科学素养与物理教育

科学素养与物理教育（精选12篇）

科学素养与物理教育 篇1

1 问题的提出和研究意义

在科学技术日益深刻影响我们生活的今天, 一个人科学素养的高低, 绝不是无关紧要的, 它已经开始影响到现代社会人的生活质量, 同时也在不断影响和改变国民的价值观和对许多问题的看法。科学素养教育已经成为新世纪理科教育中极为关注的核心和焦点。为此, 我们对南京市郑和外校和南京工程高等职业学校的部分学生进行了问卷调查, 了解初中生与职校生的科学素养的现状, 发现存在的问题, 为全面提高学生的科学素养提供一些建议和参考。

2 依据

科学素养这一概念具有非常深刻而丰富的内涵, 通常理解为个体对在日常生活、社会事务以及个人决策中所需要的科学概念和科学方法的认识和理解, 并在此基础上所形成的稳定的心理品质。

我国公民的基本科学素养水平不容乐观, 2003年的调查结果显示, 我国公众的科学素养水平仅为1.98%, 2005年的调查数据有所提高。纵向相比, 我们整个社会的科学素养是在提高, 但是和其他国家横向相比, 差距就显而易见了, 比如美国2000年已达到17%。当代中学生以及4~5年后即将成为各行业的技术型劳动者的职校生作为未来社会发展的中坚力量, 将直接决定我国未来的发展和进步。因此, 从学校教育开始, 加强科学素养教育已经迫在眉睫。

3 研究方法和内容

3.1 南京市两所学校部分学生科学素养调查与分析

我们于2011年7月15日至7月30日对南京市某所重点中学和南京某所职业学校18名学生 (男生13人, 女生5人) 科学素养的现状进行问卷调查。通过分析与研究所得数据, 了解现行两类学校学生科学素养的状况如下。

(1) 被问卷调查学生个人基本情况 (见表1) 。

(2) 以学校类型分类, 两类学校学生总分对比 (见图1、图2) 。

从图1、图2可以看出高职学校学生的科学素养相对比他们低年级的初三学生的科学素养有所下降。

3.2 针对职校生的科学精神、科学态度、科学方法的调查结果分析

(1) 科学精神。

主要针对学生质疑精神、探究精神、进取精神进行调查。在回答“在解决科学问题时, 完成每个步骤后我都会反思”这个问题时, 有33.3%的学生选择“有时是”, 22.2%的学生选择“很少是”。结果表明:高职学生在探索、进取方面需进一步提高。

(2) 科学态度。

科学态度是引发探究问题、产生科学行为的源泉。在解决科学问题时, 有44%的学生“经常是”尽可能的在实验数据中找结论, 33%的学生“有时是”尽可能在实验数据中找结论;同样在解决科学问题时, 44%的学生“有时是”尽可能的从各种资源中找相关信息, 33%的学生“经常是”尽可能的从各种资源中找相关信息。结果表明, 高职学生基本具备科学探索行为的意向。

(3) 科学方法。

科学方法是指在科学活动过程中采用的思路、程序、规则、技巧和模式。在解决科学问题时, 66.7%的学生“有时是”比较和评估信息从而确定相关内容, 22.2%的学生“很少是”比较和评估信息从而确定相关内容。结果表明:高职学生在科学思维能力方面有待进一步的提高。

4 结论分析

2003年我国公民基本科学素养水平调查显示:初中、高中或中专文化程度公众具备基本科学素养的比例为1.5%、6.2%, 即高职的学生的科学素养比初中生的科学素养水平略高点, 但我们得到的数据却显示相反。从科学精神、科学态度、科学方法三方面的数据分析高职学生科学素养, 结果表明高职生具备基本的科学探索意向, 但在探索精神以及探索方法、思维能力上都有待进一步提高。

从职业学校目前的状况来看职业技术学校的社会地位日渐低下, 中考后半段考分的学生进了职业学校, 学习上的“差生”、品德上的“差生”和行为上的“差生”成为现阶段中等职业技术学校学生构成的主要成份。职校生中的大多数是基础教育中经常被忽视的弱势群体, 这也造成了现阶段职校生的整体素质下滑, 学生在很多方面都体现出了问题, 可以说现在的职校生是一个需要特别关注的特殊群体。职校生的目标是成长成为技术型的工人, 普遍认为理论科学知识无关紧要, 只要会技术即可, 故在学习上目标不明确, 动机层次不高。这些主观、客观存在的原因导致了我们职校生的科学素养水平偏低。

利用物理教学提高学生科学素养。物理学是自然科学的基础, 是以实验为基础的学科, 不仅有严密的科学知识, 更注重科学探究的实施过程。物理作为职业学校一年级学生所学的基本课程, 显然, 开展物理探究活动, 无疑是提高职校生科学素养的重要途径之一。

(1) 充分利用物理学史教学。

通过对物理学发展史的回顾, 使学生了解科学技术的发展过程, 懂得任何一个定律的发现和理论的建立, 任何一个部分的理论知识的获得都离不开实验, 可靠的、精确的实验是物理学中决定一切的基础。另外可以介绍科学家的动人事迹, 激发学生学习的兴趣, 同时让他们体会并学习伟大科学家的科学探索的精神。

(2) 发挥物理实验教学的优势。

实验是我们物理学的基础。在教学过程中尽可能多安排实验课, 在实验课上多鼓励学生大胆猜想, 大胆动手做, 去验证。比如在“电磁感应现象”一课教学中, 鼓励学生大胆尝试、积极验证, 自己用灵敏电流计寻找感应电流, 并总结规律。不管实验成功与否, 学生们对此都兴趣十足。类似的学生自主设计实验进行验证的学习经历, 让学生成为了学习的主人, 通过自主的探究、动手实践, 体验和感悟了科学研究的方法, 培养了学生的科学意识和用于创新的精神。

(3) 加强物理与其他领域的联系。

学生对科学新发现方面的信息比较感兴趣。物理学的教学中理论与实际的结合、与高科技领域的联系、与天文学、生物学、医学等各学科前沿的联系, 都能极大提高学生学习科学、探索未知事物的兴趣。同时, 从职业学校的课程设置来看, 物理学与电子专业、计算机专业、建筑工程专业都有很大的联系, 这些也都能提高学生的兴趣。

(4) 改变评价机制。

职业学校是以培养学生技能为目的, 在物理教学的评价机制上改变传统的以考试为主的总结性评价, 以实验探究、实验设计、收集数据、总结规律等自主性学习为主的过程性评价代替。

5 结论和启示

多年的教学实践表明, 只要我们坚定不移的以培养学生科学素养为宗旨, 充分发挥物理学科的自身优势, 注重落实培养学生的科学素养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, 必将会显著地提高学生的科学素养, 为学生的终身学习打下基础。

参考文献

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[3]朱广军.浅谈科学素养与物理教育[J].科技资讯, 2010 (28) .

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[5]尤飞鹏, 陈国璋.高中学生物理科学素养的培养[J].福建基础教育研究, 2011 (5) .

[6]Art Hobson.The Surprising Effective-ness of College Scientific Literacy Course s[J].University of Arkansas, Fayetteville, AR, 2008 (10) .

