质.物理知识包括物理基本概念、物理规律和物理理论；物理技能是解决具体物理问题的进行操作活动和心智活动方式，如仪器使用技能、实验操作技能属于操作技能；受力分析技能，状态分析技能属于心智技能，技能是能力形成的基础；物理方法是人们在认识物理世界的过程中形成的具有普遍适用性的活动方式，物理课程中经常涉及的物理方法：观察方法，实验法，比较与分类方法，分析与综合方法，抽象与概括方法，归纳与演绎方法，类比法，理想化方法等 ；物理能力是顺利解决物理问题的个体心理特征，物理能力的基本要素是物理知识和物理技能，对知识深刻理解和对技能熟练运用，从而形成知识与技能的广泛迁移，即成为能力.在我国普通教育中，物理能力包括观察与实验能力、思维能力、分析与解决问题的能力、运用数学处理物理问题的能力；物理科学品质是物理学科中所蕴含的人文素养因素，它与物理学内容和人们的物理学认识活动相联系.它包括四个方面：科学精神、科学态度、科学道德、政治思想.

通过物理课程培养学生的科学素养，核心是培养学生的物理思想，2000年4月总书记为中国馆题词“弘扬科学精神，普及科学知识，传播科学思想和科学方法”，其中科学思想是包括物理教育在内的科学教育的主体内容之一，渗透在物理学内容中并在物理学中提出来的科学思想是物理学思想，其具有四个特征：创造性、科学性、层次性、指导性.

二、物理教学过程中科学素养的培养

新一轮的基础课程改革将义务教育定位于提高国民素质的大众教学，是符合时代要求的一次变革.物理新课程标准正是在这一背景下形成的，它将提高学生的科学素养作为物理课程的总目标，在物理课程目标中提出了“知识与技能”“过程与方法”“情境、态度与价值观”三维具体目标作为教学实施的指南.提高学生的科学素养可以从以下几个方面进行.

1.树立提高全体学生科学素养的观念

观念是决定人的行为方向的内部驱动因素，没有科学素养教育的观念，就不可能有自觉的科学的教育行为.树立科学素养观念单凭空洞盲目的口号是不行的，必须建立在对相关因素的理解和认识上，加强理论学习，用科学的态度去研究，去把握，树立正确的理想和坚定的信念，相信科学.科学素养教育观念的建立对学生的认知规律与人格特点和对社会及教育发展能够充分的了解.

2.具体落实到科学训练教育中

（1）课堂教学是养成科学素养的关键场所

课堂教学是物理教育的关键场所，在这个场所里重视科学素养培育的有机结合、渗透，会使学生自然而然地受到科学素养的陶冶，在潜移默化中，不知不觉地接受这种培养.例如，讲核能时，核能的利用易被师生重视，而它的污染易被忽视，教师讲课时，可以用切尔诺贝利核电站核泄漏为例，介绍核能的污染，再将核废料的处理介绍给同学们，并结合讲授核电站核污染的防护等，既激发了学生的学习兴趣，又使他们认识到核污染的严重性和防护的重要性.

（2）物理教学中科学探究贯穿物理实验始终

物理是一门以观察、实验为基础的学科，物理知识一般是通过观察、猜想、实验概括归纳出来的.物理知识的产生过程蕴涵着很多科学探究的环节：发现并提出问题，作出猜想和假设，制定计划与设计实验，通过观察、实验等途径来收集证据，评价证据是否支持猜想和假设，得出结论或提出新的问题.物理教学中物理实验的普遍性和实践性，决定了科学素养渗透的重要性.所以，各种物理实验中都应有计划地渗透科学素养的教育和培养.如：讲光的反射时，教师先让光从空气中传播，再从水平放置的平面镜射入，观察发生什么现象，然后随角度变化反射光线和入射光线的变化，进而初步认识光的反射.接着让学生采用科学归纳法猜想发生反射的规律，学生有不同的猜想，学生根据自己的猜想设计试验方案、验证猜想，最后形成科学结论；有的结论学生头脑中有定性的印象，可采用演绎推理法，如欧姆定律学生知道电流大小与导体两端的电压、导体电阻有关，到底有怎样具体关系，学生可根据经验讨论、推理，形成假设结论，根据假设讨论研究问题的解决方法及利用此方法设计相应的实验，本节采用控制变量法，可控制电阻 ，改变电压用伏安法测出电流和电压，或控制电压改变电阻测电流，最后形成科学结论.在教师的带动下，学生积极参与到实验教学中，获得科学研究体验，提高发现问题和解决问题的能力.

