在物理教学中渗透现代科技知识

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  1.在物理教学中渗透现代科技知识的必要性
  1.1崇尚科学技术的民族,才是最有希望的民族
  第八次中国公民科学素养调查结果显示,2010年,我国具备基本科学素养的公民比例为3.27%,仅相当于日本、加拿大和欧盟等主要发达国家在20世纪80年代末的水平。
  2011年1月14日,在国家科学技术奖励大会上,温家宝总理强调:崇尚科学技术的民族,才是最有希望的民族。中华民族要屹立于世界民族之林,必须有强大的科技,有大批创新型人才。加快经济发展,必须依靠科技支撑和引领。要把科技摆在更加突出的位置,瞄准世界科技发展前沿,在新一轮科技革命和产业革命中赢得发展的主动权。
  崇尚科学技术的民族,才是最有希望的民族。但我国具备基本科学素养的公民比例仅为3.27%,与发达国家相比,差距太大,提高全民族的科学素养,迫在眉睫。
  1.2物理教学不能裹足不前,要适应时代的需要
  当今社会,是一个科技高度发展,生产突飞猛进的社会,是一个信息加竞争的时代。在世界范围内的经济竞争日趋激烈。而经济竞争,主要是科技竞争;科技竞争,主要是人才竞争;人才竞争,主要是教育的竞争。
  所以物理教学,也不可避免地要投入这场竞争中。20世纪、21世纪的物理学的发展,为现代科技的形成奠定了基础。例如:同步通信卫星、太阳风、磁悬浮列车、电子对撞机、电脑、核武器等等。这些现代科技知识,与我们现代生活生产息息相关,也是当代人类必须了解和掌握的。这些鲜活的内容不仅可以激发学生的学习兴趣,也为我们推行素质教育,提高学生实践能力,为军事、经济的发展,培养实用型人才打下坚实的基础。
  物理学作为现代科学技术的基础科学,是青少年学生接受科学教育的重要组成部分,它对培养学生具备基本的科学素质起着突出的作用。因而,它在最基本的层次上决定着一个国家公民的科学文化素质及科技发展的程度。所以,物理教学不能裹足不前,要适应时代的需要,要进行必要的改革和创新。在物理教学中,渗透现代科技知识是时代的需要。
  1.3物理课程应“注重将物理科学的新成就及其对人类文明的影响等纳入课程”
  《课标》强调:物理课程应“注重将物理科学的新成就及其对人类文明的影响等纳入课程”;“有将科学技术应用于日常生活、社会实践的意识”;“让学生关心科技发展的动态,关注技术应用带来的社会进步和问题,树立正确的科学观”。
  由此可见,在物理教学中渗透现代科技知识,既是《课标》的要求,更是社会发展的需要。
  2.在初中物理教学中。怎样才能更好地渗透现代科技知识
  由于初中二年级才开物理课,学生物理知识的深度和广度都很有限,故在初中物理教学中渗透现代科技知识难度较大。那么,在物理教学中,怎样才能更好地渗透现代科技知识呢?下面浅谈本人对这个问题的一些看法。
  2.1挖掘教材中的相关资料,提高教学内容的社会针对性
  2.1.1从第一课便让学生下定学好物理、为祖国现代化建设打好基础的决心
  “引言——有趣有用的物理”讲到“牛顿常对人们习以为常的现象进行不懈的思考和探索,并由此发现了支配宇宙万物运动的物理规律。假如没有发现万有引力定律,今天的人造卫星、载人飞船都不可能成为现实。除夕夜,世界各地的华人也就不能同时观看春节节目了。……”
  教材精心设计了这一部分,目的在于告诉同学们“物理是有用的”,它的研究工作对现代的尖端技术以及我国社会主义现代化建设做出了重大贡献在于告诉我们教育工作者:在物理教学中应渗透现代科技知识,让学生真正感受到“物理是有用的”。
  人的第一印象是至关重要的。教师在讲授这一部分时,便可利用教材、教学参考视频资源,结合现代科技发展,例如我国制造原子弹、氢弹、航天事业的发展等等尖端技术,介绍物理学在现代科技中的一些应用。从物理第一课便让学生下定了学好物理、为祖国未来的现代化建设打好基础的决心。
  2.1.2巧用“科学世界”,渗透现代科技知识
  例1 第九章第四节电磁铁,科学世界介绍了磁悬浮列车:“磁悬浮列车消除了车体与轨道之间的摩擦,每小时可运行500 km以上,……我国上海市龙阳路至浦东机场的磁悬浮铁路已进入商业运行阶段。……”
  例2 第十章第四节越来越宽的信息之路,科学世界介绍激光的应用“医学上可以用激光做‘光刀’来切开皮肤、切除肿瘤……强激光可以在瞬间破坏敌人的飞行器,在军事上有广泛的应用。”
  教材提供了这些材料,正是我们渗透现代科技知识的最好资料。每当介绍这方面的知识时,孩子们那一双双强烈求知的眼睛紧紧地盯住老师,他们能真正地体会到物理知识在现代科技中的巨大作用!