科学素养与物理教育 篇2

物理是一门以实验为基础的自然科学，物理规律的发现和物理理论的建立都必须以严格的物理实验为基础，并接受实验的检验.因此，实验对于完成物理课程的教学任务，具有重要的作用.实验教学的目的，不是单纯验证知识，获得结论，而主要是通过实验教学，培养学生发现问题、解决问题的能力；在实验中让学生学会科学探索，培养学生的学科素养.那么，如何在初中物理实验过程中唤起学生探索欲望，激发学生学习兴趣与动机，培养学生设计能力、动手能力、实践能力、观察能力和思维能力的科学素养呢？为此，笔者在初中物理实验教学中认真实践，大胆尝试，并收到了良好的教学效果.1激发学生物理实验的兴趣

皮亚杰说过“所有智力方面的工作都依赖兴趣”.初中物理教学有着丰富多彩的内容，不仅有关于各种理论、原理、概念的教学，还有发明家的成功事迹以及物理原理在生活中的实际应用情况，而实验教学就是指导学生对所学的理论知识进行验证、应用.通过做实验，可以使学生对这些丰富多彩的物理知识加深印象，使其深受这些物理知识的影响，爱上物理实验，激发他们为科学献身的志向.例如，在讲大气压强的实验时，笔者首先拿了一个吸盘压紧在玻璃上，然后让一个学生来拉，结果可想而知――不容易拉开.而笔者乘他们不注意时，用指甲在边上撬了一个小缝，结果用两只手指轻轻地就拉开了.这时学生的情绪达到了高潮.笔者接着趁热打铁，让学生猜想形成的原因.此时学生的兴趣和积极性被充分地调动起来了.这时，笔者提出用身边的器材来设计一个实验来证明大气压的存在：有的学生在一个矿泉水瓶里放点热水，摇几下后，盖上瓶盖后，瓶子变瘪；有些学生在杯中装满水，并用一张硬纸片盖上倒过来水不流出来等等.可见，在实验教学中激发学生的求知欲、探索的热情，并努力使他们在学习中保持这种热情与兴趣，是物理教学中至关重要的一环.2引导学生设计实验方案

在初中物理实验教学中，指导学生观察和思考实验，有助于学生直观形象地理解概念、物理原理及其变化规律，也有助于促进学生物理素养的提高和创新性潜能的开发，通过让学生开展实验设计的讨论，可以大大激活学生的思维.例如，在学习测液体的密度时，笔者从实验的原理上来引导学生设计实验方案.学生大概能归纳出两种方案.方案1先测出烧杯的质量，然后将液体倒入烧杯测出总质量，再将液体倒入量筒测出液体的体积，从而求出密度.方案2先将液体倒入量筒中测出体积，然后测出烧杯的质量，最后再将液体倒入烧杯测出总质量，从而求出密度.根据以上两种方案进行分组实验，再比较，发现方案1比方案2测得的结果大.此时，笔者引导学生分析误差产生的原因，让学生修改设计，从而得到更好的方案3.方案3先将液体倒入烧杯测出总质量，然后将液体倒入量筒测出液体的体积，再测出此时烧杯的质量，从而求出密度.通过对实验方案设计过程的讨论，引导学生设计新的实验方案，既培养了学生主动参与探究，养成严谨的科学态度，又培养了学生良好的思维品质和互相合作的精神和学生发现问题、解决问题的能力.3指导学生探索实验过程

物理是一门以实验为基础的自然学科，其知识的阐述和理论的建立是通过学科探究得出的.传统的物理教学忽略了学生科学探究，只注重知识的接受和掌握，甚至发展成在黑板上画实验，学生背实验，这严重影响学生综合素质的形成.科学探究作为一种重要的学习方式，能使学生在获得知识和技能的同时，又受到学科思维方法的训练，体验探究的乐趣，形成和发展探究能力，它对培养学生的学科素养具有不可替代的作用.3.1培养学生识别实验器材的能力，是培养科学素养的首要条件

学生识别实验器材的能力不仅是学生正确完成物理实验的保证，也是以后学习中必备的基本能力.这就要求教师指导学生实验时，着重指导学生识别仪器的规格和性能，注意铭牌或说明书.如弹簧秤、天平、电压表等，要让他们弄清量程、分度值、零点及其调节方法和具体的使用方法.只有掌握以上四点，才能保证实验精确的完成和仪器、人身的安全.3.2培养学生细致观察实验的能力，是培养学科素养的重要途径

在物理实验中，有条理、有步骤地进行观察，才能获得丰富的、正确的、全面的观察材料.利用这些材料，经过分析、抽象、概括，抓住了事物的本质，作出正确的判断和结论.对实验过程细致观察，往往会发现一些异常现象.例如在研究并联电路的电流特点时，笔者采用了图1所示的实验电路.当闭合S1时，读出了电流表A1和A的示数，再闭合S2时，大部分同学只观察了A2和A的示数，而忽略了A1示数的变化.因此，要强调细致观察的重要性.历史上就有科学家对微小的现象没有引起足够的重视，导致与重大发现擦肩而过.3.3培养学生的实验操作能力，是培养科学素养的必要途径

物理实验本身就是一个操作过程，学生实验操作能力的高低直接影响到他们今后的工作和学习.生活中小到照明电路的安装，各种物体质量的测量，大到交通运输和生产劳动都需要这方面的能力.因此，我们要最大限度尽可能地给学生创造动手动脑的机会，这对提高学生的操作能力是很有帮助的.例如，在导体的电阻与温度有关的实验、电磁感应实验等比较复杂的学生分组实验中，教师可通过示范操作来减少实验的盲目性，巡回指导来提高实验过程的正确性.又如在刚学习电路连接时，虽然按课本安排有“组成串联电路和并联电路”的实验，但毕竟只是一次连接实验，许多学生对电路连接还是很生疏.因此，教师可以设计一些电路图让学生进行相应的连接实验，保证学生有更多机会动手操作，这对提高学生连接电路的能力也是很必要的.3.4通过开放实验室，为学生科学素养提供时空

对于一些开放性的实验，如果在课堂上探究，时间上有时会无法满足，所以开放实验室显得十分必要了.只要没有安全隐患，教师不妨给学生留下一点自由探究的空间.3.4.1在实验室里完成

例如，学生在做测定小灯泡功率实验后，教师可布置：如果只有电压表或只有电流表，其它仪器自选，测定标有3.8 V的小灯泡的额定功率.这个实验就是在给定条件下，让学生自己设计实验方案来完成实验操作，这极有利于培养学生的创造性操作能力.通过对灯泡的功率的探索，同学们发现了灯泡的功率随着灯泡两端电压的改变而改变，从而进一步探究，知道了灯泡的电阻也随着灯泡两端电压的改变而改变，很好的理解了定值电阻与电压无关的结论，学到了书本上没有的知识.3.4.2在家里完成

例如在学习天平、弹簧测力计等知识后，可布置小实验自制天平、橡皮测力计等，让学生自己动手做，这样不仅培养了学生的动手能力、观察能力和思维能力，还能提高学生积极性，引起学生浓厚的兴趣，增加了学生的求知欲.总之，通过开放实验室，让学生成为实验的主人，为学生提供更多的思维时空，激发学生求异创新的能力.3.5加强学科间联系，是培养科学素养的辅助条件

