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物理新课程培养科学素养的途径和方法 摘要： 新课程的培养目标之一是：具有初步的创新精神、实践能力、科学和人文素养以及环境意识。基础教育是学生科学素养培养的主渠道，中学物理教学在学生科学素养的培养方面有着得天独厚的条件。利用物理学科中丰富的资源，在物理课堂教学、物理实验教学、综合实践活动、校本课程开发等方面培养学生的科学素养是一条理想的有效途径。 社会的进步，科学的发展，需要人类自身素质的不断提高，只有具备较高的文化知识水平和科学素养的人，才能适应社会的发展需要，使社会得以和谐、健康的发展。教育使人类走向文明，使社会不断进步，全面提高每个学生的科学素养应当是中学阶段科学课程的培养目标。基础教育课程改革纲要（试行）中指出，新课程的培养目标之一是：具有初步的创新精神、实践能力、科学和人文素养以及环境意识。确定这一培养目标，正是基础教育贯彻落实邓小平同志关于“教育要面向现代化，面向世界，面向未来”的重要思想，也是基础教育承担提高全民族素养、增强综合国力历史重任的具体落实。中学物理教学在学生科学素养的培养方面有着得天独厚的条件，如何在物理教育中探寻和渗透科学素养的培育和熏陶，无疑是物理教育中一个突出而又值得深究的课题。 以物理新课程理念审视物理教育，物理课程在重视科学知识积累的同时，还应重视学生主动参与知识探究的全过程，加强学生实践和实验能力的培养，强调科学方法和科学思维习惯的养成。基于这些认识，物理新课程的设计应注重把培养学生科学素养贯穿于物理教学的全过程，探讨研究科学素养培养的途径和方法。 一、培养学生科学素养的基本策略 全日制义务教育物理课程标准（实验）明确指出：“在义务教育阶段，物理课程不仅应该注重科学知识的传授和技能的训练，注重将物理科学的新成就极其对人类文明的影响等纳入课程，而且还应重视对学生终身学习愿望、科学探究能力、创新意识以及科学精神的培养”；普通高中物理课程标准（实验）则指出：“高中物理课程旨在进一步提高学生的科学素养，从知识与技能，过程与方法，情感态度与价值观三个方面培养学生，为学生终身发展、应对现代社会和未来发展的挑战奠定基础”；而科学（79年级）课程标准（实验）则明确提出“全面提高每一个学生的科学素养是科学课程的核心理念”。 物理教育不单指常规的物理教学，还包括各种与物理知识有关的活动。如科普宣传活动、科技发明与小制作、网络科技活动、研究性学习、社会调查、小论文、课外兴趣小组活动、物理游戏、物理故事会、物理讲座等。在物理教育过程中培养学生的科学素养除要遵循一般的教学目标和教学原则外，还应突出以下几个方面： 1增强中学生的科学观 所谓科学，狭义观点认为是指自然界客观规律的知识体系；广义观点认为，科学是一种特殊的社会文化探究活动，反映在两个方面：一是科学就其过程来说是一种对自然的探究活动，而作为知识体系的科学理论只是这种探究活动的结果；二是科学是一种特殊的社会文化现象，它是只有在特殊条件下才有可能得以产生和发展的探究活动。因此，从科学活动的结果来看是科学理论，即一种知识体系，而从科学活动的过程讲是科学探究。正是由于科学在认识自然上具有一种“探究性”，科学家对自然的认识也正是通过探究来完成的。所以， “探究性”是科学做为科学的核心所在，是科学所具有的首要特征。 由此可见，对科学的理解和看法是科学素养的重要内容。因此，加强对中学生科学馆的培养，可以起到提高学生的科学素养的目的。从另一个角度来看，科学是人来认识世界的手段之一。中学生头脑中应当建立真实的科学研究的图景，而不是“科学是完全客观的、科学探究的答案是唯一确定的”这样的印象。真实的社会和生活充满着复杂性和多样性，就像是真实的科学，没有预先知道的确定答案。如果学校教育没有交给学生这一课，不仅学生在未来难以胜任科学研究，而且在学生从学校进入到社会的转变过程中也会非常困难。从实践性的角度来看，科学观对科学探究活动具有重要的指导作用。 马克思主义哲学告诉我们：意识有两个功能，即对社会现实的维护或批判功能；对人的活动的控制和调节功能。由于意识具有的功能，决定了它对“是”的维护和对“非”的批判，对行为的控制和调节作用。学生的探究学习，实质是模拟科学家的科学研究，所以这个道理对中学生学习科学同样适用。树立正确的科学观，应当让学生了解，科学探究不仅涉及逻辑推理和实验活动，同时还是一个充满创造性思维的过程，而主观因素在科学探究活动中起着非常重要的作用。 