  2.2发挥教育工作者的主导作用,瞄准世界科技发展前沿,渗透现代科技知识
  科技发展日新月异,但教材不可能日新月异地更改,这就要求教育工作者要发挥自己的主导作用,关心社会、关心世界各地的科技发展,瞄准世界科技发展前沿,在教学中更好地渗透现代科技知识。
  例1 在讲到“电磁波”时,我们可以给学生介绍最近美韩演练中出现的:“RC-135:最先进侦察机”。“RC-135是一种电子机,也经常在我国沿海活动,每年大概有十至二十次。这次它提前到位后,对朝鲜一些电子辐射进行侦察,电子辐射主要是朝鲜部署的雷达(电磁波应用之一),对它的频率进行侦察记录,真正作战时就能进行有针对性的干扰。另外,还对炮兵雷达和空防雷达进行侦察。
  同时,它还有通信侦察能力,对朝鲜所有的战备和战备之间的通信联系,不管长波(电磁波应用之二)还是短波(电磁波应用之三)的信息都能进行侦察记录,而且对大量的手机信号进行跟踪和记录,一旦录入它的数据库后,就可判断出朝鲜的指挥中心在什么地方。“RC-135”就可以提供这些目标的坐标,是一种非常先进的电子侦察机。
  例2 教师在介绍“卫星通信”时,可补充一些课外知识:“中国2010年发射15颗卫星,第一次超过美国。”
  “美国无线新闻网23日文章称,随着最新一颗北斗卫星在西昌卫星发射中心升空,中国一年发射卫星的数量达到了创纪录的15颗,使其首度赶上美国,这是中国太空能力发展的一个里程碑。但西方卫星专家指出,中国卫星在质量仍然需要提高,其仍严重缺乏高分辨率的军用卫星。”
  通过渗透这些科技知识,不但开阔学生的知识面,又能培养学生的学习兴趣,更能让学生了解我国在科技方面,与先进国家的差距,激发学生的奋斗精神和爱国热情!
  在具体教学中,教师还应当注意采用现代教学方法:把先进的现代教学方法与现代教学科学技术——多媒体教学结合起来,运用多媒体教学技术创设教学情景,把学生引入到现代物理科技知识中来,不断优化自己内在的物理知识结构及现代物理知识的运用能力。通过从简单的实例人手,采取渗透式的教学方法,从物理走向生活,从生活走向物理,从而丰富课堂内容,提高教学质量。
  2.3发挥学生的主体作用,让学生主动加入到现代科技教 育的行列中
  要在教学中把渗透现代科技知识落到实处,还有一个关键的因素,那就是要发挥学生作为教学中的主体作用。教师可结合教材指导学生参与到现代科技教育的行列中。
  例1 讲到“动能和势能的相互转化”、“水能的利用”时,我让学生自己收集生活、生产、科技中有关于这方面的资料,并让学生在课堂上进行专题介绍。
  最精彩的要算“广州蓄能水电厂”的介绍,请听我们小老师的发言:
  “广州蓄能水电厂,是大亚湾核电站的配套工程,集现代化、新科技、高水准于一体……当用电高峰时,上水库的水流向下水库(水的重力势能转化为动能),冲动水轮机顺时针转动,水轮机带动发电机工作(水能转化为电能)。在电量过剩时,多余的电会反向接通发电机。这时,发电机变为电动机,水轮机变为水泵,机组逆时针转动,将下水库的水抽到上水库(电能转化为水能,水的动能转化为水的重力势能)。通过电能变水能,水能变电能的转化,解决了多余电能的储存问题。它已经是世界最大的抽水蓄能电站。”
  这一介绍,同学们不但能掌握好能量相互转化的知识,还了解物理知识在生活、生产中的巨大作用,更能领略到高新技术的魅力!这一活动,大大提高了同学们学习物理的主动性!