科学素养与物理教育 篇3

关键词：中学；物理；学生；科学素养；调查；分析

“培养学生的科学素养是物理课程的主要目标和任务”，我们通过对我国中学物理学生科学素养的调查，发现中学学生物理知识结构、学科能力、科学的态度、科学的方法以及科学素养培养等的现状，鉴于此，我们应该引导学生更新物理学习的学习理念，改革当前的考试制度，培养老师和学生的物理科学素养，优化物理学科的教学模式，使得学生在科学素养的氛围当中，潜移默化的增强自身的学科素养。

一、科学素养概述

“科学素养是科学文化素质的一部分，所谓科学素养也叫科学素质，是指在日常生活、社会事务以及个人决策中所需要的科学概念和科学方法的认识和理解，并在此基础上所形成的稳定的心理品质。”国内学者和国外学者由于文化的不同、教育的不同以及思想观念等的不同，使得他们对科学素养的定义和要素的表述和界定也不同，例如：国内主要认为科学素养主要由科学知识与技能、科学过程与方法以及科学的情感态度价值观、科学技术与社会之间的关系；国外则主要主张科学素养是由知识、探索研究过程以及其对社会的作用构成。由于现今国际上对科学素养评估并没有公认的标准，因此，我们主要是从知识结构、学科能力、态度、方法等方面对学生的科学素养进行评估，从而测定学生的科学素养意识及与之相关的价值观。

二、中学物理学生科学素养现状调查

（一）中学学生物理知识结构现状

在知识结构方面，我们主要从物理专业知识、相关知识以及最新科技成果等方面对学生的物理知识结构现状进行了调查分析，例如：宇宙大爆炸知道的学生仅占30%。从调查的数据来看，我们经过分析可以得出：高中阶段的学生回答的正确率比较高，对于知识结构的横向和纵向掌握的都较好，但他们对于物理与其他学科联系方面的知识掌握的不是很好，这不符合现阶段我国对学生综合素质提高的要求；初中阶段的学生仅仅是对物理定律、简单的物理现象有所了解，而对于物理原理、最新成果、物理史等方面几乎不知道。

（二）中学学生学科能力现状

对于中学生学科能力的现状调查，我们主要是从动手操作能力、分析问题能力、解决问题能力等方面进行调查，调查结果显示：现阶段50%的学生已经采用QQ和微信等方式与老师进行沟通交流，20%的学生缺乏实践动手操作能力，只有5%的学生能够自主勇敢的在课堂上进行实验等的演示。学生能力现状存在的原因很大一部分是老师教学方法和教学手段仍旧停留在应试教育阶段，在教学活动当中，老师依旧是教学活动的主体，学生还是处于被动接受的状态，另外，老师没有很好的将现代化的教学手段应用到课堂教学活动当中。

（三）中学学生的关于科学的态度及方法

在调查过程当中，只有40%的学生注重在解题过程当中，解题方法的掌握，其他的学生基本上停留在老师教一种方法，自己掌握一种方法，从他们具体的解题思路来看，明显缺乏科学性，而且通过提问我们很容易找出他们在思维方面存在的漏洞。80%的学生在物理方面缺乏质疑和探究的精神，遇到物理方面不会的问题，学生基本上选择空下或者问老师的方式解决，而不是自己主动去探究问题的答案，很明显现阶段我国中学阶段的学生缺乏科学的学习态度和方法，因而他们在独立思考和探究能力方面有所欠缺。

（四）中学物理老师对学生科学素养培养现状

在对中学物理老师的教学调查过程中，我们发现很大一部分的中学物理老师并没有重视对学生科学素养的培养，老师主要还是一个知识的讲授者，他们课堂主要用于讲授理论知识，在实验教学方面也仅仅是把学生带到实验室，让学生按照课本上的实验方法进行实验，在整个过程当中很少有老师能够对学生的实验进行科学的指导。另外，课堂教学也主要侧重于物理公式定理等的教授，而对于物理学科对社会经济发展的作用、物理学科的发展史、国内和国外的科学技术成果以及物理学家的事迹等内容在物理课堂上呈现的非常少。很多老师自己都不具备科学的教学方法和科学意识，这也就意味着他们在教学中自身就缺乏科学素养，因此，在对学生进行科学素养培养的过程当中更是不知所措。

二、中学物理学生科学素养培养策略

（一）创新和改进物理学科教学模式

为了增强学生的科学素养，物理学科相关的教育工作者应该创新和改进物理学科教学模式，创设探究情景，让学生通过探究的学习方法，促使自身探究意识的增强，促进其综合素质的提高。相比于传统的教学模式，探究式教学模式在物理课堂中的应用可以帮助学生更好的理解物理知识并掌握物理实验方法，从而实现对学生情感态度价值观的培养，提高学生探究的能力和精神，促进学生的物理学科素养能够得到全面的提升。探究式教学模式能够形象直观的让学生感受到探究的过程，增强学生对探究方法的掌握，，提高学生的认知能力和发散思维能力，使得学生养成创新探究以及科学实证的习惯，使得他们的科学素养能够提升、综合素质能够提高，促进学生全面发展。

（二）培养学生的科学意识

科学既是一种探究式的文化活动，同时也是一种关于自然规律的知识体系，这也就是说科学是文化现象、探究活动，同时也是探究结果，因此，我们应该注重对科学理论知识的掌握，同时要注重对活动过程的探究和现象的分析。物理是一门自然科学，物理现象和知识的获取是科学家探究的结果，所以，我们应该培养学生的科学意识，增强学生对科学的认识和理解，从而实现学生物理学科科学素养提高的目标。另外，科学应该是具有真实的研究，而不是直接客观的固定答案，这也就要求我们从客观实际出发，尊重科学的真实性和直观性，让学生知识科学世界是复杂多样的，科学结论也并不是唯一确定、轻易获得，从而最大限度地发挥科学对实践活动的指导作用，实现学生把科学从课堂向实践的转化和延伸。

（三）营造科学素养的文化氛围

我们可以将科学素养渗透到物理课堂教学过程当中，营造出科学素养的文化氛围，使得学生通过课堂教学能够陶冶情操，在潜移默化当中增强自身的科学文化素养。第一，重视学生物理基础知识的掌握，不论是应试教育还是素质教育都要是要学生掌握基础知识，只是应试教育传授知识和素质教育传授知识的方法有所不同，在应试教育过程当中学生主要是死记硬背，老师也普遍采用固定的教学模式和教学手段进行教学。素质教育则重视学生素质的提高和全面发展，因此，要营造出科学素养的文化氛围，我们首先应该做到引导学生创新学习方法和学习手段，教会学生如何学习物理知识。第二，物理与我们的生产生活具有很强的联系性，这也就意味着学生在学习物理知识的过程当中，应该丰富自身的学习内容，在老师的引导下感受物理知识的实用性，将抽象化的物理知识具象化，增强学生对知识的整体感知能力，让学生意识到物理在日常生产和生活当中的重要作用，促进学生在此氛围党总科学意识和科学精神的培养，从而提高学生的物理学科科学素质。第三，老师应该加强对学生物理发展史方面的教学，让学生能够对物理有宏观的感知和认识，培养学生的科技意识、提高学生的科学素养，例如：讲述牛顿、伽利略、爱因斯坦等物理学家的故事，让学生对相对论、牛顿力学、自由落体等有更清楚的了解和认识；讲述我国自建国之后所取得的科技成就，增强学生的自尊心和自信心，让学生感受到国家科技成果为社会创造的巨大生产力及对社会的影响，使得学生从中学习受到科技教育，自觉主动的提高自身的科学素养。

