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摘 要: 高中物理是普通高中科学学习领域的一门基础课程,与九年义务教育物理或科学课程相衔接,旨在进一步提高学生的科学素养。本文主要介绍了什么是科学素养,以及在高中物理教学中培养学生的科学素养所采取的一些策略。
关键词: 高中物理教学 科学素养 培养策略
一、对科学素养的理解
科学素养是由文化素养引申而来的,译自英文scientific literacy,最早是由美国学者赫德(P.D.Hurd)在1958年提出的,表示个人所具备的对科学的基本理解。素养和素质含义接近,但素养与素质相比更强调后天修习涵养的作用,即学习提高的重要性。关于科学素养,人们基于各自的理解,从不同角度对其内涵进行了各种各样的阐述,然而,迄今为止,学者们对科学素养的理解仍然是不统一的。
从本质上说,科学素养是指在先天遗传素质的基础上,经过后天的教育和实践而不断发展起来的,认识自然和应用自然规律解决日常生活和社会发展中实际问题的内在素质结构。
科学素养国外研究:国际上普遍将科学素养概括为三个组成部分,即对于科学知识达到基本的了解程度;对科学的研究过程和方法达到基本的了解程度;对于科学技术对社会和个人所产生的影响达到基本的了解程度。目前各国在测度本国公众科学素养时普遍采用这个标准。
具备基本科学素养:只有在上述三个方面都达到要求者才算具备基本科学素养的公众。
科学素养国内研究:2000年8月,我国新世纪科学课程改革专家组对科学素养的内涵进行了广泛讨论,结合我国的实际情况并且借鉴国际科学教育界关于科学素养的探索成果,提出科学素养架构应该包括如下三个基本维度:科学知识与技能;科学探究过程、方法与能力;科学态度、情感与价值观。这就是我国科学教育界所构建的“科学素养”三维度概念模型。因此,从科学素养的构成侧面来看,它是科学基础知识与基本技能,科学过程、方法与能力,科学态度、情感与价值观三方面基本素质的有机统一。其中,基础知识与基本技能素质、科学过程、方法与能力素质属于科学素养整体结构中的智力因素,而科学态度、情感与价值观素质则属于科学素养整体结构中的非智力素质。
二、在高中物理教学中培养学生科学素养的策略
通过相关的调查研究发现:当代高中生整体上比较关注身边的世界,但对于新技术的发展比较淡漠。这无不令人担忧,没有对新科技的憧憬,我们能培养出科技后备队伍吗?目前,在高中物理教学中对学生科学素养的培养存在一些问题,比如:传统科学教育的弊端在一定范围内阻碍了学生科学素养的培养,重知识、轻能力,过于重视难题、忽视素质培养,严重地阻碍了学生身心的健康发展;科学课程结构的不合理性使学生对科学的理解呈现出分裂性,趋向功利的科学;科学教育环境的单一性,局限了学生获取知识的渠道,有可能导致学生科学兴趣的丧失;相当一部分高中生缺乏完备的科学认知观,割裂科学与人文的融通性,致使对一些科学概念判断不清,伪科学乘虚而入,搅乱学生对科学概念的认知。
针对目前在高中物理教学中对学生进行科学素养的培养中存在的一些弊端,国家对人才的要求,以及学生终身发展的需求,在高中物理教学中培养学生科学素养应采取以下策略。
2.1转变的观念。
在我国,人们习惯用“考分高,学习好”来衡量学生,用能否考上高等院校作为衡定人才的唯一标准。为了培养出少数高分学生,不少教师只注重科学知识的理解和掌握,完全忽视了科学方法、科学态度和科学精神的培养,学生根本不重视实验和实践,人为编造实验数据的现象时有发生。这一切阻碍了学生的全面自由发展。新课程强调:中学教育不是精英教育,而应面向每一个学生,着眼于全体学生的发展。对于选拔少数学习尖子、淘汰大多数普通学生的教育模式,必须给予根本性的改造。要将每个学生都看成有独立人格的个体,发展学生的主体性,理解尊重学生,平等地为每一个学生提供表现、创造和成功的机会。人才是多样化的。自古以来,三百六十行,行行出状元。为了实现科教兴国的伟大战略,提高全民族的素质,就需要实现新世纪物理教育的理念和目标——提高全体学生的科学素养。因此,教师和学生都要转变观念。
2.2.1教师观念的转变。
