如何在物理教学中培养中学生的科学思维.doc

如何在物理教学中培养中学生的科学思维 一、中学生科学思维发展的现状 中学生已经能提出关于物理现象本质的问题，这一点是和科学家一样的，尽管有些问题在他人看来或许显得无关紧要。 学生在探究事理的时候强调找出前因后果，但是很难将已经习得的理论和获得的事实进行区分，在学习新的知识时，往往固守以前学习过的理论，而不考虑新的事实。例如，高中经常讨论的题目，长木板放在水平地面上，其上放一小物块，给木板施加一个力，求木板的加速度。学生经常犯的错就是把物块的质量加在一起进行计算，因为在生活中，他们知道身上负重后自己的行动更困难了。 学生的思维更容易受到偶发事件的影响，他们不会像科学家那样去寻找根本性的原因，而且在得到的事实明显和假设冲突的情况下，他们还会固执地认为假设得到了验证。在“测电池的电动势和内电阻”的实验中，由于电池较新，内阻小，内电压小，外电压变化根本不明显，学生甚至不惜编造数据来得到电池的内阻。 二、物理课堂的现状 以科学思维来指导人们探究世界本质的行为，需要在仔细观察的基础上，通过测量、绘图和理解，收集、整理并分析数据，适时调整自己的思考方法，合理运用相关知识解决问题。而这些相关的技能技巧却是常规的课堂上学习不到的，尤其是应试教育背景下的课堂。因此，适当在课堂上加强这方面能力的培养是必须的。 应试教育恰如沉疴顽疾虽在下猛药治理但仍然顽强地生存在校园里、课堂上。因社会、学校、教师均受实用主义、功利主义影响至深，考什么教什么、考什么练什么、教室代替实验室、讲桌代替实验桌的现象从来没有被根除，应试教育也在技术层面上日趋完善，大有愈演愈烈之势。从商业角度看，由考试带动起来的经济，已经形成产业链条。 应试教育阻碍了学生去寻找自己感兴趣的问题答案。这是不言而喻的，不管是初中还是高中，为了中考或是高考，更多的是老师手把手地教学生设计并完成实验，分析并得出结论，然后是铺天盖地练习题，有时候甚至实验过程都没有，直接讲结论，然后就是训练。 考试院的命题专家虽然试图通过试题创新来考查学生相关的思维能力以引导物理教学走向注重能力培养的一面，而基层的教育工作者却只要是题就会找出命题规律就会寻找新的方式去适应试题的变化。可以说，命题越“难”，学生应试的任务就越重，就越是没时间去做有意义的思考。 由于学校实验器材不配套，数量也不能满足需要，很多学生实验根本就没有开过。学生缺乏了实验探究的机会，要培养科学的思维是很困难的。 三、培养科学思维的教学策略 1.从日常生活出发，构建科学探究的问题情境 如前所述，学生提出的“天空为什么是蓝色的”是一个很好的物理问题，也和生活密切相关。在机械波的教学中，尤其是讲了波的衍射后，探讨这个问题就有了一定的知识准备。 当一滴雨落在一个水洼里时，在水面上就会产生小波浪，波浪一起一伏地变成更大的圈，向着四面八方扩展开去，这就是水波。如果这些波碰上一块小石子或一个别的什么障碍物，有的就会反弹回来，改变传播方向，这叫波的反射。还有一部分却可以绕过障碍物继续传播，就像障碍物不存在一样，这叫波的衍射。 光也是一种波，阳光从天空照射下来，一样会连续不断地碰到某些障碍。因为光所必须穿透的空气并不是空的，它由很多很多的微粒组成。光遇到这些障碍物时，同样会发生反射，改变运动方向，也有一部分会发生衍射。红光黄光等光由于波长较长，容易发生明显的衍射，而蓝光紫光等光波长较短，与障碍物碰撞发生了散射，分布的到处都是，这样天空就显得是蓝色的了。 遵循这个思路，引导学生思索，就可以启迪学生思维，最终理解问题的实质。而且还可以进一步解释“头顶的天空是蓝色，而地平线的天空是白色”“太阳落山时的傍晚，天空不显现蓝色而显现红色”“正在下落的太阳是暗红色的”等问题，甚至还可以做一个实验：拿一杯水，把它放在一个黑暗的背景里，滴进一滴牛奶，再拿一只手电筒照射杯子的一端，并靠近它，手电筒的光在水中即会显现出淡蓝色。如果你往水里放进的牛奶越多，水就越白，因为光一再地受到这些众多的牛奶微粒的散射，结果就是白色的。 在这之后，进一步让学生去观察，日落后天空也还会在一段时间内呈现深蓝色，然后再给学生介绍相关的知识，可以肯定，这样的教学对于培养学生对科学的兴趣以及科学思维都是大有裨益的。 然而，这些知识和方法，考试似乎不涉及，在课堂上是难得现身的。 2.利用计算机及其他设备，模拟科学探究的实验情境 对天体运动的描述，需要用到丰富的物理知识，完全可以作为给学生传授复杂物理原理的基础。但是，我们是没办法从一个更宏观的角度去观察天体的运动的，这时，用一个多媒体课件，比如，Flash动画，来展示天体的运动情况，其生动直观的效果，对于帮助学生构建知识、理解规律的作用是相当大的，教学效果十分明显。还有，微观粒子的运动，如果用动画展示，也会让学生身临其境，加深理解。 3.提前觉察学生的潜在概念，将其作为理解新知识的脚手架或者借以构建纠错情境 即便是没有进行任何物理教育，学生对这个世界也有在感知的基础上建立起来的一些前概念。比如，力、运动、空间、时间等。这些概念，有的具有一定的正确性，但同时也具有模糊性，在教学时加以引导、甄别，可以加快学生习得正确的认识的过程。而有的概念，比如前面提到的滑块与木板问题中学生的生活经验，则是错误的，这会形成很坏的负迁移，在教学中就要引导学生认真分析，摒弃旧观念，建立新概念。 4.提倡小组合作学习，构建培养科学思维的社会环境 知识是通过互动的方式建构起来的