物理实验教学中学生科学素质培养

物理实验物理实验教学教学中学生科学素质培养中学生科学素质培养 摘要 摘要 科学素质是指人们在获得和应用科学知识的过程中所表现出来 的内在品质 它的核心是科学方法与科学精神 在物理实验教学中如 何培养学生的科学素质 是时代对物理教师提出的一个非常迫切的问 题 教师要用终身教育的理念和可持续性发展的意识去进行教学活 动 这样将有助于学生学习能力的发展和实践活动的开展 促进全体 学生全面发展和全体学生素质的整体提高 关键词 关键词 科学素质 科学方法 科学精神 科学探究 物理是一门以观察和实验为基础的科学 实验教学是物理知识教 学的基础 在新课程改革普遍实施的今天 它也是物理课堂教学中体 现新课程理念 提高学生科学素质的一种主要渠道和有效手段 科学素质是指人们在获得和应用科学知识的过程中所表现出来的 内在品质 它的核心是科学方法与科学精神 在物理实验教学中如何 培养学生的科学素质 是时代对物理教师提出的一个非常迫切的问 题 笔者认为 在物理实验教学中对学生进行科学素质培养关键要从 以下几方面入手 一 转变教学理念一 转变教学理念 为了更好地适应新课程标准 教师在教学中必须转变教育观 念 除了新课程标准中提到的基本理念外 还应注意下列具体问题 一 教材上的内容都要由教师在课堂上可以有选择地讲授 不 是只有教师讲过的内容才算学过 比如课本上的某些 想想议议 的 内容 如有关纳米材料的介绍等等 内容比较简单 文字又不深奥 教师完全可以引导学生自学 这样既可以有效利用课堂教学时间 又 使学生自学能力得到提高 再如眼睛的结构和功能在初中生物课中也有涉及 但是研究的角 度 写作的风格和强调的侧面都不一样 所以教科书上仍把眼睛作为 知识点写出 尽管如此 这段内容比较简单 要求也不高 文字又很 通俗 所以完全可以让学生自读 最多用十几分钟时间让学生议论一 下就可以了 二 不一定要求学生把课本上所有字句都学懂 学会 在物理知识的海洋中 在实际生活中 不清楚的 甚至永远不可 能弄懂的东西太多了 学生要学会容忍这种状况的存在 有时只要知 道其结果就行 更多的时候是要学会从许多不懂的东西中找到能够理 解的部分加以利用 很多内容随着知识 阅历的积累 逐渐会被学生 所理解掌握 二 重视科学探究二 重视科学探究 科学探究是物理课程的重要内容 它贯穿于整个物理教学中 在 课程标准中 知识与技能 过程与方法 情感 态度与价值观三者是 同等重要的 它们都是教学目标的组成部分 而且很多科学内容的教 学以及情感 态度与价值观的培养都是通过科学探究活动实现的 在科学探究活动中应着重培养学生学会科学的实验方法 查 里 费曼先生曾经说过 科学是一种方法 它教导人们 一些事物 是怎样被了解的 什么事情是已知的 现在了解到什么程度 如何对 待疑问和不确定性 证据服从什么法则 如何去思考事物 做出判 断 如何区别真伪和表面现象 由此可见 在自然科学类的课程教 学中 科学方法的引导非常重要 那么 在日常的课程教学中 如何教给学生科学的实验方法呢 首先 要在教学目标中要明确列出有关科学的实验方法的内容 以提醒自己在教学设计中能反映出来 在中学物理实验中得到广泛应 用的 观察实验 法 控制变量 法 建立模型 法 理想化 等各种方法如果学生能够掌握和应用 对他们今后的工作和学习将会 起到指导性的作用 甚至可以说是受益终身 其次 在组织教学的过程中让学生按照科学家认识世界的方法进 行学习 使学生能够从中学会科学的方法和解决实际问题的方法 其 要点是 提出问题 猜想与假设 制定计划与设计实验 进 行实验与收集证据 分析与论证 评估 交流与合作 当然 这些要点并不是在每一次实验探究中都要全部应用 有时只是强调其 中的几项 但是学生一旦将科学方法内化为自己的思维和行为方式 其学习将会取得事半功倍的效果 三 加强实验教学三 加强实验教学 物理实验是中学物理教学的重要部分 也是中学生学习物理的基 本方法之一 在实验教学过程中可以把学生操作技能的训练 观察能 力的培养 思想品德的形成 思维的发展和分析问题 解决问题能力 