教师既要面向全体学生,使学生能接受基本的科学素养教育,又要坚持全面的物理科学教育,使学生在科学知识、科学方法、科学态度和科学精神等方面得到全面的教育。高中物理教师要知道物理知识是提高科学素养的基础和载体,教学目标要由以前知识技能一维目标向三维目标的转变。另外,在教学的过程中教师要做学生学习活动的促进者与引导者,关注物理学与技术和社会的关系,而不是纯粹地照本宣科,要重新构建知识结构,要从掌握物理学科专业知识的一元结构,向以学科专业知识为基础,同时具备一般科学文化知识及和学科相关专业知识,具备教育学、心理学、教育评价、教育科研方法等教师专业知识,具备教育哲学、方法论等理论知识的树形知识结构发展。
2.2.2学生观念的转变。
要将学习目标由重知识学习、纯粹为了升学向提高学习能力的转变,学会求知、学会做事、学会共处、学会做人,真正的学习必定是终身的,真正的教育是“授人以渔”,而不是“授人以鱼”。学习的目的是为了学会做事,提高学习能力应当成为学生的学习目标。另外学生的学习状态要由被动接受式向主动探究式的转变,把学习过程之中的发现、探究、研究等认识活动凸显出来,使学习过程更多地成为发现问题、提出问题、分析问题、解决问题的过程,变被动接受式为主动探究式学习。学习不是一种异己的外在的控制力量,而是一种发自内在的精神解放运动。从实践的角度讲,这种学习观的变革意味着要改变学生的学习态度,培养学生的责任感,并使学生养成终生学习的愿望和能力,使提高学生科学素养的目标得以实现。
2.2创设问题情境,激发学习兴趣。
“兴趣是最好的老师。”爱因斯坦这句话包含了丰富的哲理,可见激发学生学习物理知识的兴趣的重要性。多年的教学实践表明,在课堂教学中,教师有意识地创设问题情境,并通过提出一些与教学内容有关、富有启发性的问题,将学生带入情境之中,容易激发其学习动机,培养其学习兴趣。例如在讲人教版必修一参考系时,我先播放动画:路边的大树,奔驰的骏马、飞流而下的瀑布、川流不息的车辆。汽车里面有一名乘客问:“我动了吗?”司机说:“你没动。”而路边的行人说:“你跑得真快。”乘客到底是运动还是静止呢?然后很自然地引入新课内容。又如我在研究人教版必修一加速度的概念时,播放一段视频:飞机起飞、火车出站、运动员起跑、老虎突然去追鹿、汽车刹车等,让学生观察速度是否变化,变化快慢的程度是否相同,然后列表把初末速度对应时间填在表中,让学生回答,然后对比速度的引入进而引入加速度的概念。这些看似非常简单的问题,要解释清楚却有一定的困难。带着疑问学习,学生获取科学知识的兴趣提高了,课堂效率也就提高了。
2.3注重科学探究,培养科学能力。
《物理课程标准》指出:“科学探究既是学生的学习目标,又是重要的教学方式之一,将科学探究列入内容标准,旨在将学习重心从学生被动接受知识向主动获取知识转化,从而培养学生的科学探究能力、实事求是的科学态度和敢于创新的探索精神。”从学生角度看科学探究是一种学习方式,在物理课程的学习中引入科学探究,学生可以充分发挥主观能动性,自主地进行科学探究,在体验探究过程中,学习物理的基本概念、基本规律,掌握基本的探究技能,学会基本的科学方法。从教师角度看,科学探究是一种教学方式,在教学过程中教师不再是课堂的主角,只作指导和启发。因此在探究性教学中,教师要关注学生的探究过程,让学生充分地经历、体验与感悟。例如:在学习《自由落体运动》中,我让学生自己动手去做牛顿管实验,自己设计实验,不抽空气,观察会出现的现象;抽一部分空气,观察现象;抽成真空观察现象。先猜测可能出现的情况,然后实验探究,得出结论,发现规律。这样,在探究过程中学生不仅了解了知识生成的过程和来龙去脉,而且有效地提高了探究能力。
2.4加强物理与生活、技术、社会的联系,树立正确的情感、态度、价值观。
物理学是自然科学的一门基础学科,物理知识对科技的进步、社会的发展有极大的影响。例如:在教《能量守恒定律与能源》这一节课时,我在讲到常规能源及其保护时,从以下几个方面引导学生:首先,引导学生看视频学习了解我国的能源储量与利用情况,让学生记录分析家里常规能源的利用情况,估算出一个县城里能源的利用情况。其次,引导学生思考应该怎样节约能源。然后,引导他们调查社会上工厂里的能源利用情况,哪些地方存在浪费现象?可以采取哪些节约措施?在此基础上,倡议全校师生要节约和保护能源。学生的学习得到了老师和学校的支持,所以对这样的知识很感兴趣,学习的效果也非常好,学生们不仅掌握了物理知识,而且增强了社会责任感和主人翁精神。
2.5将物理学史教育有机地整合到物理课程教学中。