（五）组织实验教学等活动形式

物理教学具有很强的实验性，我们应该加强中学阶段对学生的物理实验教学，积极开展物理实验活动，发挥第二课堂的重要作用，通过组织实验教学等活动形式，增强教学的灵活性，从而拓宽学生的视野，丰富学生的知识，培养学生的意识，提高学生科学感知能力。一方面，我们可以设计趣味活动、制作活动等，例如：设计出趣味的实验，让学生自己动手，开展制作活动，让学生自己制作量筒、电路开关等等；另一方面，指导学生阅读相关的科普读物，通过竞赛等活动，让学生更好的掌握科学技术发展的最新成果、掌握物理学发展的新动向。这些具有实验性的教学活动形式，在增强自身科技知识和文化知识的同时，能够使得学生的阅读能力、创作能力、操作能力等能力水平的提高，还能够在很大程度上激发学生的物理学习兴趣和学习热情，解放他们的思想，帮助学生树立科学的学习态度，形成正确的世界观、人生观和价值观，为学生的生产和生活提供理论和实践指导。在中学物理教学活动当中，物理老师应该加强对实验的演示，发挥学生在课堂活动中的主体作用，通过学生自己展示和讲述实验的方式，为学生提供实验的机会和平台。

三、小结

科学素养的培养不是一朝一夕就能完成的，需要我们坚持不懈和耐心来完成这项长期的的项目和工程。中学物理学生科学素养的形成需要学生和教育工作者的共同努力和协作才能够提高科学素养的培养效果和质量。因此，在中学物理教学的过程当中，中学物理学科教育工作者应该将物理学科的科学素养与物理学科的教学内容联系起来，通过多样化的教学形式和灵活的教学方法，增强学生的物理学科科学素养，促进中学生的物理学科科学素养得到提高，从而进一步促进能力技能的提高，为他们走进社会、服务社会提供良好的条件和打下坚实的基础。

参考文献：

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[4]宋五好；农村地区小学六年级学生科学素养现状调查分析[J]；《三门峡职业技术学院学报》；2013年04期

物理教育中的科学素养培养 篇4

一、培养学生科学素养的基本策略

物理教育不单指常规的物理教学,还包括各种与物理知识有关的活动。如科普宣传活动、科技发明与小制作、网络科技活动、研究性学习、社会调查、小论文、课外兴趣小组活动、物理游戏、物理故事会、物理讲座等。 在物理教育过程中培养学生的科学素养除要遵循一般的教学目标和教学原则外,还应突出以下几个方面:

1.增强中学生的科学观

所谓科学,狭义观点认为是指自然界客观规律的知识体系; 广义观点认为,科学是一种特殊的社会文化探究活动,反映在两个方面: 一是科学就其过程来说是一种对自然的探究活动,而作为知识体系的科学理论只是这种探究活动的结果; 二是科学是一种特殊的社会文化现象,它是只有在特殊条件下才有可能得以产生和发展的探究活动。因此,从科学活动的结果来看是科学理论,即一种知识体系,而从科学活动的过程讲是科学探究。 正是由于科学在认识自然上具有一种“探究性”,科学家对自然的认识也正是通过探究来完成的。所以,“探究性”是科学作为科学素养的核心所在, 是科学所具有的首要特征。

由此可见,对科学的理解和看法是科学素养的重要内容。因此,加强对中学生科学观的培养,可以起到提高学生的科学素养的目的。从另一个角度来看,科学是人来认识世界的手段之一。中学生头脑中应当建立真实的科学研究的图景,而不是“科学是完全客观的、科学探究的答案是唯一确定的”这样的印象。真实的社会和生活充满着复杂性和多样性,就像是真实的科学,没有预先知道的确定答案。如果学校教育没有交给学生这一课,不仅学生在未来难以胜任科学研究,而且在学生从学校进入到社会的转变过程中也会非常困难。从实践性的角度来看,科学观对科学探究活动具有重要的指导作用。

2.提高基础学力,促进科学素养可持续发展

学力,是指通过学习获得的能力。物理科学教育在提高学生科学素养的同时,还要提高学生的学力水平,并使更多的学生对物理产生兴趣。学力是教育的内核,是学校课程设计的前提。任何一门学科教学的目标大体有四个组成部分: ⑴知识、理解; ⑵技能; ⑶思考力、判断力; ⑷关系、动机、 态度。前两部分为显性学力,后两部分为隐形学力,就犹如浮在水面上的冰山,浮出水面的仅仅只是冰山一角,而更多的、隐匿在水面下的才是支撑浮出水面部分的基础,四部分做为一个整体反映了一种学力观。科学素养的提高要依靠学力水平的支撑,在科学素养提高的同时使学力水平得以进一步提升。因此,在物理教学中要遵循课程教学目标实施教学,在提高学生科学素养的同时不断提升学生学力水平。

二、培养学生科学素养的实施过程和方法

根据中学生的心理特点、认知水平以及科学素养的内涵可以知道,科学素养的培养并非在某段时间或某个方面的渗透就能达到目的,它是一项长期而艰巨的工程,所以只有在整个物理教育过程中,都注意到科学素养教育的渗透,才可能达到较理想的效果。

1.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。

2.通过实验教学培养学生探究意识和探究能力

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。物理实验大致可分为两种: 一为验证性实验,即用实验来验证理论; 另一种为探索性实验,即用实验来探究未知的结论。

验证性实验可用过程式教学方法,也就是让学生主动地去参与获取知识的过程,在实验过程中了解实验的目的,采取的步骤及其理论依据,观察现象差异,从而得出结论。通过实验学习科学研究方法,同时也能在实验中培养学生的科学态度。

探索性实验能激发学生的好奇心和钻研精神。在学生在未知结论时, 通过教师引导,学习利用正确的科学方法,采取有效的实验步骤,从实验中探究结论。这一类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。

3.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、实证等研究方法,培养学生的科学素养。

4.校本课程是培养学生科学素养的必要补充

结合学生、学校或地方的特定环境和资源特点,开展适合学校特点和学生实际的校本课程开发,是培养学生科学素养的必要补充。例如,开发校本课程,从物理与生活、物理与人类、物理与环境、物理与军事、物理与航天、物理与信息等多个角度对学生进行物理科普知识的宣传和教育,使学生对物理学科的发展、现状、未来、前景有了一定的认识,对物理研究的观念、观点、态度、方法有了进一步的感悟,使他们的科学素养得到了很大的提升。

总之,在培养中学学生的科学素养时,要体现科学素养的内涵要求,因地制宜、因材施教,充分发挥物理教学的作用,以促进每位学生科学素养的提高。物理课在培养学生科学素养方面作用突出。

摘要：中学物理新课程的课程目标注重提高全体学生的科学素养。具体目标就是学习物理核心概念,掌握物理学研究的基本技能;培养科学探究能力、自主学习能力、实践能力、解决问题的能力;培养学生实事求是、敢于创新的科学态度和科学精神。由此可知培养学生的科学素养是中学物理教学的核心目标之一,新课程理念是不仅关注物理知识的理解和物理基本技能的掌握,而且关注学生学习物理的过程和方法。

