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物理教育毕业论文--如何在物理教学中培养学生的科学素质ye


如何在物理教学中培养学生的科学素质
姓名
(院校,省 市 416000)

摘 要:当前素质教育的浪潮一浪高过一浪,培养和提高学生的素质是每一位教育工作者义不
容辞的责任。科学素质是素质教育的一个重要内容,而物理学作为一门自然科学,它的教学对 于提高学生的科学素质,有着十分重要的意义。本文从科学素质的内涵出发,分析物理教学中 物理学的基本概念 科学素质培养的重要内容,提出从以下几个方面来培养学生科学素质的方法: 、基本规律的教学之中、“物理训练”之中、物理实验教学之中、物理学思想史教学之中、物 理科学的前沿内容教学之中。

关键词:物理教学;科学素质;培养;基本途径与方法

How to Foster Students' Scientific Quality in Physics Teaching
XXXXX
(College XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX)

Abstract:Nowadays, the quality education develops rapidly. It is the every teacher’s : obligatory responsibility to cultivate and improve students' quality. Science quality is one of the important content of quality education, and as a natural science, the teaching of physics is very important for the improvement of students' quality. In this paper, based on the connotation of the scientific qualities, we analysis the content of cultivating scientific quality in the physics teaching, and put forward a few ways to cultivate students' quality by the following aspect: physical teaching of the basic concepts,the basic regulation, the physical exercise, physical experimental, physical history of thoughts, physical advancing front. Key words: Physics teaching; Scientific quality; Cultivate; The basic approach and method

1.引言
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如何在物理教学中培养学生的科学素质

科学素质的内涵

随着现代社会的飞速发展,处在这个社会的人们将面临种种挑战,要想适应社 会的发展与进步,战胜困难与挑战,就需要努力提高自身的素质,而人才的高素质 又源于教育。那么为了适应 21 世纪人才的需要,教育界就将面临一场深刻的改革, 而教育改革的根本出路在于由应试教育、 知识教育向素质教育的转变。 素质教育强调 以培养学生的创新精神和实践能力为重点面向全体学生促进学生主动的、全面的、 和谐的发展,即在注意知识教育的基础上更应注重科学能力、科学思想、科学观念、 科学方法、科学意识、科学精神、科学态度、科学习惯等的教育[1]。物理学作为一 门自然科学,它的教学对于提高学生的科学素质,有着十分重要的意义。如何在物 理教学过程中培养学生的科学素质?本文拟从科学素质的内涵入手,分析物理教学 中培养学生科学素质的重要内容,提出将科学素质培养于物理学的基本概念、基本 规律的教学之中、“物理训练”之中、物理实验教学之中、物理学思想史教学之中、 物理科学的前沿内容教学之中五种培养科学素质的方法。

2.科学素质的内涵
科学素质的内涵和外延非常深刻而广泛,包括政治的、伦理的、道德的以及科 学本身的等方面。我国学者认为,科学素质由科学知识、科学方法、科学能力、科 学品质和科学意识五大要素组成,这五大要素构成一个相互联系相互影响的有机 整体。在这五大要素中,科学知识起着基础性的作用,是培养和形成其他要素的 载体;科学方法是科学素质的重要组成要素,是指科学研究的方法;科学能力是 核心,包括各种科学思维能力和科学实践能力等;科学品质和科学意识,是科学 素质的重要表现形式。其中科学能力产生于人们对客观事物规律认识的追求与探 索之中,科学能力的显著特征是创新,没有创新,就没有科学研究;缺乏创新,就不 能对客观事物的认识发生革命性变化,从而不能对社会发展和人类进步产生深刻 影响[1]。而我国科学研究领域存在一个重要问题就是“创新不够”,不但基础研 究如此,应用科学研究也如此。“创新不够”是与我们多年来宣扬的中庸之道,安 分守己,不求有功,但求无过,四平八稳方为处世之道,并美誉为“稳”。而那些总 是敢于破旧立新,敢于怀疑传统理论和观念的人,却一再受挫。汤姆孙在卢瑟福获 诺贝尔奖的庆祝会上说:“在能够对科学做出的一切贡献中,观念的突破是最伟大 的。”那么有了科学能力,还要有百折不挠的科学品质。在逆境中顽强奋斗,在顺境 中埋头苦干,旺盛的自我意识及对知识的执着追求,这对于一位科技工作者来说十