物理新课标是围绕着国家教育方针,以提高国民科学素养为目标而制定的,科学素养最核心部分就是受教育者对待科学的情感态度与价值观。物理学史以人类与物理世界对话的历史为研究对象,融合了与物理学有关的自然科学以及与人类思想、社会历史发展有关的多学科知识,是一门自然科学、人文科学、社会科学、思维科学紧密交叉渗透的综合学科。教师通过介绍成功的科学家遇到困难如何思考、如何探索达到目的,描绘物理学家探索科学的欢乐与痛苦、成功与失败,可使学生精神受到感染,情操得到陶冶,意志得到磨炼,鉴赏力得到提高,正确理解人和自然的关系,正确理解人与社会的关系,并产生热烈的感情,形成对美和善的辨别力和追求热情,从而使学生的心智得到和谐的发展。
2.6评价方式的转变。
我国现行的评价理论、方法和制度,与素质教育的要求存在明显的差距。例如,评价功能过于强调甄别与选拔,评价指标单一,评价主体和方法单一,学生在评价过程中基本处于被动地位,自尊心、自信心得不到很好的保护,主观能动性得不到很好的发挥,这些情况严重地制约了培养学生科学素养这一课程目标的实现。因此,建立体现素质教育理念的发展性教学评价体系,实现评价功能的转化,评价指标的多元化,评价方法的多样化,评价主体的多元化,加强学习过程评价管理,既是全面实施素质教育的客观要求,又是实现提高学生科学素养课程目标的重要保证。
科学素养是一种整体素质结构,我们必须克服传统物理教育中长期存在的只注重基础知识掌握和基本技能训练的“狭隘双基观”,切实树立起全面培养和提升学生科学素养的现代化学素质教育理念。
参考文献:
[1]中华人民共和国教育部制定.普通高中物理课程标准(实验)[Z].人民教育出版社,2003,4.
[2]宋正东.物理教育中科学素养的培养[J].内蒙古师范大学学报,2004,18,(2):60-61.
[3]林瑾.试谈运用物理学史对学生科学素养的培养.安徽电子信息技术学院学报,2005,(3).
[4]William F·Mccomas.Keys to Teaching Nature of Science[J].Science Teacher,2004,71,(9):24-27.
[5]David lazear.Eight ways of teaching:the Artistry of Teaching with MultipleIntellugences[M].2004.1.
关键词: 高中物理教学 科学素养 培养策略
一、对科学素养的理解
科学素养是由文化素养引申而来的,译自英文scientific literacy,最早是由美国学者赫德(P.D.Hurd)在1958年提出的,表示个人所具备的对科学的基本理解。素养和素质含义接近,但素养与素质相比更强调后天修习涵养的作用,即学习提高的重要性。关于科学素养,人们基于各自的理解,从不同角度对其内涵进行了各种各样的阐述,然而,迄今为止,学者们对科学素养的理解仍然是不统一的。
从本质上说,科学素养是指在先天遗传素质的基础上,经过后天的教育和实践而不断发展起来的,认识自然和应用自然规律解决日常生活和社会发展中实际问题的内在素质结构。
科学素养国外研究:国际上普遍将科学素养概括为三个组成部分,即对于科学知识达到基本的了解程度;对科学的研究过程和方法达到基本的了解程度;对于科学技术对社会和个人所产生的影响达到基本的了解程度。目前各国在测度本国公众科学素养时普遍采用这个标准。
具备基本科学素养:只有在上述三个方面都达到要求者才算具备基本科学素养的公众。
科学素养国内研究:2000年8月,我国新世纪科学课程改革专家组对科学素养的内涵进行了广泛讨论,结合我国的实际情况并且借鉴国际科学教育界关于科学素养的探索成果,提出科学素养架构应该包括如下三个基本维度:科学知识与技能;科学探究过程、方法与能力;科学态度、情感与价值观。这就是我国科学教育界所构建的“科学素养”三维度概念模型。因此,从科学素养的构成侧面来看,它是科学基础知识与基本技能,科学过程、方法与能力,科学态度、情感与价值观三方面基本素质的有机统一。其中,基础知识与基本技能素质、科学过程、方法与能力素质属于科学素养整体结构中的智力因素,而科学态度、情感与价值观素质则属于科学素养整体结构中的非智力素质。
二、在高中物理教学中培养学生科学素养的策略