科学素养与物理教育 篇5

科学素养的培养要经过一个有效的积累过程，教师在教学中应当注重方法的选择，首先要深化对于学生问题研究能力的培养。学生只有具备较好的问题研究能力，才能够对于很多问题展开独立思考与自主探究，这是学生科学素养能够形成的基础所在。在高中物理教学中，教师要深化对于学生的有效引导，要将知识的讲授更多地转换为学生自主实现的知识探究与获取。这样不仅能够让学生感受到知识研究的乐趣，而且能够提升学生的思维能力，促进学生的科学素养得到培养与深化。例如，在讲“参考系”时，为了凸显学生的自主学习，我首先给学生播放了一段动画：路边的大树、奔驰的骏马、飞流而下的瀑布、川流不息的车辆。汽车里面有一个乘客问：“我动了吗？”司机说：“你没动。”而路边的行人说：“你跑得真快。”我提出思考问题：乘客到底是运动还是静止呢？然后自然地引入新课内容。这样的教学导入，不仅为知识教学形成了铺垫，学生的思维也得到激发。又如，在讲“加速度”时，我给学生播放了一段视频：飞机起飞、火车出站、运动员起跑、老虎突然去追鹿、汽车刹车等。让学生观察速度是否变化，变化快慢的程度是否相同，列表把初末速度对应时间填在表中。让学生回答，然后对比速度，进而引入加速度的概念。这样的教学方式，不仅更加生动直观，学生的思维也能够活跃起来，而且能够为学生科学素养的培养打下基础，提升教学效率。

二、深化学生的科学探究素养

深化对于学生探究能力的培养也很重要，这对于学生科学素养的形成很有帮助。学生在知识学习时应当掌握基本的分析与探究问题的能力，这是一种重要的科学素养，也是对于学生知识应用与实践能力的有效锻炼。在高中物理教学中，教师要有意识地加强对于学生这方面能力的培养，要透过良好的问题激发学生的思维，并且给学生的自主探究提供更多的机会与平台。这不仅能够让学生展开对于相关问题的独立思考，也能够培养学生的各方面能力，从而提高学生的科学素养。例如，在讲“自由落体运动”时，我让学生自己动手去做牛顿管实验，并且自己设计相关实验过程。有的学生设计的实验过程如下：不抽空气，观察现象；抽一部分空气，观察现象；抽成真空，观察现象。在此基础上，学生会先猜测可能出现的情况，然后实验探究，得出结论，发现规律。这是一个非常典型的研究问题的有效方案。在教师的引导下，学生不仅能够体验到研究问题的一般思路与展开模式，学生研究问题的能力也得到培养。在这样的探究过程中，学生不仅了解了知识生成的过程和来龙去脉，而且有效地提高了自身的探究能力，促使学生理解与掌握这部分知识。

三、加强教学内容与社会生活的联系

科学素养与物理教育 篇6

科学素养概念的形成与发展经历了长期的演进过程，并且随着科学技术的发展和变革，概念的含义也将不断变化。本文采用以下观点。科学素养的基本要素包括：一是科学知识与技能。二是科学方法与能力。三是科学行为与习惯。四是科学精神、态度与价值观。

一、利用思想实验培养学生的科学素养的途径

思想实验可以对所研究的过程设想出真实实验暂时不可能或原则上不可能达到的实验条件，进行逻辑论证。在这个过程中，不仅包含有丰富的科学知识与技能，体现了物理学研究事物的方式与方法，而且也蕴含着人类认识事物，研究事物时所伴随的丰富的科学精神和人文精神。这些对于提高学生的科学素养都是具有重要意义的，都是值得挖掘与充分利用的。

1、挖掘科学史中思想实验提高学生科学素养

伽利略是第一位思想实验大师，他重视实验对理论的检验作用，但由于外部环境的恶劣、实验条件的简陋以及哲学思想的影响，因此思想实验是一个常用的方法，并依此获得许多重要的发现与结论。

2、利用物理学方法中的思想实验提高学生科学素养

如果所设想的条件是完全理想化的，如绝对真空、绝对光滑等，在这种条件下所进行的论证称为理想实验法，它是思想实验的一种重要形式。这一部分在中学的物理教学中涉及的知识很多。如牛顿运动定律等。真正代表近代科学方法论精神的伽利略与牛顿。伽利略最先倡导并实践了实验加数学的方法，但是他所谓的实验并不是培根意义上的观察实验，而是理想化实验。地球上的任何力学实验都不能避免摩擦力的影响，但是认识基本的力学规律，又要从观念上排除这种摩擦力，这就需要全新的概念体系来支撑将做得实验，包括设计、实施和解释实验结果，只有这种理想化的实验才可能与数学处理相配套。伽利略的研究程序可以分为三个阶段：直观分解、数学演绎、实验证明。牛顿在吸收前人经验的基础上做了进一步完善，牛顿的方法可以称之为“归纳—演绎”法，并且认为演绎的结果必须重新诉诸实验确证。牛顿运动定律就是这些过程的直接结果。

牛顿运动定律不仅内容上说明了自然界的重要定律，他的研究方法、研究思想同样也具有重要的价值。它是以观察和实验中了解到的资料作为出发点，把自然现象合理简化并建立起恰当的物理模型；运用思想实验，即在绝对简化理想条件下，运用思维中的逻辑演绎推理导出某种科学结论，再去接受科学实践的检验的过程。

从这个研究的过程本身我们可以发现其中不仅包括科学知识，而且还涉及一种比较完善的物理学的研究方法，这对后人进行进一步的研究具有重要的借鉴意义。发现过程本身也暗含了牛顿对于科学的浓厚兴趣和科学探究的整个过程。这些都是培养科学素养的重要素材，应该给予充分利用。

3、利用现代物理学研究中的思想实验部分提高学生科学素养

新课程强调科学与社会，技术的联系，必須看到，现代科技已经逐渐渗透到了我们生活的方方面面，因此需要学生对于现代物理学有些初步的认识。如中学物理课本加入了关于爱因斯坦的相对论和一些量子力学的简单介绍。但是现代物理学的研究，无论在微观还是宏观上越来越多地进入了不能完全直接靠实验证实或证伪的领域。相对论和量子力学是现代物理学的两大支柱，其中都包含有丰富思想实验的部分。

使学生能了解科学与技术的区别与联系，初步认识科学推动技术进步、技术又促进科学发展的相互关系，初步认识社会需求是科学技术发展的强大动力等科学、技术与社会的关系。同时能使学生增长见识，激起学生的好奇心，培养科学精神。这也是培养学生科学素养的一个重要方面。

二、进行思想实验教学时的注意事项

1、处理好思想实验与真实实验的关系

思想实验是一种理性的思维活动。但不是脱离实际的主观臆想，而是以实践为基础，按照实验的格式操作展开，对实际过程做出更深入一层的抽象分析，其推理过程是以一定的逻辑法则为根据的。而这些逻辑法则，都是从长期的社会实践中总结出来且为实践所证实了的。

思想实验和真实实验又是紧密联系和互补的。科学中的理论、规律是从大量实验事实中总结概括出来的，科学中的假设、争论也有赖于真实实验的验证。

有时两者往往密不可分地穿插在一起，真实实验为思想实验提供经验材料，思想实验对经验材料进行理性加工，并为真实实验提供理论指导。从伽利略发现落体定律和惯性定律的活动中，可以明显地看到这一点。

