源于教材 超越教材

甘国朋

【摘要】在初中物理教学中如何培养学生的科学素养呢？文章结合物理教学现状和2011版《物理课程标准》的要求，就如何利用教材的二次开发培养和提高学生的科学素养进行了探索和实践，主要从实验、STS、物理学史三方面探索了培养学生的科学素养。

【关键词】教材；实验；STS；物理学史；科学素养

科学素养是公民素质的重要组成部分。公民具备基本科学素质一般指的是了解必要的科学技术知识，掌握基本的科学方法，具备一定的科学思想，崇尚科学精神，并具有一定的应用科学处理实际问题，参与公共事务的能力。对中学生来说，科学素养是指学生在接受科学知识的过程中所形成的适应社会发展和人类自身完善所需要的基本品质和能力。基础教育是培养学生科学素养的主渠道，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。利用物理的丰富资源，在物理实验教学、STS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。在物理教学中应该如何培养和提高学生的科学素养呢？近年来，笔者一直在思考和尝试、探索如何利用教材的二次开发培养和提高学生的科学素养，并在这方面作了大胆的实践尝试，取得了显著效果。

一、利用实验培养学生的科学素养

物理教材的二次開发以学生为本，从物理新课程理念审视物理教育，重视学生主动参与实验探究的全过程，从而培养学生的科学素养。教师要根据学生的个性、兴趣、能力创造性地进行教材的二次开发，利用物理实验真正从“教教材”走向“活用教材”。教师要引导学生明确实验目的和要求，使学生做到有的放矢地观察，并且亲力亲为地完成实验，使实验成为有目的、有计划的教学活动。

物理学是一门实验科学，许多概念的引入、规律的得出都和实验有着密切的联系。新教材的实验内容安排不再是实验目的、实验器材、实验步骤的介绍，而是一种开放性的设置。教材给学生提供探究思路、操作技巧，突破实验难点。如制定方案的若干问题，数据的处理分析，怎样由实验结果得出结论等，教师和学生一起设计实验，经历探究过程，解决问题。在物理实验教学过程中，笔者做到以下四点：第一，利用猜想激发学生思考的欲望；第二，利用生活现象为学生提供思考的依据，明确思考目标；第三，实验过程中留给学生宽裕的思考时间；第四，实验后组织学生及时交流并进行反思。只有独立思考，才能产生见解，只有产生见解，才有交流的欲望；只有交流，才可以激起新的思考。因此，实验能启发学生的创新思维，培养学生的实践能力，调动学生的创新意识，培养学生的科学素养。

例如在探究《平面镜成像特点》这一实验时，为了让学生更真实地感知平面镜成像原理、特点等，我让学生找来平面镜仔细观察，让他们从平面镜的外形、材料、成像大小、远近等方面看看有什么发现。然后我根据情境提出问题让学生猜想并说出猜想的依据，再放手让学生结合教材设计实验方案并完成实验。实验时，我向学生提出几个问题：①今天的实验环境为什么这么暗？②为什么选薄的玻璃板而不选镜子？玻璃板的放置对实验有什么影响？③刻度尺在此实验中的作用是什么？光屏的作用是什么？④对实验中的两只蜡烛有什么要求？我们通过什么方法能比较出像与物的大小？⑤这一实验中我们应观察什么？如何记录实验数据和现象？

“学起于思，思源于疑。”教师创造性地开发教材，设计出具有启发性、探索性的疑难问题，就会有效地引导学生思维探索的主动性和积极性。而且学生在探究过程中还能够培养自身的科学能力；在逐步养成敢于质疑、善于交流习惯的基础上，还形成了乐于合作的良好科学态度。在实验中，学生既有思维的过程，也有动手操作的实践，并且物理思维和科学方法也得到了训练。通过实验，学生既可以体验科学研究的过程、方法，又可以达到对知识的巩固和应用。另外，我们注意到，用物理实验教学不要只是停留在实验的层面上，还要创造性地去探索和发现，要从培养学生的科学素养角度来施行。

二、利用STS培养学生的科学素养

STS（科学science、技术tech-nique、社会society）教育是科学与人文教育相融合的产物，是初中物理构建素质教育的新物理模式，它有助于在物理教学中让学生学会生存和发展，学会做人，懂得知识的使用价值和社会价值。在中学物理教学中实施STS教育有利于培养学生关注社会的意识，并使其以正确的价值观来思考科技发展所带来的问题。STS这种应用能力，可以说是今后每一个公民必不可少的基本素质。教师利用STS教育能有机地把物理与生活、社会、环境、资源等联系起来，使学生感到物理就在日常生活和社会生产中，从而觉得物理课堂更具有现实感。