通过相关的调查研究发现:当代高中生整体上比较关注身边的世界,但对于新技术的发展比较淡漠。这无不令人担忧,没有对新科技的憧憬,我们能培养出科技后备队伍吗?目前,在高中物理教学中对学生科学素养的培养存在一些问题,比如:传统科学教育的弊端在一定范围内阻碍了学生科学素养的培养,重知识、轻能力,过于重视难题、忽视素质培养,严重地阻碍了学生身心的健康发展;科学课程结构的不合理性使学生对科学的理解呈现出分裂性,趋向功利的科学;科学教育环境的单一性,局限了学生获取知识的渠道,有可能导致学生科学兴趣的丧失;相当一部分高中生缺乏完备的科学认知观,割裂科学与人文的融通性,致使对一些科学概念判断不清,伪科学乘虚而入,搅乱学生对科学概念的认知。
针对目前在高中物理教学中对学生进行科学素养的培养中存在的一些弊端,国家对人才的要求,以及学生终身发展的需求,在高中物理教学中培养学生科学素养应采取以下策略。
2.1转变的观念。
在我国,人们习惯用“考分高,学习好”来衡量学生,用能否考上高等院校作为衡定人才的唯一标准。为了培养出少数高分学生,不少教师只注重科学知识的理解和掌握,完全忽视了科学方法、科学态度和科学精神的培养,学生根本不重视实验和实践,人为编造实验数据的现象时有发生。这一切阻碍了学生的全面自由发展。新课程强调:中学教育不是精英教育,而应面向每一个学生,着眼于全体学生的发展。对于选拔少数学习尖子、淘汰大多数普通学生的教育模式,必须给予根本性的改造。要将每个学生都看成有独立人格的个体,发展学生的主体性,理解尊重学生,平等地为每一个学生提供表现、创造和成功的机会。人才是多样化的。自古以来,三百六十行,行行出状元。为了实现科教兴国的伟大战略,提高全民族的素质,就需要实现新世纪物理教育的理念和目标——提高全体学生的科学素养。因此,教师和学生都要转变观念。
2.2.1教师观念的转变。
教师既要面向全体学生,使学生能接受基本的科学素养教育,又要坚持全面的物理科学教育,使学生在科学知识、科学方法、科学态度和科学精神等方面得到全面的教育。高中物理教师要知道物理知识是提高科学素养的基础和载体,教学目标要由以前知识技能一维目标向三维目标的转变。另外,在教学的过程中教师要做学生学习活动的促进者与引导者,关注物理学与技术和社会的关系,而不是纯粹地照本宣科,要重新构建知识结构,要从掌握物理学科专业知识的一元结构,向以学科专业知识为基础,同时具备一般科学文化知识及和学科相关专业知识,具备教育学、心理学、教育评价、教育科研方法等教师专业知识,具备教育哲学、方法论等理论知识的树形知识结构发展。
2.2.2学生观念的转变。
要将学习目标由重知识学习、纯粹为了升学向提高学习能力的转变,学会求知、学会做事、学会共处、学会做人,真正的学习必定是终身的,真正的教育是“授人以渔”,而不是“授人以鱼”。学习的目的是为了学会做事,提高学习能力应当成为学生的学习目标。另外学生的学习状态要由被动接受式向主动探究式的转变,把学习过程之中的发现、探究、研究等认识活动凸显出来,使学习过程更多地成为发现问题、提出问题、分析问题、解决问题的过程,变被动接受式为主动探究式学习。学习不是一种异己的外在的控制力量,而是一种发自内在的精神解放运动。从实践的角度讲,这种学习观的变革意味着要改变学生的学习态度,培养学生的责任感,并使学生养成终生学习的愿望和能力,使提高学生科学素养的目标得以实现。
2.2创设问题情境,激发学习兴趣。
“兴趣是最好的老师。”爱因斯坦这句话包含了丰富的哲理,可见激发学生学习物理知识的兴趣的重要性。多年的教学实践表明,在课堂教学中,教师有意识地创设问题情境,并通过提出一些与教学内容有关、富有启发性的问题,将学生带入情境之中,容易激发其学习动机,培养其学习兴趣。例如在讲人教版必修一参考系时,我先播放动画:路边的大树,奔驰的骏马、飞流而下的瀑布、川流不息的车辆。汽车里面有一名乘客问:“我动了吗?”司机说:“你没动。”而路边的行人说:“你跑得真快。”乘客到底是运动还是静止呢?然后很自然地引入新课内容。又如我在研究人教版必修一加速度的概念时,播放一段视频:飞机起飞、火车出站、运动员起跑、老虎突然去追鹿、汽车刹车等,让学生观察速度是否变化,变化快慢的程度是否相同,然后列表把初末速度对应时间填在表中,让学生回答,然后对比速度的引入进而引入加速度的概念。这些看似非常简单的问题,要解释清楚却有一定的困难。带着疑问学习,学生获取科学知识的兴趣提高了,课堂效率也就提高了。