2、不能忽略物理学史中被证实为错误的思想实验

在科学研究中，通过再多的科学实验都不能完全证实一个理论，这是归纳法的本质所决定的，但是一个否定例证就足以证伪一个理论。在物理学的思想实验中，有的已被否定，但不能因此就贬低它的作用，那些被证伪的思想实验往往是一个新理论产生的重要基石，如伽利略在给出著名的“落体佯谬”的最初说法时，他所说的是同样材料而不同大小的物体，并非指所有的物体，其前提是错误的，结论也是有局限性的，但是他的过程本身是非常有意义的，为他后来得出普遍的结论提供了重要的基础。这些过程都是需要进一步挖掘的，这样才能让学生明白科学研究的真实过程，对于培养学生的科学素养是具有丰富的教育意义的。

3、思想实验是一种相对独立的科学方法

在科学研究中，思想实验能够成为一种不替代的科学方法，是由于思想实验以其科学思维的严密性、精确性补充了真实实验的不足。比如，验证广义相对论的某些实验条件，或者某些条件在任何时代都不能被满足，比如，验证牛顿第一定律所需要的无摩擦力的平面。但是，这些条件在逻辑上是可以实现的，这样，人们可以避开实际的技术困难。在思维中把这些条件制作出来，或者对现在条件进行理想化抽象，在想象中实现这些条件。进而在头脑中殿开类似于真实实验的“仿真”过程，推断被研究事物的内部规律。

科学素养与物理教育 篇7

高中物理是以实验教学为基础的学科,因为只有通过实验验证所学的理论知识, 才能够让学生真正理解所学知识的实际意义,能够帮助学生对基础知识有更透彻的理解,从而更有效地提高成绩。但是,很多高中物理的教育工作者及学生的应试教育思维根深蒂固, 很多时候高中物理实验教学被严重忽视,成为高中物理教学的薄弱环节。由于实验教学被忽视,导致了理论与实践脱节严重, 学生不能够将理论知识与实践经验相结合,造成了死记硬背的结果,反而对成绩的提高与学生科学素养的培养带来负面影响。针对这种现象,本文探讨了高中物理实验教学的改革建议, 并给出了如何在改革的实验教学方法的框架下提高学生科学素养的方法。

2.传统物理教学存在的问题

目前,高中物理实验教学由于受到应试教学的影响存在如下问题:

(1)学生独立完成实验能力差

学生的实验课本上记载非常全面的验目的、原理介绍、方法步骤说明、数据分析处理要求。不仅如此,教师还帮助学生调试一起,讲解实验过程中出现的问题。实验过程中的错误一般由教师解决, 这种以教师为主体的实验教学严重影响了学生科学素养的培养,包括创造性及独立解决问题的能力。

(2)实验内容单一

目前的高中物理实验教学的实验内容一般缺少探索性实验及指导性实验,并且与实际生产、生活严重脱节。例如电学实验结束后, 学生仍然不了解插座内部的接线结构及简单故障的处理。

(3)实验设计内容创造性不足

实验的内容大都停留在课本里, 被动的、固定的实验模式,让学生失去了兴趣,严重影响了学生主动学习的积极性,阻碍了科学素养的培养。

3.高中物理实验教学改革对学生科学素养的培养

针对上文所述的问题,本节首先探讨了高中物理实验教学改革的方法,其次分析了改革后的实验教学如何培养学生的科学素养。

(1)对实验方式进行改革 ,增大设计性实验比例

在实验内容的安排上, 加大综合实验与设计性实验的比例, 使传统的以教师为主体的实验教学变为以学生为主体的实验教学。这种方式能激发学生的学习兴趣,提高学生的主动学习能力,最重要的是培养学生的创造性思维及科学素养。

(2)对实验内容进行改革 ,突出时代性与先进性

高中物理实验教学的实验内容要突出时代性与先进性。与现代科学技术接轨的实验才能够调动学生的积极性与创造性。利用先进的手段、仪器及技术,能够更容易地实现实验,拓宽实验的内容。不仅如此,学生还能够更多地了解更多先进的科技及其应用,为学生的科学素养的培养奠定基础。

(3)对教学主体进行改革 ,构建以学生为主体的教学体系

高中物理的实验教学的另一种改革方法是, 将学习的变为老师引导下学生为主体的主动学习。因为学生的主动学习才是整个教学体系运行的良好动力。只有激发学生的学习兴趣,学生开始有了自主学习,创造性思维才开始被激发,有效学习时间不断增加。这样才能够使得学生的主体性发挥作用。

上文给出的高中物理实验教学的改革方法, 能够有效培养学生的科学素养。主要方式是开展学生的实践活动,创造条件,让学生以主体的角色进行实验,进行实践学习。这样,学生能够通过实验一步一步地发现其中的规律, 学习探索物理知识的方法,深层次地感受科学实验的魅力。具有时代性的、设计性的实验能够让学生在复杂的实验中总结前人总结的规律。改革后的实验教学能够切实领会科学与生活、科学与技术和科学与社会的关系,充分培养学生的科学素养。

4.结 语

本文针对目前高中物理实验教学中教师及学生对实验普遍不重视的现象,阐述了高中物理实验教学的重要性与意义,分析了目前高中物理实验教学的问题, 探讨了高中物理实验教学的改革建议,并给出了增大设计性实验比例,实验内容要突出时代性与先进性, 以学生为主体的实验教学理念的三条能够培养学生素养的实验教学方法的改革建议。

摘要：高中物理是一门以实验为基础的重要科目,因此实验教学是高中物理的重要组成部分,具有十分重要的意义。本文阐述了高中物理实验教学的重要性与意义,探讨了高中物理实验教学的改革建议,并给出了在改革的实验教学方法的框架下提高学生科学素养的方法。

科学素养与物理教育 篇8

一、科学教育与人文教育相融合是教育的必然趋势

爱因斯坦曾经说道:“仅用专业知识教育人是不够的, 通过专业教育, 他可以成为一种有用的机器, 但不能成为一个和谐发展的人。要使学生对价值有所理解并产生热烈的感情, 那是最基本的。他必须获得对美和道德上的善意鲜明的辨别力, 否则, 他——连同他的专业知识——就更像一只受过很好训练的狗, 而不像一个和谐发展的人。”因此, 一种能实现人的全面和谐发展的教育必然是把科学和人文知识相融合, 提高科学认知与运用水平, 对价值观念具有判断与选择能力的教育。

1. 人的发展要求科学教育与人文教育相融合

人的存在与发展需要一定的物质基础来维系, 同时也要有对精神的体验与享受。同时满足人的外在物质和内在精神的发展需要则要通过科学教育和人文教育才能实现。美国圣母大学校长赫斯柏认为:“完整的教育应同时包括学习做事 (learning to do) 与学习做人 (learning to be) 两部分。学习做事必须接受科学教育, 养成科学精神;学习做人必须接受人文教育, 养成人文精神。”