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物理教学中科学素质培养的重要内容

分重要。周培源先生提出“大胆探索,勇于攻坚,不怕艰险,锲而不舍,为追求科学 真理而奋斗终身。”他还说,“要在科学上有所建树,就应当解放思想,破除迷信, 敢于实践,大胆探索。”不迷信权威,不迷信已有的理论,能以批判的态度来审视现 有的理论,并执着地追求科学真理,应当是最根本的科学精神[2]。因此,科学素质 的要求是全方位的,科学素质的内涵是多维的。

3.物理教学中科学素质培养的重要内容
素质教育要使全体学生的科学素质得到全面提高。因此,素质教育的任务需要 各门学科教学共同承担。那么,在物理学科教学中应重点注重哪些科学素质教育的 内容呢?

3.1 培养创新的科学精神
所谓科学精神,就是科学家在科学研究中表现出的稳固地、积极地心理特征, 而创新精神是科学精神的精髓。创新是推动社会发展的不竭动力,在科学竞争激 烈的环境下,培养不断创新的科学精神是当今我国教育的重要课题和紧迫任务。 若无创新精神,科学精神就要大打折扣,只能降格为纯粹的“拿来主义”精神。同 样,学生在学习过程中的创新意识和创新精神也是必不可少的,尤其对于即将迈 入高等教育深造的高中生尤为重要。在当今时代,高新技术迅猛发展,知识经济 已见端倪,全球经济一体化的趋势明显,各国之间国力竞争日趋激烈,而在知识 经济社会中,人才是关键,人的创新能力起着决定性的作用。显然,作为科学精 神重要组成部分的创新精神不容忽视。而物理学科本身的特点及其发展方向就决 定了这一学科在培养学生创新精神方面的优势[3]。

3.2 培养完善的科学思维能力
思维能力是人们顺利完成某种活动并能直接影响效率的心理特征。一个人若 具有良好地思维能力,就能较容易的确定研究方案,构建出恰当的模型,进而抓 住所研究事物的本质[4]。在中学物理教学中培养学生的科学思维能力是教学的重 要目的之一。从学生思维能力的组成来看,辐合思维和发散思维是学生思维能力 的两个有机部分,二者相辅相成。然而,目前的物理教学现状表明了这两种思维 的不协调,这样定会导致物理教学的低效能。传统的物理教学比较注重辐合思维 能力的培养,而往往忽视了发散思维能力的培养,发散思维在培养创新能力上有 着十分重要的作用,其指向是多角度的、辐射式的,思路十分广阔,在思考问题 时敢于标新立异,巧于另辟奚径,这样思考的结果就能突破思维定势,产生新的

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物理教学中科学素质培养的基本途径与方法

观念,从而做出新的发现、开辟新的领域、完成新的飞跃。显然,发散思维是一 种富于创造性的思维。因此,教学中还需培养学生的发散思维能力,并使二者有 机协调起来,培养起学生良好的思维品质。

3.3 培养缜密的科学思维方法
科学思维方法是通向成功的桥梁。众所周知,学生能否迅速准确地解答物理 实际问题,取决于学生对基础物理知识的理解程度与掌握的熟练程度,但更取决 于学生运用科学思维方法的意识和能力。由此可见,培养学生的科学思维方法也 是中学物理教学的重要任务和目标。在物理学中,理想模型法、等效法、对称法 等思维方法在对学生的科学素质培养方面起着重要作用[5]。

3.4 培养坚韧的意志品质
物理知识的实践性、精确性和物理概念的抽象性等因素,以及物理思维和物 理方法上的多元化,都在客观上造成了物理学习具有较大的难度,这也就较其他 学科更多地提供了培养、发展学生意志因素的前提条件——困难。大家知道,任 何问题的解决都不可能是一蹴而就的。因此,在科学研究中,具有坚韧的意志品 质是获得成功的重要保证。只有具备了坚韧的意志品质,也才能有望使研究工作 得以深入开展,研究成果得以开发和创新。