  例2 在讲到“太阳能”时,我们可以让学生在网上搜索有关“太阳风暴”的知识。请听我们的学生介绍的“太阳风暴”:“太阳风暴指太阳在黑子活动高峰阶段产生的剧烈爆发活动。爆发时释放大量带电粒子所形成的高速粒子流,严重影响地球的空间环境,破坏臭氧层,干扰无线通信,对人体健康也有一定的危害。太阳黑子活动通常以11年为一个周期,2012年将有一场太阳风暴,同学们可以多关注这方面的科技知识……(注:近来科学网发布了美国、中国研究人员对这方面的新研究成果,据报道,2012年或2013年的太阳风暴,可能对地球带来严重影响。)……”
  例3 在讲到“核能”时,我们可以让学生在网上搜索有关“中国核武器的发展史”。请听我们的学生介绍的“中国核武器的发展史”:“中国从一九六四年爆炸第一颗原子弹到现在,核武器的研制与发展已有四十多年的历史了。中国第一代战略核力量以陆基弹道导弹为主;中国的第二代核武器,从上个世纪九十年代初,中国加紧进行核试验,中国第二代核武力的建成不仅会扩展中国战略核力量的整体规模,而且在核武力的安全、可靠、机动和突防等方面也获得大幅度的提升。这无疑大大缩小中国核武力与美、俄核武力的差距,进一步加强中国的战略核威慑能力,并扩大中国在国际舞台的发言权。……”
  这种让学生做“小老师”的教学模式,不但能让学生掌握现代科技知识,更能发挥学生作为教学的主体作用,充分调动学生的学习积极性。让学生自己去了解中国科技的发展与发达国家的差距,更激发学生的爱国热情。
  2.4充分利用“社会教育资源”
  2010年,我国公民获取科技信息的渠道,由高到低依次为:电视(87.5%)、报纸(59.1%)、与人交谈(43.0%)、互联网(26.6%)、广播(24.6%)、一般杂志(12.2%)、图书(11.9%)和科学期刊(10.5%)。
  由此可见,“社会教育资源”,也是学生获取科技信息的重要渠道。《课标》也强调教师在教学过程中应该充分利用“社会教育资源”。“社会教育资源主要来源于报刊、电视、科技馆、少年宫……”“为了让所有的学生都受到良好的科学教育,……充分开发社会性的教育资源是一个重要课题。”
  2.4.1电视
  同学们都喜欢看电视,我们可以向学生介绍电视中的科学教育栏目,特别是CCTV10、CCTV4电视台的节目,可以结合课堂教学向学生预报某个节目,建议学生收看并写记录,进行讨论、交流。
  同学们最喜欢看的电视节目是电影或电视连续剧,我们可以给他们介绍一些有教育意义的影片。例如CCTV1播放的电视连续剧《五星红旗迎风飘扬》,揭秘了老一辈无产阶级革命家及以钱学森、邓稼先为代表的广大科技工作者在险恶的国际环境和极端困难的条件下,研制成功了“两弹一星”,为新中国打造了制止战争维护和平的尖端利器。他们的精神感天动地,他们的业绩光照千秋。
  我们应该把这些优秀的电视节目告诉学生,让学生多了解有关“两弹一星”的科学知识,同时也学习钱学森、邓稼先等科技工作者的爱国情操。激发同学们像钱学森、邓稼先那样,专心致志于科学研究,将来为祖国社会主义建设作出应有的奉献的爱国热情。
  2.4.2互联网
  互联网上可以找到很多国内外的科学教育网站,有的和中学课程结合十分紧密,教师可以向学生介绍一些好的网站,例如科学网(kexuewang.tom),有目的地扩大学生的知识面使学生了解科技的最新成果,养成关心科技发展的良好习惯。
  2.4.3科技馆、少年宫
  科技馆、少年宫集中了很多大中型科学教育器材,我们可以组织或让学生自主参观这些场所,并写记录,进行讨论、交流,激发学生对于科学的兴趣和爱好,充分发挥学生作为教学中的主体作用。
  2.5积极指导学生参加各项科技竞赛,把理论知识应用到实践当中
  2.5.1科技竞赛活动是培养学生创新精神和创新能力的肥沃土壤
  国际和全国以及各省市地区的物理竞赛、科技创新大赛、机器人创作大赛、无线电工程竞赛等等各项科技竞赛,目的是促进中学生提高学习物理的兴趣和主动性,改进学习方法,增强学习能力,促进学生开展多样化的物理课外活动,发现具有突出才能的青少年。