（3）课堂教学中让实验接近学生日常生活

用身边的器材或生活中常见物品实验，让学生一方面觉得物理知识是解决日常生活问题，另一方面提高学生对周围事物的观察，激发学生对学习物理的兴趣，如探究压强的影响因素时，可用玻璃杯、水、海绵，杯子放在海绵上，倒入自来水，杯子在海绵上越陷越深，学生通过观察了解了压强大小与压力大小有关，或用身边的器材如铅笔，压在食指和拇指之间，体会手指的感受，认识压强大小与受力面积有关.还有研究折射时，可在一杯水中放一支铅笔，观察笔好像断了，使学生真正体验从生活走向物理.有些难以控制条件，可变换思维方式，如研究滑动摩擦力大小实验，由于匀速运动不好控制，所以实验效果不会太好，若抓住相对运动就可变动为静，只要表面粗糙物体间有相对运动就是滑动摩擦力，可以这样设计试验：带有滑轮的木板用细线挂住悬挂在空中，物块用细线拉着绕过滑轮，细线另一端吊着重物，放开重物，物块就可在木板上运动了，用弹簧测力计拉着木板测出木板静止时的拉力既可得出滑动摩擦力的大小.相关的摩擦力与速度无关，与接触面积大小无关，很容易用实验验证.变换思维不但改变了实验的可视效果，而且改变学生思维习惯.让实验接近学生日常生活，让学生了解生活，将物理运用于生活.能够对知识有更深刻理解和对技能熟练运用，从而形成知识与技能的广泛迁移.

（4）课堂教学中让科学素养渗透到习题、小游戏之中

练习是每一门学科必不可少的一环，物理也不例外，学生通过练习达到复习巩固的目的，物理习题的内涵非常丰富，有的习题远远超出练习本身，可拓宽，加深，补偿课本知识，在编拟物理习题中，重视科学素养的渗透培养，会使学生潜移默化地接受教育，深化物理与生活.这在很多的中考都有体现，如2009年宜昌“我们经常听天气预报说，……向北移动的暖湿气流和来自××地区的冷空气前锋相遇，将在我国××至××之间形成一条东西方向的降雨带…….请你运用所学物理知识回答下列问题：……”； 2010年潍坊“我国新研制的月球探测器样机.样机使用抗温差大的材料，……”；2010年江苏泰州的计算题很有创意：“将比较耗水的洗衣机和同样耗水但不太讲究水质的马桶连在一起：上部是洗衣机（有关技术参数见铭牌），下部是马桶，中间设有贮水箱……”等等，类似的题型比比皆是.让学生初步知晓物理学的实际应用，了解物理学在科学技术和社会发展中的作用，激发学生对科学的兴趣和应用物理知识解决简单问题的能力，为学生的终身学习打下基础.

升入初二的学生已经具备一定的逻辑思维能力，开始由经验型向理论型转化，他们往往不轻信现存的答案，而要从各个方面和不同角度进行思考和探索.因此开展物理游戏活动，适当给学生出一二道物理游戏题，发展他们的逻辑思维和发散思维能力.在游戏题或游戏中渗透科学素养的培养，使他们在兴趣和思维中自然而然地得到科学素养的教育.兴趣促使思维，通过思维、讨论、争议，印象加深，记忆就牢固.如讲光的直线传播时，用手影、踩影子游戏介绍光的直线传播；表演“会跳舞的火焰”，先在平台上点燃一支蜡烛，然后手持一面小鼓置于蜡烛附近，鼓面面对烛火.当他敲响小鼓，烛火就随着鼓声舞动.这一现象说明声音的产生条件.也有助于培养学生学习物理的兴趣.

学生将来无论从事什么工作，相信科学、热爱科学、对客观事物持科学态度，都十分重要.物理学是一门自然科学，物理教学对培养学生的科学态度有重要作用.初中培养的科学态度主要是尊重事实、严肃认真、按科学规律办事的态度和创新精神，并结合物理教学对学生进行辩证唯物主义教育、爱国主义教育和品德教育.要培养学生知识与技能、物理方法、物理能力、物理思想、物理科学品质和科学态度，教师必须以身作则.要鼓励学生从实际出发，独立思考，积极参与各种学习活动.