深化物理课程改革 提高学生科学素养

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  物理课程标准指出:义务教育阶段的物理教育的目的是培养学生的科学素养,面向全体学生,满足学生发展的需要.新的物理课程强调要改变以往的学科中心和知识本位,建立科学知识、科学过程、科学文化的统一的课程目标;强调对过程和方法的学习;强调课程在情感态度与价值观方面的教育功能;重视科学探究的教育作用;要求学生对科学、技术与社会之间有更多的认识和理解.这就要求教师在物理教学中要着重培养学生的科学素养,使学生不但具有广泛的科学知识,还要掌握一定的科学方法,具有较高的科学觉悟和较强的科学精神.
  
  一、重视物理活动教学,提高学生科学素质
  
  苏科版初中物理教材(四册)每章都以物理活动组织教学内容、安排教学进程.十八章共有课内活动123个、课外活动练习69个、综合实践活动4个.由此可看出活动是学习物理最基本、最重要的方式,也是贯穿物理教学过程的一根主线.我们要领会物理活动所蕴藏的新课程思想,让学生参与活动以提高物理学习效益、形成一定的科学素养.
  物理教材灵活多样地安排各种活动,以满足教学的需要.有的以观察为主、有的以测量为主、有的以推理分析为主、有的以调查为主、有的以科学探究为主,不同活动能力训练的内容有所区别,全套教材的活动内容以感性观察为主逐步增加理性分析.有些老师对物理活动认识不足,把物理活动与科学探究等同起来,以科学探究的形式开展各项活动,常按科学探究的能力要素将各种活动进行分块,以训练学生各个方面的能力,丰富多彩的活动教学成了几个模块的拼凑,在程式化的活动中,学生个性得不到张扬.教材是优质的教学资源,也是较好的活动资源,它为物理活动提供了好的方案.物理活动应在教材的指导下,根据主题确定活动内容,根据教学需要确定活动的方式,根据学生能力状况安排活动过程,还应根据知识结构、能力体系确定重点训练项目.活动应有利于学习兴趣的培养、有利于课堂目标的实现、有利于学生科学能力的形成.
  
  二、渗透物理方法教育,提高学生科学素质
  
  物理学是现代科学技术的基础科学,作为基础科学教育的物理教育对于培养年轻一代具备基本的科学思想和科学素养起着十分突出的作用.在中学物理教育中培养学生的科学素养,主要体现培养多方面的能力上,如观察和实验能力;归纳和演绎、类比和推理能力等,在诸多能力的培养中,创造能力是核心.而创造能力的培养关键是科学方法的教育.
  许多定律的建立和阐述本身包含着物理学家创立和使用的物理学方法,因此要结合定律的来龙去脉,引导学生领悟物理方法.如“思想实验”是很重要的物理学研究方法,被誉为“近代科学之父”的意大利物理学家伽利略用科学实验和思想实验相结合的方法发现了落体定律和惯性定律,在科学方法史上开创了观察和理论思维相结合的道路.历史上,伽利略首先通过落体佯谬的思想实验,否定亚里士多德的物体越重下落越快的结论;然后运用数学工具得出初速为零的匀加速直线运动s/t2=常量;进而用斜槽实验验证物体从光滑斜面的下滑运动是符合s/t2=常量的规律;最后将斜面实验推广,得出结论──落体运动是匀加速运动.如果认为伽利略光凭一个理想实验就推翻了亚里士多德的落体结论,那就未免失之偏颇.伽利略敢于首先用一个思想实验批判亚里士多德的学说,是因为他此前已进行过长期的实验研究.他曾多次观察过从同一高度同时下落的轻重不一的物体(如两个球体或两块石头等)的下落情况:伽利略认为自然界“总是习惯于运用某种最简单和最容易的手段”,这一哲学思考,使他大胆猜想自由落体运动是匀加速运动,他的关于落体的全部研究都是为了确证这一猜想,他的斜槽实验也是验证性的.伽利略对运动理论的研究所采用的方法可以总结为:观察→假设猜想→数学演绎→实验验证→修正推广.伽利略开创的观察实验与逻辑论证、数学方法相结合的研究方法极大地推动了物理学的发展,爱因斯坦在《物理学的进化》中评论说:“伽利略的发现以及他所应用的科学的推理方法是人类思想史上最伟大的成就之一,而且标志着物理学的真正开端.”
  
  三、穿插物理学史教育,提高学生科学素养
  
  古人说“读史可以明智”.如果剥离开历史而只讲纯粹的物理知识,学生也许也能掌握这些物理知识,但仅此而已,学生的科学思维的发展却不完整.在英文What、When、Where、Why和How中,我们往往只重视第一个,学生不知道一个定理或定律在何时(When)何地(Where)为什么(Why)被提出来作为研究的前沿问题,不了解当时某个问题是如何(How)解决的,一句话,不了解先辈们是如何发展和创造知识的,这绝不利于培养学生良好的科学素养.物理学前进的每一部分都可被挖掘为培养学生科学素养的极好教材,如在学习“牛顿第一运动定律”时,如果教师一开始就马上切入正题简单地一下子就把牛顿第一运动定律提出来,学生会觉得这定律很简单,学不学无所谓,所以很有必要带领学生先回顾一下力和运动史,了解亚里士多德的“受力则动,不受力则止”的观点曾经统治了两千年,直到伽利略才对此提出质疑,水到渠成地介绍伽利略如何发现“力是改变物体运动状态的原因”和他著名的理想实验的构想.此后,又有许多科学家对这个观点进行补充,最后由牛顿把它总结成牛顿第一运动定律.在这个美妙的故事的讲述过程中,学生不但深刻地掌握了教材所要求的内容,更重要的是他们通过鲜活过程的阅读理解和老师的分析,从中领悟到抽象的创造性思维的形成和科学精神,发展学生的科学探究能力.
  物理学史包含了大量科学思维形成和发展的案例,且内容又与中学物理教材紧密相连,容易激发学生兴趣,所以只要教师认真设计,穿插在教学中,不仅使教材内容更加生动,也是培养学生科学素养的好方法,还可以以课外知识讲座的形式,充分发掘对物理学史中具有典型意义的发展历程进行分析,把物理学史变成培养中学生科学素养的载体之一.
  
  参考文献:
  1.阎金铎主编 物理思维论 广西教育出版社1996
  2.张宪魁、王欣主编 物理学方法论 陕西人民教育出版社1992
  3.潘永祥、王绵光主编 物理学简史 湖北教育出版社1990
  4.李晓林等 物理课程教材论 银河出版社 2001
  5.钟启泉 崔允漷 新课程的理念与创新 高等教育出版社 2003
  6.陈清梅 邢红军 物理教学中主要科学方法内容的研究 中学物理教学参考 2006.7
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