随着科学技术的发展, 人们在关心物质世界的同时, 也关注着自己的人生目标、人类生存的终极意义, 科学和人文精神因此有了更高层次的融合。人们的物质生产水平不断提高, 为人文科学的发展提供了强有力的技术保障;同时, 人文理论也需要具有说服力的科学理论来充实和支撑, 而科学技术的发展也需要人文理念的正确引导, 才能使社会向更高层次发展。所以, 加强科学教育与人文教育是当今教育的必然选择, 也体现了社会发展的必然趋势和时代走向。

2. 教育发展趋势引导科学教育与人文教育相融合

世界各国普遍开始加强人文和科学知识的教育, 把培养更为全面自由发展的人才作为教育的目标。美国教育在培养高端技术人才的同时, 也非常注重人文教育。相比较而言, 中国的高等教育形式单一, 偏重政治理论课程, 只是把人文教育课程作为选修课, 削弱了学生学习人文知识的积极性;再加上传统的中国应试教育模式根深蒂固, 因此不易培养出创新型人才, 也不利于中国教育发展。

所以这两种教育相辅相成、和谐统一是高等教育的发展所必需的, 让大学生既会做学问, 又会做事, 更会做人, 这也是现代大学应当追求的教育理念。我国教育改革必须直面这一问题。

二、融合科学素养与人文素养, 促进人的全面发展

人是教育的作用对象, 既是工具, 也是目的本身。要达到“人是人的最高本质”目的, 应致力于人的素质的全面发展。“人以一种全面的方式, 也就是说, 作为一个完整的人, 占有自己的全面的本质”, 实现人向自身、向社会的人的复归, “人终于成为自己的社会结合的主人, 从而也就成为自然界的主人, 成为自己本身的主人——自由的人”。教育的价值取向不应停留在知识灌输的传统定位上, 而应在马克思主义人学理论指导下, 以科学和人文知识作为实体内容, 以人文素养——“价值理性”、科学素养——“工具理性”作为价值取向, 在追求自然、社会、人自身规律的过程中要合乎客观发展规律, 合乎主体目的, 尊重主体价值, 进而实现规律性与目的性的统一, 教育主体工具理性和价值理性共同、协调发展。

三、科学教育与人文教育融合视野下的科学素养与人文素养结合的途径

1. 树立科学素养与人文素养相统一的教育办学理念

(1) 转变教育观念。树立“以人为本”的教育理念, 是科学素养与人文素养的结合的前提。教育观念建立在人对经济社会发展规律的认识的基础上, 具有强烈的民族性和时代特征, 是对教育发展规律及其内在本质的理性认识。当今社会, 人们正是因为意识到了科学发展与人文发展和谐统一、相互融合的重要性, 逐渐提高了对科学素养与人文素养相结合的重视。

(2) 树立教育“促进社会全面进步和促进人的全面发展相统一”的价值观。教育促进经济的发展, 培养人的个性特长, 开发创新能力以及促进社会的全面进步, 使人们更加深刻认识到科学发展与人文发展是人类社会进步不可缺少的双翼, 促进科学教育与人文教育相融合是社会的需要, 而在此基础上, 科学素养与人文素养的结合又成为其中一个重要的实现方式。这就要求教育要首先确定与之相适应的价值理念, 因而, “促进社会全面进步和促进人的全面发展相统一”的新的教育价值观, 就成为科学素养与人文素养相结合的重要思想引导与坐标。

2. 重视教学环节的改革, 实现科学素养与人文素养的结合

(1) 开发、构建、实践多种教学模式, 积极运用网络教学资源, 重视实践教学, 改善评估方式, 加大实现优质教育资源共享等方面的力度, 使科学教育课程建设产生质的飞跃;将应用型教学理念贯彻教学过程始终, 通过科学教育与人文教育系列精品课程的建设和开发, 使学生夯实基础, 提升文化素质, 提高学生基本技能水平, 在实现科学素养与人文素养互融的课程建设过程中, 确保科学教育与人文教育课程建设健康持续发展。授课方式应由连续式细节授课转变为跳跃式平台教育, 教学形式应由单一式课堂教学转化为多样式互动教学。

(2) 科学教育与人文教育相融合, 有助于培养学生的创新能力, 从而促使其成为有益于国家和社会发展的高素质人才。因此, 科学教育与人文教育与科学、人文素养融合的研究在个性发展、文化传承发展、完善教育等方面有着实际的应用价值。

3. 在丰富的社会实践活动中培养科学素养和人文素养

学校应鼓励学生开展多种多样的校外实践活动, 锻炼学生的实践能力。根据新时代的新要求, 结合学生的自身特点, 为培养素质全面、适应社会发展的新人才而努力。其好处表现在以下方面:一方面, 有利于学生将科学教育与人文教育知识应用于实际, 并服务于社会。另一方面, 学生在参加社会实践的过程中, 可以增加对社会各方面的了解, 不断提高自身的科学素养与培养人文精神, 从而增强对祖国的使命感和对社会的责任感。

摘要：教育的主客体都是人, 人在生产力诸要素中最为活跃。如果将教育中的人当成一种“工具”, 而忽视他的价值、本质、需要, 则是对教育生命本质的漠视, 并将教育引向“工具化”的歧路。因此, 教育必须将科学与人文巧妙结合, 创建一种新的人文主义思想和新的科技文化理念模式, 并将其运用到实践中去, 坚持以人为本, 实现人的全面发展。

关键词：科技,教育,素养,人文

参考文献

[1]龚光军.当代大学生人文素养的缺失与重构[J].重庆职业技术学院学报, 2007, (2) :37-40.

当代大学生的科学素养教育与管理 篇9

一、当前大学生科学素养的现状

我国大学生科学素养现状不容乐观, 大学生普遍的基本科学素养偏低。“重庆市大学生科学知识调查”显示, 对“人体健康有利的因素”中, 六成大学生不知道少吃盐有利身体健康。由《关注西南生物多样性宝库———2004全国大学生电影月》活动组委会组织了“大学生生态保护意识调查”, 结果显示, 半数大学生不知道氧气主要来源于海洋藻类, “横断山脉的山地是世界物种最大的避难所, 保留了极其丰富的古老生命, 被称为‘活化石的摇篮’。”对这样的描述, 有30.9%的人以前从来没有听说。

2001年我国公众科学素养调查结果显示, 国民科学素养水平仅为1.4%, 2003年为1.98%, 2005年的调查因为最终比2003年还低所以没有公布, 而美国公众基本科学素养水平1990年就达到了7%, 2000年更是达到了17%, 日本在1991年便达到了3%, 1989年欧共体12国的数字是4.4%, 差距是显而易见的。

二、当前大学生科学素养存在问题分析

1、学校教育的不足

高校的教育本身存在着一定的不足, 没有能够体现其作为实施科学素质教育的主要场所的作用。而中小学的应试教育是影响当前大学生科学素养的根本原因。在中学应试教育环境下, 不可能重视讲解每个定理定律的来源, 有的教师甚至根本从来就不讲任何定律定理的产生过程, 这样的老师因为最能让学生高分, 竟然常常被公认为最优秀的老师, 其后果是学生根本就得不到归纳思维的训练, 影响了学生的自学能力和实践活动能力。

2、学校、社会的支持力度不够

要做好科学素质教育, 学校必须为学生提供强大的支持。大学生科学素质的培养不仅仅是靠高校的科学教育就能达到目的的, 同时还必须得到全社会的关心和支持。使学生能从实践中的得到锻炼和创新, 提高其科学素质。只要得到校外地方各界的重视和支持, 就可以使学生科学素质的培养形成一个系统工程, 其成效才能得以体现。