4.物理教学中科学素质培养的基本途径与方法
4.1 将科学素质培养于物理学的基本概念、基本规律的教学之中
在物理教学中进行科学素质的培养应从物理学的基本概念、规律出发。物理 概念是物理知识结构的基础,它来自于客观物理事实,是客观物理现象的本质属 性在人脑中的概括和抽象的反映。因此,物理概念教学是培养学生思维能力等科 学素质的基础。奥苏贝尔的同化理论认为学生是否能建立新概念,在很大程度上 取决于他们认知结构中的前概念[6]。这就要求,教师首先要充分了解学生,把学 生已有的概念作为起点,在引导学生建立正确的概念之前要善于提供丰富的感性 材料,创设一个感知活动的直观化物理情境,把新概念与学生已有的知识有机结 合起来。另外,使学生在掌握基本物理概念的基础上,引导学生对物理现象进行 分析、综合归纳与概括,抽象出基本规律,这样就会使学生真正体验到物理科学 研究的过程,领会到物理学的奥秘,使学生产生一种成就感。学生学习的重心也 就不再会仅仅局限于科学结论本身,还扩展到探索科学规律的科学方法等方面。

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如何在物理教学中培养学生的科学素质

物理教学中科学素质培养的基本途径与方法

此外,学生从中还会领略到不同成功物理学家的物理思想和研究方法,这才是至 关重要的一环。 例如,在对固体中电子运动的规律以及它们与固体的力学、热学、电磁学和 光学宏观性质进行研究中,特鲁德和洛仑兹为定性解释金属的电导、霍尔效应和 热传导等问题而在忽略了自由电子之间的相互作用等因素下提出并发展了经典的 金属自由电子气理论;而索末菲扬弃了经典自由电子论的经典力学和经典统计背 景,采用了量子力学和量子统计规律,认为金属中的传导电子应相互独立地在恒 定势场中自由运动,从而使自由电子理论有了新的内涵。因此,学生要掌握物理 规律的实质,就必须运用发展观点,逐步形成自己的辨证唯物主义世界观[7]。 学生在形成物理概念、掌握物理规律的进程中,只有常运用一系列物理学的 学习方法和研究方法,才能使得自身的科学素质获得深化提高的同时,达到认识 上的理性飞跃,或学生的已有观念发生根本性的转变。这就要求在物理概念和规 律的教学中,决不能使学生简单地、被动地从书本上或教师那里接受一纸条文, 而应在头脑深处发生一系列极其深刻、极其复杂的心理变化过程。

4.2 将科学素质培养于“物理训练”之中
在教学系统中,学生只有手脑并用,全部身心真正的参与教学活动,才能使 外界信息纳入主观世界,再通过信息加工和储存形成新的认知结构,从而使学生 获得和谐发展。物理教学当然也不例外。 所谓物理训练,许多人认为只是做物理习题,而在本文中我们所指的‘训练’ 则具有更广泛的含义[7]。它是指学生主体全部身心投入物理教学活动的多渠道相 互作用过程,是教师根据教学内容和学生的身心发展规律而精心设计的,其基本 形式主要包括:动手做、动眼看、动耳听、动脑读、动口议、动笔写。其中训练 的主攻方向是培养思维能力,尤其是突出培养创造思维能力。教师要站在科学方 法论的高度研究训练题型,一方面,对学生进行思维方式训练,即逻辑思维和非 逻辑思维、辐合思维和发散思维、正向思维和逆向思维、局部思维和整体思维、 类比思维和联想思维、批判思维和创新思维等。另一方面,进行物理方法训练, 如构建理想模型法、整体法、隔离法、图象法、类比法等。此外,在物理训练教 学之中还可培养学生的学习兴趣、学习意志等非智力因素。例如,许多较复杂的 物理习题大多都需要在深刻了解其物理内涵的基础上进行大量的数学运算才能获 得求解,对这种题目来说,若处理恰当,则将对培养学生坚忍不拔的意志方面定 会起到重要作用[8]。