2提高基础学力，促进科学素养可持续发展学力，是指通过学习获得的能力。物理科学教育在提高学生科学素养的同时，还要提高学生的学力水平，并使更多的学生对物理产生兴趣。学力是教育的内核，是学校课程设计的前提。任何一门学科教学的目标大体有四个组成部分：知识、理解；技能；思考力、判断力；关系、动机、态度。前两部分为显性学力，后两部分为隐形学力，就犹如浮在水面上的冰山，浮出水面的仅仅只是冰山一角，而更多的、隐匿在水面下的才是支撑浮出水面部分的基础，四部分做为一个整体反映了一种学力观。科学素养的提高要依靠学力水平的支撑，在科学素养提高的同时使学力水平得以进一步提升。因此，在物理教学中要遵循课程教学目标实施教学，在提高学生科学素养的同时不断提升学生学力水平。 二、培养学生科学素养的实施过程和方法 根据中学生的心理特点、认知水平以及科学素养的内涵可以知道，科学素养的培养并非在某段时间或某个方面的渗透就能达到目的，它是一项长期而艰巨的工程，所以只有在整个物理教育过程中，都注意到科学素养教育的渗透，才可能达到较理想的效果。 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。 加强“双基”学习，让学生获得系统的物理学知识 知识的传授是物理教学的最基本的任务。但是，传授怎样的知识是值得讲究的。应试教育注重考试的知识点，割裂物理学作为一门科学的知识体系，使学生走入死记硬背、做题套公式套题型的死胡同。素质教育崇尚人的素质的全面发展，课堂教学需在物理学知识整体性和系统性的指导下传授知识及学科思维方式上下功夫，亦即要教会学生如何学。 渗透科学史教育，了解物理知识的来源 物理学发展史是一部不断创新的历史。物理学发展史既蕴含着物理学知识，也蕴含着科学思维及科学方法的多样性和创造性，体现着科学态度和科学精神，是对学生全面进行科学教育的重要手段。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重要方法。 学习生活中的物理知识 教师在课堂上应密切联系生活实际，注意身边的科学，如学生普遍对现代电子信息技术比较感兴趣，教师可以针对这一问题，有意识地讲述物理知识在电子信息技术中的重要作用等。教师应该经常提醒学生，科学就在你身边，以此来增强学生的科学意识。 2通过实验教学培养学生探究意识和探究能力 在物理教学中科学素养的教育要“从物到理” 、“识物讲理” 。而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。物理实验大致可分为两种：一为验证性实验，即用实验来验证理论；另一种为探索性实验，即用实验来探究未知的结论。 验证性实验可用过程式教学方法，也就是让学生主动地去参与获取知识的过程，在实验过程中了解实验的目的，采取的步骤及其理论依据，观察现象差异，从而得出结论。通过实验学习科学研究方法，同时也能在实验中培养学生的科学态度。 探索性实验能激发学生的好奇心和钻研精神。在学生在未知结论时，通过教师引导，学习利用正确的科学方法，采取有效的实验步骤，从实验中探究结论。这一类实验可以更好地使学生学到科学探究方法，并从中得到思维和能力的发展，从而更好地提高他们的科学素养。 3综合实践活动是培养和提高学生科学素养的重要途径 学生生活于火热的现实世界和社会实践中，生活于自然中。倡导学生对自我、社会和自然之间内在联系的整体认识与体验，使学生获得亲身参与实践的积极体验和丰富经验，发展对自然的关爱和对社会、对自我的责任感，形成从自己的周围生活中主动地发现问题并独立地解决问题的态度和能力，发展实践能力及对知识的综合运用和创新能力，养成合作、分享、积极进取的科学品质。综合实践活动为学生开辟了一条与他生活的世界交互作用、持续发展的渠道。 物理新课程中有着丰富的综合实践活动资源，编入了大量的研究性学习课题。通过这些课题研究，可以模仿或遵循科学研究的一般过程，运用调查、测量、文献资料搜集等手段，收集大量的研究资料或事实资料，采用实验、实证等研究方法，培养学生的科学素养。 4校本课程是培养学生科学素养的必要补充结合学生、学校或地方的特定环境和资源特点，开展适合学校特点和学生实际的校本课程开发，是培养学生科学素养的必要补充。我校物理组在课改实践中，开发了二十多门的校本课程，从物理与生活、物理与人类、物理与环境、物理与军事、物理与航天、物理与信息等多个角度对学生进行物理科普知识的宣传和教育，使学生对物理学科的发展、现状、未来、前景有了一定的认识，对物理研究的观念、观点、态度、方法有了进一步的感悟，使他们的科学素养得到了很大的提升。 