例如，教师在教授电学的基础知识时，可以先让学生观察自己家中或课室的电路组成、连接、控制方式等。在学了“安全用电”知识后，教师要求学生调查日常生活中某些居民违反安全用电的事例以及将会造成什么严重后果等。最后，让学生对调查中所发现的问题进行反馈，并结合所学物理知识提出可行的解决办法。

又如，在学习了能量的相关知识后，与环境保护联系起来，教师让学生到附近的工厂、农村调查环境污染情况，并提出改进措施等。在物理教学过程中，笔者鼓励学生积极参与社会问题的研究，如环境保护、能源危机、噪声污染、水土流失等，鼓励他们运用所学的物理知识去尝试解决这些实际问题。这样不但使学生增长了科学知识与技能，而且让学生增强了社会责任感。平时教学中，教师应该为学生创设实际的社会生活情境，让他们在学习过程中学会联系生活实际解决问题，把所学的知识应用到现实生活中。

其实，STS教学就是充分体现物理的实际优势，把物理知识和现实生活相结合，把学生的书本知识与实践知识相结合，培养新一代实用人才。这种教学活动，促使学生善于联系生活，从生活中汲取经验，引起他们的学习兴趣之余，更能激发他们的学习探究欲望，从而更全面地培养学生的科学素养，提高他们的创新能力。

三、利用物理学史提高学生的科学素养

看看我们身边，物理学史与物理教学的结合可以说是国内外基础教育改革的一项重要课题。笔者对物理教材进行二次开发，很重要的一个方面就是恰当地利用物理学史的影響来提高学生的物理素养。如在物理教育中，本人重视科学知识构建的过程，重视学生的兴趣、态度、情感和创造力培养。这种做法有利于学生对科学本质的理解，有利于对学生科学精神和创新能力的培养，而且物理学史和物理教学的有机结合能够丰富物理教学内容。

今天的物理教材中增加了许多科学史料，物理教师应该把握其深意，好好利用这些史料。在日常教学中，教师让学生收集物理科学史，介绍物理科学史（特别是物理科学上的大发现、发明过程和著名的科学家等）。例如在探究电磁感应现象时，教师介绍法拉第是一位著名的自学成才的科学家，并让学生利用课余时间收集有关法拉第的相关资料。在搜集资料的过程中，学生会体会到法拉第对科学坚忍不拔的探索精神。又如在讲授牛顿第一运动定律时，把古代的亚里士多德和近代的伽利略、牛顿等科学家的事迹介绍给学生，让学生体会科学家所遭遇挫折失败和科学思想形成的曲折与艰辛。物理学史体现富有人情味的探索过程，具有丰富的创新思想、创新精神和智慧，将其引入到教学中会对培养学生的科学素养起到潜移默化的作用。

物理发展史是人类科学文化的重要组成部分，是研究物质、相互作用和运动规律的自然科学，它一直引领着人类探索大自然的奥秘，深化着人类对大自然的认识，是技术进步的重要基础。尤其是20世纪初建立的相对论和量子论，引发了物理学的革命，对化学、生物学、地学、天文学等自然科学产生了重要的影响，推动了材料、能源、环境、信息等科学技术的进步，改变了人类的生产、生活的方式，对人类文明和社会进步做出了重大贡献。物理学的迅速发展及其相关技术的广泛应用，也使基础物理课程面临新的机遇与挑战。为了适应时代发展的需要，义务教育物理课程也应体现物理学的本质，反映物理学对社会发展的影响。学生能运用科学的情感与价值对待生活中的科技，关注未来科技的发展与挑战，这是我们物理教学的基本目标。

爱因斯坦说过：“学校始终应当把发展独立思考和独立创新的能力放在首位。”物理教材二次开发以学生发展为本，发展学生的独立思考和独立创新能力，才能把握好现代物理课程教育改革的发展方向。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，全面提高学生的科学素养和综合素质，使物理教材的二次开发做到源于教材，超越教材，从物理走向生活，为学生将来更好地服务于社会打下良好的基础。

四、结束语

综上所述，科学素养是建立在人的素质和科学素质的基础上的一种高层次修养，它比科学素质和平常所说的修养意义更广，层次更深。科学素质是人们在学习、生产和生活中，运用科学知识的程度和能力。物理学是最早建立起来的一门自然科学，它是以缜密的实验为基础，以数学为手段的理论思维的严格科学。正因为物理学的这种特点，它在各门自然科学课程中，在培养学生科学素养方面有着无可替代的作用。因此，教师在物理教学中要有意识、有目的、有计划地提高学生的科学素养。

【参考文献】

[1]中华人民共和国教育部.义务教育物理课程标准（2011年版）[M].北京：北京师范大学出版社，2012.

[2]李建平.教师如何走进新课程──课程专家与课程实施者的对话[J].四川教育，2002（03）：6-9.

[3]梁旭.中学物理教学艺术研究[M].杭州：浙江大学出版社，2005.