4.3 将科学素质培养于物理实验教学之中

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如何在物理教学中培养学生的科学素质

物理教学中科学素质培养的基本途径与方法

物理实验是建立和检验物理理论的基础,物理实验教学不仅有助于学生理解 和掌握物理学的理论,而且是提高学生分析问题和解决问题能力不可缺少的环节, 是在物理教学中进行科学素质培养的重要环节。按笔者的观点,在物理教学中, 做物理实验也应属于“物理训练”的范畴,但鉴于物理实验在物理教学中的重要 地位,我认为在此特别列出这一条。物理学是一门以观察和实验为基础的学科。 因此,要学好物理,首先就要有一个好的物理环境,而物理实验就是一种最好的 物理环境。其次,物理实验具有生动、形象的特征,反映了物理学本身所固有的 兴趣因素,对于调动学生学习物理学、探索物理学的积极性与主动性具有重要的 作用。再次,物理实验是科学研究的缩影,是培养科学精神和科学态度,掌握科 学方法,发展思维能力,使学生获得全面发展的基本途径。正如杨振宁博士所说, 对人类来说,毕竟百分之九十的科学活动是实验,而且科学中最重要的基础是实 验,对那些特别擅长于动手的学生来说,应认为擅长动手是一件非常幸运的事,因 为有这种能力,他们就很有可能在适当的学科中从事很有意义又重要的事业,取 得扎扎实实地进展[9]。 在物理教学中,首先要培养学生的科学态度和良好的实验习惯以及实验技能。 例如,在实验中要尊重事实,不拼凑实验数据。对于实验中出现的偏差,第一要承 认;第二要虚心找原因;第三要提出改善实验的措施。要按操作规程进行实验,实 验前要弄清实验目的、原理、步骤和注意事项,组装前要弄清仪器的特征和适用 范围。除此之外,要教育学生爱护仪器,如实验时对仪器要轻拿轻放,安装要稳 妥、安全等。其次,要让学生掌握基本的科学实验方法,一是要掌握常规的实验 方法;二是要有计划的训练学生学会“控制条件”探索物理规律的方法;三是学会 科学地进行数据处理的方法,如图象法、逐差法、最小二乘法等;四是进行科学 的误差分析的方法[10]。

4.4 将科学素质培养于物理学思想史教学之中
将物理学思想史引入教学之中,让学生“参与”物理学思想发展及物理学规 律、理论的发现过程,有助于增强学生学习物理的兴趣和信心,有助于培养学生 实事求是的工作态度和踏踏实实的工作作风,有助于深刻理解作出贡献的著名科 学家在进行科学研究时的思想动态,有助于对学生进行辨证唯物主义和爱国主义 的教育[11]。 物理学思想史是物理学史中的精华部分。但若简单地将物理学史实引入教学 中则将对学生的科学素质培养起不到太大的作用。而物理学思想史的教学则不同, 它除了以物理学史实为基础,还生动地再现了科学家的观念的发展,这对培

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如何在物理教学中培养学生的科学素质

结束语

养学生的科学素质,提高学生“科学思想火花”的产生几率来说,无疑起到了促 进作用[12]。总之,向学生展示科学家的成功与失误、失败,不同学派之间的争论 与分歧,科学研究的艰辛历程等,能使学生进一步掌握科学方法并陶冶自身的科 学情操。

4.5 将科学素质培养于物理科学的前沿内容教学之中
科学技术正日新月异地突飞猛进,知识经济时代已见端倪。若在物理教学中 仅仅探讨基础知识,而不接触科学前沿内容,学生就得不到充分的挑战,跟不上 时代的步伐。 物理科学前沿的内容极其复杂,有相当多的部分是非专业人员所能理解的,但 在物理教学中适当渗透其中所蕴涵的基本的物理思想却是可能[13]。例如,载人航 天飞机、火箭、宇宙探测乙等科学前言内容,大多数学生知道的只是这些名词, 而一些简单的关于这方面的知识却知道的很少。在物理教学中把一些科学前言知 识渗透其中,不仅可以激发学生的学习兴趣,也可以提升他们的知识层面和想象 空间,还能满足他们的求知欲。实际上,这些闪光的物理思想正是这些前沿内容 赖以产生的突破口。因此,让学生适当地接触一些物理科学的前沿内容是大有裨 益的,有助于拓展学生的想象空间,培养学生的创造力,促进学生向科学前沿的 迈进[14]。

5.结束语
总之,科学素质教育是一个任重而道远的任务,它是当代社会发展的需要,关 系到全民族科学素质否能提高。随着新一轮课程改革的开始,在教学过程中我们应 该把只主要针对学生进行知识传授的传统教学观念转变为培养学生科学知识、科学 观念和科学探究方法的了解和运用的现代教学观念。在物理教学中要不断探索新的 教学方法,改进教学方式,深入研究物理学科内容的丰富科学内涵及其创新思维素 质与素养,把培养学生的科学素质放到教学的重要位置上来,为中学的科学素质教 育作出应有的贡献。

参考文献: 参考文献: [1] 何占营, 龚国甫.谈物理教学与科学素质的培养[J].三门峡职业技术学院学报,2003,2(3): 55~61.

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如何在物理教学中培养学生的科学素质

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