的培养有机地结合起来 充分培养学生严谨的科学态度和创新的科学 精神 使其科学素质得到提升 科学态度和精神是科学研究的推进器与动力 因为只有具有科学 精神的人 才能在浩瀚的科学海洋上一往无前 忘我的探索 科学精 神的教育有助于培养学生的求实精神 独立精神和克服困难的勇气 有利于培养学生正确的世界观和价值观 在物理实验教学中 不仅要 培养学生严谨细致的科学作风 实事求是的科学态度 更重要的是培 养学生敢于创新的科学精神 如何加强实验教学呢 在新课程中课堂教学要求 学生是学习的 主人 课堂必须以学生为主体 而科学探究课是充分体现学生的主体 地位的教学模式 所以 加强实验教学就首先要上好科学探究课 一 从符合物理学科特点和学生的认知规律角度做好探究内容 的选择 有些概念和规律本身比较抽象 必须从实验中加深理解 在教学 过程中就要引导学生通过实验 运用分析 比较 综合 抽象 概括 等各种物理思维方法 抓住事物的共同属性和本质特征 这样才能对 概念和规律形成正确的认识并灵活地运用 例如 力是初中物理的一 个重要知识 其中在弹力概念形成的教学中 可以用实验探究的方 法 在上课的时候为每个学生准备了橡皮筋 弹簧 气球 然后让学 生从中选择实验器材根据自己的猜想去探究什么是弹力 有的学生拉 橡皮筋 有的学生压弹簧 也有的学生把气球放在桌子上用手去压 它 学生很快就发现这些物体的形状都发生了改变 并感觉到手在做 这些动作时有一股力量作用在手上 这时教师就可以引导学生把这两 个现象联系在一起得出弹力是物体形变所产生的力 学生在研究过程 中掌握了一般的科学探究方法 而且归纳能力也得到了提高 借用学生熟悉的家用电器以及生活中的现象来解决课堂上比较抽 象的物理问题 这样学生就比较容易接受 例如 在上 汽化和液 化 一课 讲蒸发时 其重点是帮助学生理解影响蒸发快慢的因素 可 以利用取暖器和电风扇 将两块完全相同的手帕打湿后 分别晾晒在教 室的阴凉处和通了电的取暖器旁 比较在其他条件相同时 两块手帕 谁先干 再将两块完全相同的手帕打湿后 分别晾在阴凉处和通电的 电风扇前的通风处 比较在其他条件相同时 两块手帕谁先干 通过 上述探究 学生可以直接参与并进行有目的的观察 触摸 对比 分 析和讨论 最后得出结论 并在这个实验中 学生会发现我反复强调 在其他条件相同时 如是让学生了解物理学的一个重要的实验方 法 控制变量法 然后我提出 加快 或减慢 蒸发 应该如何 办 让学生思考 分组讨论再应用以上知识让学生解释一些生活中 的现象 如 为什么洗了头要用电吹风 为什么游泳者身在水 中时并不感觉太冷 上岸后会觉得特别冷 等来加深印象 物态变化是学生理解时感到比较困难的内容 在进行这部分教学 时 我让学生联系生活中的雨 雪 霜 露 雾 冰雹的形成 以及 冬天窗户玻璃上的 水汽 和冰花等现象来加深对物态变化的理解 这样就感觉容易多了 二 对科学探究七个要素的学习和掌握要循序渐进 逐步深 入 新课标根据科学家进行科学探究的一般过程 结合初中物理课程 的特点和学生的认知水平 提出了科学探究的七个要素 提出问 题 猜想和假设 制定计划与设计实验 进行实验与收集证 据 分析与论证 评估 交流与合作 我们可以根据探究的问 题任意的对七要素进行组合 而不是每次探究活动必须同时存在这七 个要素 同时探究教学在具体活动安排上要遵循由易到难的原则 逐 步加大探究力度 学生发现并提出问题是求知的开始 可以先从提出问题开始对学 生进行训练 对问题的提出由浅到难 对问题的表达由粗糙到精 确 在坚持学生自主学习的基础上 必要的时候还应加以启发和诱 导 对学生提出的问题即使由于知识 经验不足 是幼稚的 甚至是 错误的 也应当保护这种积极性 指出其积极合理的成分 使他看到 自己的成绩 增强参与的勇气 如果学生提出的问题很有价值 就应 该加以鼓励 因势利导 引导学生尝试着进行实验探究 调查访问 展开联想等方法学习知识 提高能力 猜想是学生思想的火花 是学生积极思维活动的结晶 在此过程 中我告诉学生 猜想的内容并不是实验的最终结论 所以是允许出现 