  这些竞赛活动,通过创设类科学研究的情景,让学生充当“小科学家”角逐“前沿科学”研究,在类科学研究中激发学生对物理学的内在兴趣,把握科学研究方法及思维方法,体验类科学中艰辛以及成功带来的喜悦,培养学生科学素养和科学精神,所以这些竞赛活动是培养学生创新精神和创新能力的肥沃土壤。
  2.5.2指导学生参加各项科技竞赛,使“在物理教学中渗透现代科技知识”提高到更高更有实际意义的层次
  作为教育工作者,我们可以通过各种各样的活动,积极指导学生参加各项科技竞赛,让学生把理论知识应用到实践当中,使“在物理教学中渗透现代科技知识”提高到更有实际意义的层次。
  例如在本学期中,本人参加26届广州市、海珠区青少年科技创新大赛(教师组)共四个项目,全部获奖,获奖率100%。同时还指导学生参加:26届广州市、海珠区青少年科技创新大赛,智能寻轨器比赛,收音机安装比赛,四驱车比赛等等。学生都很踊跃参加各项科技竞赛,仅仅本学期,我辅导了90多名学生参加各项科技竞赛,并有50多人次获奖。通过这些竞赛活动,我们培养了学生:
  (1)顽强拚搏精神。在竞赛活动中要求学生在遇到困难时,不畏艰辛,通过不断尝试探索,经历多次的从失败到成功的探索过程,最后解决问题,取得成功。
  (2)团结协作精神。要求学生在解决一个研究课题(包括理论问题和实验问题)时,具有相互交流、相互启示、相互 配合的精神,通过协作交流来完成课题研究。
  (3)进取创新精神。要求学生在解答理论问题和进行实验设计时,不满足于传统方法和常规方法,有意识地从更简单、更一般,多角度、深层次创新地解答理论问题,完成物理实验的设计。
  (4)科学探索精神。探索求知的理性精神、实事求是的严谨精神、批判创新的进取精神、互助共进的协作精神,克己奉献的无私精神。
  通过这些科技竞赛活动,使学生更加了解并体会物理学对经济、社会发展的贡献,关注并思考与物理学相关的热点问题。关心国内外科技现状与发展趋势,产生有将科学服务于人类的意识,有为校争光、为国争光的使命感与责任感,并立志于献身于科学研究事业的志向。使同学们的科学素养得到更好的培养。
  3.社会需要越来越多的高科技人才
  3.1百年大计,教育为本
  温总理强调:百年大计,教育为本!教育兴国、教育立国、教育强国都是国家意志。把教育摆在优先发展的战略地位,是我国现代化建设需要长期坚持的方针。教育振兴直接关系国民素质的提高和国家振兴。只有一流的教育,才有一流的国家实力,才能建设一流国家。而基础教育关系到整个教育的成败,加强基础教育,才能为祖国培养出更多合格的人才。例如,在讲到“电路”时,我们可以跟学生介绍“中国歼20隐形战机首飞成功”。并跟学生介绍,歼20隐形战机是我国广大科技工作者花费大量的心血,才研制成功,由很复杂的电路构成,但再复杂的电路,都离不开我们今天所学的电路的基本结构:电源、用电器、开关、导线。从而让学生明白:只有学好今天的基础知识,才能为将来走向社会为祖国未来的现代化建设做好充分的准备。
  3.2“科教兴国”刻不容缓
  21世纪是富有挑战性的世纪。我国实施的“科教兴国战略”意义十分重大。这一战略的实施,将使古老而文明的中华民族,在21世纪再次腾飞,站在世界科技强国之林。提高全民族的科学文化素质,是科教兴国的基本条件和目标,只有真正实施“科教兴国战略”,我国具备基本科学素养的公民比例为3.27%的这一严重落后的数据,才会被远远抛在脑后;作为教育工作者,我们有责任在教学中渗透现代科技知识,使学生了解科技的最新成果,提高学生的科学素质,养成关心科技发展的良好习惯,激发学生对于科学的兴趣和爱好,激发学生的爱国热情,让学生下定了学好物理、为祖国未来的现代化建设打好基础的决心。这样,我们才能为祖国输送更多的高科技人才。
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