2.3注重科学探究,培养科学能力。
《物理课程标准》指出:“科学探究既是学生的学习目标,又是重要的教学方式之一,将科学探究列入内容标准,旨在将学习重心从学生被动接受知识向主动获取知识转化,从而培养学生的科学探究能力、实事求是的科学态度和敢于创新的探索精神。”从学生角度看科学探究是一种学习方式,在物理课程的学习中引入科学探究,学生可以充分发挥主观能动性,自主地进行科学探究,在体验探究过程中,学习物理的基本概念、基本规律,掌握基本的探究技能,学会基本的科学方法。从教师角度看,科学探究是一种教学方式,在教学过程中教师不再是课堂的主角,只作指导和启发。因此在探究性教学中,教师要关注学生的探究过程,让学生充分地经历、体验与感悟。例如:在学习《自由落体运动》中,我让学生自己动手去做牛顿管实验,自己设计实验,不抽空气,观察会出现的现象;抽一部分空气,观察现象;抽成真空观察现象。先猜测可能出现的情况,然后实验探究,得出结论,发现规律。这样,在探究过程中学生不仅了解了知识生成的过程和来龙去脉,而且有效地提高了探究能力。
2.4加强物理与生活、技术、社会的联系,树立正确的情感、态度、价值观。
物理学是自然科学的一门基础学科,物理知识对科技的进步、社会的发展有极大的影响。例如:在教《能量守恒定律与能源》这一节课时,我在讲到常规能源及其保护时,从以下几个方面引导学生:首先,引导学生看视频学习了解我国的能源储量与利用情况,让学生记录分析家里常规能源的利用情况,估算出一个县城里能源的利用情况。其次,引导学生思考应该怎样节约能源。然后,引导他们调查社会上工厂里的能源利用情况,哪些地方存在浪费现象?可以采取哪些节约措施?在此基础上,倡议全校师生要节约和保护能源。学生的学习得到了老师和学校的支持,所以对这样的知识很感兴趣,学习的效果也非常好,学生们不仅掌握了物理知识,而且增强了社会责任感和主人翁精神。
2.5将物理学史教育有机地整合到物理课程教学中。
物理新课标是围绕着国家教育方针,以提高国民科学素养为目标而制定的,科学素养最核心部分就是受教育者对待科学的情感态度与价值观。物理学史以人类与物理世界对话的历史为研究对象,融合了与物理学有关的自然科学以及与人类思想、社会历史发展有关的多学科知识,是一门自然科学、人文科学、社会科学、思维科学紧密交叉渗透的综合学科。教师通过介绍成功的科学家遇到困难如何思考、如何探索达到目的,描绘物理学家探索科学的欢乐与痛苦、成功与失败,可使学生精神受到感染,情操得到陶冶,意志得到磨炼,鉴赏力得到提高,正确理解人和自然的关系,正确理解人与社会的关系,并产生热烈的感情,形成对美和善的辨别力和追求热情,从而使学生的心智得到和谐的发展。
2.6评价方式的转变。
我国现行的评价理论、方法和制度,与素质教育的要求存在明显的差距。例如,评价功能过于强调甄别与选拔,评价指标单一,评价主体和方法单一,学生在评价过程中基本处于被动地位,自尊心、自信心得不到很好的保护,主观能动性得不到很好的发挥,这些情况严重地制约了培养学生科学素养这一课程目标的实现。因此,建立体现素质教育理念的发展性教学评价体系,实现评价功能的转化,评价指标的多元化,评价方法的多样化,评价主体的多元化,加强学习过程评价管理,既是全面实施素质教育的客观要求,又是实现提高学生科学素养课程目标的重要保证。
科学素养是一种整体素质结构,我们必须克服传统物理教育中长期存在的只注重基础知识掌握和基本技能训练的“狭隘双基观”,切实树立起全面培养和提升学生科学素养的现代化学素质教育理念。
参考文献:
[1]中华人民共和国教育部制定.普通高中物理课程标准(实验)[Z].人民教育出版社,2003,4.
[2]宋正东.物理教育中科学素养的培养[J].内蒙古师范大学学报,2004,18,(2):60-61.
[3]林瑾.试谈运用物理学史对学生科学素养的培养.安徽电子信息技术学院学报,2005,(3).
[4]William F·Mccomas.Keys to Teaching Nature of Science[J].Science Teacher,2004,71,(9):24-27.
[5]David lazear.Eight ways of teaching:the Artistry of Teaching with MultipleIntellugences[M].2004.1.