三、进行科学素养教育应注意的问题 马克思主义哲学告诉我们：要全面地认识事物，把握事物的矛盾，既要在同一中把握对立，又要在对立中把握同一；既要全面看到每一事物中每一矛盾的两方面，又要研究矛盾双方各自的特点。问题往往有正、反两个方面，物极必反。所以在具体的教育实践中都要注意适时适度、有的放矢，不切实际的空谈和形式是要不得的。 1学生科学素养的培养亟待教师素养的提高 长期以来，教师把主要精力放在学科知识的教学方面，很少考虑对学生进行科学素质的培养，更谈不上培养学生良好的科学素养。因此，教师首先必须努力提高自身的科学素养，要具备哲学头脑，在知识结构上，除掌握本学科知识外，还需通晓社会科学、教育科学、思维科学等知识，从而实现开放式的教学模式，对学生进行全面的科学素养培养。 2坚持正向引导，学习科学方法 自然界不同物质形态之间，不同运动形式之间呈现出的是一幅多样又统一的画面，各个系统之间通过物质、能量与信息的交换而发生相互作用，并且相互交织、渗透，从而不断运动变化着，为我们展示出一个瞬息万变、绚丽多彩、多样统一的面貌。在科学教育中，重要的是引导学生从纷繁复杂的自然现象中通过观察、分析去探究规律，认识它并学会应用它，把握好科学的基本观念，而不是死记一个个定义、公式与定理。 3防止科学方法教育程式化 科学是一个具有可验证性、真理性和开放性的系统。由于人们认识的局限性，在一定历史条件下，所获得的关于自然界的科学知识只能是相对真理，只能在一定的条件下与范围内适用，如牛顿力学就是如此。随着客观条件的变化，人们认识能力的提高，科学知识会不断发展与进步，新的观察常常会对已有理论提出挑战，知识的变化就不可避免，在物体做高速运动的情况下，牛顿力学就得由相对论力学来代替。因此，科学是一个开放的系统。在科学教育中必须重视科学实验与逻辑思维能力的培养，既要引导学生认真学习已有理论，又要防止把它视为永远不可逾越的认识顶峰，从而扼杀学生对科学进一步探索的向往与寻求发展的乐趣。即使科学方法也不是一成不变的，所以科学方法教学也不应程式化。 4在进行科学方法教学的同时，还应注重学生科学道德的培养 科学的目的在于追求真理；科学是理智的探索与追求；科学是实事求是的事业，创新是科学的生命，这就要求科学家必须在其个性、情感、态度等方面体现出一种求真、理性、务实与创新的科学精神，自觉接受科学道德的约束。基本的科学道德与一般的社会道德对于现代合格公民，不论从事什么职业同样都是必不可少的，差别仅在于程度与着重点不同而已。因此，在教学中不应把科学精神与人文精神分割开来，而应当统一起来，和其他课程与教育环节一起，共同为提高学生的思想、道德水平与社会责任感而努力。 六、加强物理科学教育与社会、技术的联系 科学可以转化为技术，变为改造世界的物质力量。同时，科学在促进社会物质文明和精神文明中的作用和科学的发展也有赖于社会各方面的支持。科学的社会功能与它的这种和社会之间的互动关系，使我们清楚地看到科学不仅仅是科学家的事业，而且是一项全社会的事业，每个公民都应当关注科学的发展。所以，我们在科学教育中不应把科学与技术、社会分割开来，就科学谈科学，脱离学生生活实际与社会实际，从而抑制学生学好科学服务自身与社会、振兴中华的意识与实践，进而为全人类奉献服务的意愿。 6注重从科学的本质来把握科学素养的内涵 人们通常从对科学的狭义观的认识出发，总是把科学教育仅仅理解为科学知识的传授，把科学素养仅仅理解为具有一定的科学知识，而在我国的传统教育中相应地也就把自然科学的基础知识与基本技能，即所谓“双基”作为科学素养的唯一内涵。显然这种认识是有局限性的。这是因为，倘若教师在科学教育中仅仅强调科学事实，那么学生就会认为科学是事实的堆积；倘若只强调科学的概念，那么学生就会以为科学是一连串的概括；倘若教师只强调科学的原理，那么学生就体验不到科学探究的过程和科学对自然现象的解释与预见的功能。因此，在我们的科学教育中，如果不能超越事实、概念与原理的局限，是难以促进学生科学经验的形成的。 7突出科学探究，着力培养学生的科学探究能力 发展学生的科学素养离不开科学的认识过程，科学过程的本质是探究，教育的重要目标是促进学生的发展，科学课程应当体现这两者的结合，突出科学探究的学习方式，注重创设学习科学的情境，为学生在教师的指导与帮助下自己动手、动脑，主动进行科学探究，提供充分的条件和机会，使他们得以在科学探