在高中物理教学中如何培养学生的科学素质

摘要： 科学素质的培养是素质教育的重要环节和内容，高中物理教学是培养中学生科学素质的重要途径。在高中物理教学中实施科学素质培养，应注意加强科学方法的教育，培养学生的科学观念，陶冶学生的科学精神。

关键词： 高中物理 科学素质 科学方法 科学观念 科学精神

当今世界，一个国家全体公民的素质，尤其是公民的科学素质，已经成为影响这个国家综合国力的重要因素。从科学教育的改革趋势看，世界各国都在相应调整基础科学教育的培养目标，即着眼于培养新一代国民具有适应21世纪社会经济发展所必须的科学素质。科学素质的要求是全方位的，除具有一定的科学知识外，还特别强调科学方法、科学思维、科学态度、科学精神，以及自然科学与人文科学的相互渗透和整合等。高中物理教学是培养中学生科学素质的重要途径，本文就如何在高中物理教学中实施科学素质培养谈几点看法。

一、加强科学方法的教育

所谓方法，是人们在认识世界和改造世界的一切活动中所运用的各种途径、方式和手段的总称，而科学方法则是指在研究与解决科学问题过程中所运用的策略、程序、办法。在高中物理教材中，渗透了很多科学方法，其中既有一般的逻辑范畴的归纳方法、推理方法、类比方法、分析方法和综合方法，又有较为特殊的科学范畴的实验方法、理想化方法、等效方法等。教师在教学过程中，应该特别注意加强科学方法的教育，使学生能够体验科学方法在研究中的重要作用与价值。

1.实验方法

实验方法是提出研究课题、构思科学假说、建立科学理论的重要途径和基本手段。例如，光电效应正是在实现电磁振荡的实验中发现的新课题。由于高考的影响，在物理实验教学中，教师较为注重的是对实验原理的理解、实验仪器的使用、实验误差的分析等内容，往往忽视了对实验方法在物理研究中的地位和作用的体验，从而使实验方法的重要价值流失。因此，教师对实验的目的和作用应该有足够的重视，要让学生知道，每一个演示实验和分组实验究竟要解决什么问题？这些问题的解决能否通过其它办法完成？在教学中，只要条件允许，就要多给学生多做试验的机会，尤其是那些启发性、探索性的实验。有些按高中学生的理论知识进行分析判断较难得出正确结论的问题，一定要用实验方法来解决，而不能单纯进行理论分析。例如，在高一《光学》一课中，光从折射过渡到全反射的现象，这是学生凭直观想象所不能得到的结果，所以，在教学过程中可以先对现象进行理论的讨论，揭示矛盾，然后进行实验，使学生在观察到全反射现象时，能较好地体会到实验的作用。

2.理想化方法

即运用理想模型在思维中排除次要因素的干扰，从而在理想状态下进行计算和推论的方法。理想化方法包括理想化模型、理想化过程和理想化实验。在高中物理教材中，理想化方法是经常出现的一种方法，如伽利略的斜面实验就是用理想化方法研究自由落体运动的经典，理想气体状态方程的建立又是对气体运用理想化方法的结果。在教学中，要让学生了解，为什么要作理想化处理，由此带来的结果是什么，以使学生能体会到理想化方法的作用。

3.等效方法

等效方法是在保证某些特定方面效果相同的前提下，用理想的、熟悉的、简单的事物代替实际的、陌生的、复杂的事物进行研究的方法。在中学物理中，每一个概念的归纳，每一条规律的得出，无不涉及等效方法。如物体重心概念的提出，就是一种等效，“合力”、“分力”也是一种等效。教师要让学生充分体会到等效方法的重要价值和作用。

二、培养学生的科学观念

科学观念是由于科学知识的长期结累及科学方法的多次卓有成效的运用后，使人们深信某些知识与方法具有更为深刻与普遍的意义，从而在信念、世界观、价值论等方面引起较为深刻的变化，并形成稳定的取向，它使一些基本科学规律、科学原理被提升到判断事非标准的地位，形成为一种科学的理性。科学观念有较强的迁移性，它会自觉或不自觉地体现在人们对世界、事物的判断中。所以在高中物理教学中，教师要充分重视培养学生的科学观念。根据高中学生的知识、能力结构的特点及高中物理教材的内容，笔者认为，应着重培养学生的唯物的观念、因果的观念与守恒的观念。

1.唯物观念的培养

一切理性的认识都源于客观事实，一切理论都必须受客观事实的检验，这是唯物观念的最重要的内涵。唯物观念表现在物理学中，可称之为事实观念。物理学是一门建立在实验基础上的学科，它以物理事实为研究的出发点与归宿，一切物理理论都要有事实基础，一切物理理论都必须经受物理事实的检验。在物理教学过程中，让学生运用所学的知识去分析、研究生活与自然中的一些现象，撰写物理小论文，是一种十分有益于培养学生唯物观念的好办法。

2.因果观念的培养

任何变化都有一定的原因，一定的原因必定对应着一定的结果。各种物理现象相互制约、相互联系的表现形式就是因果关系。在教学过程中，教师应重视对各种现象原因的分析，如力学现象首先是起因于物体的受力，因此对物体受力情况的分析，是解决力学问题的关键。光学现象起因于各种光具对光的传播所起的控制作用，因此进行光路分析是解决光学问题的基础。

3.守恒观念的培养

在高中物理中，有机械能守恒、能量守恒、动量守恒、电荷守恒、质能守恒等。在教学过程中，要突出这些守恒定律的意义，要经常用守恒的观念去分析一些物理现象，它能给人们确定一个大的方向，而不拘泥于公式的规定。

三、陶冶学生的科学精神

在整个科学素质中，科学精神有着十分重要的地位。它反映了一个人对科学、对真理的基本态度与行为取向。科学需要人的诚实、客观性、对新事物的热情、意志、毅力、敢于怀疑、敢于自我否定、强烈的创新意识等品质，正是这种品质构成了科学精神。在教学过程中，教师要充分发掘物理学史中的丰富资料，在授课中有机地穿插物理学家的科学精神的生动事例，在情感上吸引学生，使他们对科学产生一种热爱，了解科学家是怎样工作的，科学家为什么而工作，科学对人类进步所做出的贡献，从而在潜移默化之中收到科学精神培养的成果。几乎每一位有成就的物理学家都有许多可歌可泣的事迹，都焕发出感人的人格魅力。比如，伽利略的顽强执着，布鲁诺的为真理献身，哥白尼的不屈不挠，爱迪生的不畏艰辛，牛顿的专心致志，居里夫人的爱国精神，爱因斯坦的人类良知，邓稼先的无私奉献，钱学森的爱国壮举等，都是很好的素材。

在物理教学中结合有关内容介绍物理学家的事迹，不仅能激发学生的审美情感，还能巧妙地将学生对物理学家崇敬、热爱的积极情感迁移到有关的教学内容上，激发他们的学习积极性。

参考文献：

［1］李永福.浅谈科学素质的培养［J］.山东教育，1997，（17）.

［2］裴新宁，胡莉彬.中学生科学素质的内容结构［J］.教育理论与实践，1999，（12）.

［3］林珊.在物理教学中提高学生的科学素质［J］.福建论坛（社科教育版），2007，（4）.

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