与结论不相符的情况 但是你的猜想过程是正确的 从这个意义上说 是不会有错的 要大胆的进行 然而猜想并不是空想 我们进行猜想 时必需想一想 这个猜想的内容有没有生活依据 或者有没有以前所 学的知识作为依据 在 导体电阻的大小跟那些因素有关 的教学中 学生猜想 导 体的电阻大小可能跟导体的长度 粗细 横截面积 材料以及温度 有关 甚至有学生猜想跟压力 光照 湿度等有关 对此我给与高度 的肯定 制定计划与设计实验是实验前的准备 在进行这个要素的训练 时 要学生养成根据猜想的内容来设计实验 同时在实验设计时运用 控制变量法 例如 在研究 压力的作用效果跟那些因素有关 的探究中 在 提出压力的作用效果可能跟压力大小和受力面积大小有关后 在设计 实验时就要思考一下几个问题 1 在 控制变量法 指导下 你 是如何知道压力或受力面积是不变的 你是怎样使它们改变的 从什 么现象能看出来它们变了 怎么变的 2 你准备用什么来再现压 力的作用效果 怎么比较压力的作用效果大小 3 实验中须不须 要测量工具 如果须要 那么它们使用时有那些注意事项 三 探究课并不是一定在实验室进行 一节课的时间只有 45 分钟 有时我们在课堂上可以只强调其中 的几个要素 学生在课堂上具体学习这些要素及相关的方法 促进学 生科学探究的能力和品质的提高 其他的让学生在课外进行 延伸到 学生的生活中 有时我们甚至可以将一节探究课分两节课来上 比如在研究 物体间力的作用是相互的 时 可以列举 引体向 上 等活动 在研究 参照物 时 可以分析 月亮在白莲花般的云 朵里穿行 小小竹排江中游 巍巍青山两岸走 等歌词和 两岸青 山相对出 孤帆一片日边来 的佳句 有些实验可以改为家庭实验 比如 观察水的沸腾 用电能表测电功率 测量物体的长 度 还有些实验难度比较大 现有实验水平很难达到 可以借助网 络 电视 多媒体课件等各种媒体来展示 让学生使用身边随手可得 的物品 随处可见的现象进行物理实验的探究活动 不仅能让学生感 受到物理就在身边 而且能极大的调动和激励学生探究生活中蕴涵的 科学道理的欲望和勇气 感受到科学的魅力 从而在潜移默化中逐渐 培养学生的科学素质 其实 学生实验时良好的习惯如检查器材和整理器材等 是严谨 的科学态度 这是科学素质的一个方面 四 加强自身素质培养四 加强自身素质培养 要想在物理实验教学中轻松地完成对学生科学素质培养 我认为 除了完成以上的三个方面之外 还应该加强教师自身素质的培养 提 高自己的知识水平和业务能力 其主要做法是 一 加强自身学习 进行在职进修 多研读物理学名著 物 理学学术论文 物理著作等 苏霍姆林斯基曾经说过 学生眼里的教师应当是一位聪明 博学 善于思考 热爱知识的人 为了使学生获得一点知识的 亮光 教师应吸进整个光的海洋 沈元老师渊博的知识引来了陈 景润日后摘取数学皇冠上的明珠的壮举 这已成为人们传颂的佳 话 魏书生 钱梦龙 于永正等名师之所以能取得今天的成绩 与 他们有着丰富的知识结构是分不开的 所以作为教师必须具备一定的实验专业知识 对于实验的原理 实验的设计等必须具有很强的专业知识和技能 阅读这些具有较高 学术价值的名著 不但足以提高专业素质 还能获得分析史料 推 理证明以及论断评价等研究方法 而这些在教学活动中对于提高学 生的科学素质也起到了潜移默化的作用 二 物理教师应该经常反思自己或他人的教学行为 及时更 新教学理念 新课程认为 课程是教师 学生 教材 环境四个因素的整 合 而教学是一种对话 一种沟通 一种合作共建 而这样的教学 所蕴涵的课堂文化 有着鲜明的和谐 民主 平等特色 那么 在 教学中如何体现新的教学理念呢 那就是在教与学的交互活动中 要不断培养学生自主学习 探究学习和合作学习的习惯 提高他们 独立思考 创新思维的能力 这些都是科学素质的重要因素 总之 新课程以全面提高公民的科学素养为目标 着眼于学生 的发展 使学生获得终身学习兴趣 习惯及一定的学习能力 教师 要相信所有学生经过努力都能达到课程标准所规定的应该达到的要 求 用终身教育的理念和可持续性发展的意