如何在物理教育中培养学生的科学素养

缪元章

【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。

【关键词】科学素养；物理教育；实验探究；创造性思维

一、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。

（1）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。

（2）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。

（3）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。

二、通过实验教学培养学生探究意识和探究能力

物理学是一门以实验为基础的科学。物理实验作为物理教学的基本手段，有其特殊的教学功能：不仅能够为学生提供学习的感性材料，验证物理定律，而且能够提供科学的思维方法，加深对基本知识的认识程度，激发学生的求知欲，培养学生的探索能力。

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。

物理教学常用的有实验归纳法和实验验证法。在教学中，应有意识地安排这两种方法加强训练。例如， 在总电阻教学中，就可进行这两种方法的训练。（1）应用实验归纳法探索电阻串联。首先，教师要求学生根据欧姆定律设计一个电路，测定各个电阻的阻值，然后由学生进行实验，并从实验中归纳出R串=R1+R2的结论。接着，教师根据串联电路中电流电压的特点和欧姆定律，从理论上加以推导，也得出同样的结果。这样，在获得关于串联总电阻与分电阻关系的知识的同时，学生学习到自己设计电路、总结规律、从理论上论证的初步方法，即实验归纳法。（2）应用实验验证法探索电阻并联。在并联电路的探索中，先由教师从理论上推导出1/R并=1/R1+1/R2的关系，接着由学生自己设计电路操作实验，然后验证这一关系。最后，由教师进行总结，联系电阻与导体截面积的关系对并联作出解释。这样，在获得关于并联电阻知识的同时，学生学习了实验验证法。所以物理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。

三、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

一、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。

二、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，各個系统之间通过物质、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。

三、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。

四、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。

五、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。

科学素养的养成、培育并非易事，而是一项长期而艰巨的工程。这不仅需要物理教师的努力，更需要所有的教育工作者相互协作、共同努力。在渗透科学素养教育过程中，注重与教学内容的有机融合，注意方法上的灵活性，形式上的多样性，将会显著提高学生的科学素养，进而全方位地提高学生的整体能力，为他们将来更好地服务于社会打下良好的基础。