3、学生自身思想的问题

在大信息的现代社会, 庸俗的、非科学的、伪科学的和过时的东西常常和真正的知识混在一起, 大学生们常常分辨不了。还有许多大学生畏惧科学, 原因是中学应试教育的后果。学生上大学之前的知识是为了高考, 而进大学分专业, 专业知识就成了主攻的方向。

三、提高当前大学生科学素养的途径

第一、重视大学生科学素养教育

中共中央国务院《关于深化教育改革全面推进素质教育的决定》指出:“教育工作者要转变教育观念, 改革人才培养模式, 积极推行启发式和讨论式教学, 激发学生独立思考和创新的意识, 切实提高教学质量。要让学生感受、理解知识产生和发展的过程, 培养学生的科学精神和创新思维习惯。”当今的素质教育, 多在倡导加强人文素质的提高。实际上, 促进大学生的科学素质培养与提高, 同样是大学教育中不可或缺的。科学素质与人文素质是相通的。

第二、营造科学氛围, 培养科学意识

1、积极鼓励学生参与老师科研项目

在教学中应当积极鼓励老师, 尤其是年轻教师在完成教学任务的前提下, 主动指导学生积极开展与专业有关的科技实践活动, 注重其动手能力和团队合作能力的开发, 给学生参加科学研究的机会。同时对于老师带领学生参与科研作为评定教师工作业绩的参考。

2、定期用多媒体介绍最新科技进展

由于现在的大学许多都是专业较多的较综合性的学校, 这样的学校, 专业规模较小, 学术讨论很难真正展开。如果能定期用多媒体介绍最新科学技术进展, 则可能就能把教师凝聚起来, 共同关心我们的时代。坚持下去, 就能逐渐提高教师的科学素质。

3、组织各种科技知识竞赛

精心举办“大学生科技创新大赛”、“大学生电脑机器人竞赛”等科技活动, 可以改变因中学阶段过高的学习压力导致的对科学的枯燥看法和态度, 逐渐营造校园科技创新的氛围, 激发大学生爱科学、学科学、讲科学、用科学的积极性和创造性, 从而促进大学生科学素养的全面发展。

4、校内教学与社会实践活动做到有机结合

加强大学科学素质的培养工作, 即要纳入到正常教学过程中, 在教学中灌输科学研究精神和科学研究的方法。同时还要充分利用大学生假期的时间, 鼓励学生投入到到社会中去, 在社会实践中提高自己的科学研究的能力。从而将在学校中学到的知识运用到社会实践中, 达到了校内教学和社会实践的有机结合。

总之, 大学生的科学素养的提高是全社会的科学素养的提高的关键。大学生科学兴趣提高了, 利用网络查阅科技资料的能力和要求就大了, 学生毕业后科学素质下降的速度必然会慢, 科学素养的年龄差异就会减少, 代沟必然淡化, 不同职业的人们共同语言也会增多, 社会就会和谐。

摘要：当今时代, 科学技术已经成为国家发展的焦点。所以科学素养成为素质教育中的一个重要问题。大学是培养高素质的专业人才的地方, 因此, 我们对培养大学生科学素质进行了探索。本文对当前大学生的科学素养现状及问题分析进行了讨论, 并提出了培养方案。

关键词：当前大学生,科学素养,现状,培养

参考文献

[1]汪盛科.培养科学素质是造就创新人才的基础[A].宁波市高校思想教育论文集[C].宁波:宁波出版社, 2001.

[2]朱铁群.培养科学精神是提升大学生创新素质的前提[J].当代青年研究, 2000, (5) :7-9.

[3]共青团中央组织部团章讲话[M].中国青年出版社, 2003

[4]石新明.大学生课外科技活动如何与学校各项工作相结合[N].中国科学报, 1998-05-6.

通过物理教学,提升科学素养 篇10

培养学生的科学素质, 提升学生的科学素养, 这是时代赋予教师的责任和义务。教师必须从教学理念、内容、形式、方法、目标上进行全方位的教学改革, 以提高学生的科学素质为目标, 提升学生的科学素养为目的, 为培养高素质、应用型、创新型人才不断地探索。

下面我结合物理教学谈谈如何提升学生科学素养, 与大家共同探讨。

1. 教师在物理教学中有意识地充分运用科学素质的因素, 物理教学就能成为提升学生科学素养的主战场。

物理教学中科学素质的因素包括科学知识和科学真理, 科学思想和科学方法, 科学精神和科学态度, 科学行为和科学思维, 科学素养和科学审美观, 科学世界观和科学发展观等。

科学素养是科学素质最重要的因素, 科学素养指能运用科学原理和方法解释或处理生活和工作中常见的问题其重点在于对科学的态度、观察, 思考问题的科学性, 以及批判精神。提升学生科学素养就是使学生在已具备科学知识和掌握科学理论的基础上能够创新思维, 自觉形成科学意识, 传承科学文化, 弘扬科学精神, 树立科学发展观, 进而为学生的可持续发展夯实基础。

中国探月计划“嫦娥工程”首席科学家欧阳院士强调:“一切希望寄托于青少年, 只有提高青少年的科学素养, 我们的民族才有希望。”由此可见, 提升青少年的科学素养已经到了势在必行、必须引起全社会关注和重视的问题, 尤其是学校教育责无旁贷, 教师更应肩负责任, 增强提升学生科学素养的使命感和紧迫感。

1.1 挖掘教材, 提炼内涵。

物理教材中有着极其丰富的科学素质教育的因素, 教师必须深入细致地研究教材, 钻研教材, 挖掘教材, 梳理教材中每一章节、每一单元和整个教材所涉及的能够培养学生科学素质的因素, 提炼出每一节、每一单元所侧重的对学生进行科学素质教育的因素。

物理教学中有的课型可能会体现较为完整的科学研究的一般规律, 有的课型则突出某种科学研究的方法或某种科学精神, 甚至有的课型有着多种对学生进行科学素质教育的因素。比如教师在自由落体课型教学中, 就要把伽利略研究问题的方法、科学研究的一般规律、科学态度和科学精神、科学审美有机结合。

1.2 精心设计, 科学渗透。

经过整合教材后, 教师要精心设计教案, 在教案中明确提升学生科学素养的目标, 并在教学中把素质教育与教学内容有机结合起来加以科学渗透。

比如在自由落体课型中设计培养学生的学习目标时, 教师要将科学研究问题的方法、科学态度和科学精神作为教学的重点培养目标加以充分地体现, 并采取多种教学手段、教学方法为实现目标铺路搭桥。我在教学中通过演示和学生实验, 让学生比较真空管中羽毛与铁片和实际操作中粉笔头与纸片、粉笔头与纸团做自由落体运动的区别, 使学生深刻理解建立物理模型的重要性和掌握科学研究问题的方法。我再要求学生阅读教材中关于提供伽利略研究问题的有关资料, 然后提出问题:伽利略研究问题中蕴含着哪些科学态度和体现了哪些科学精神?

1.3 领悟真谛, 体验精髓。

物理学中蕴含着科学家孜孜不倦、精益求精、务实创新、锐意进取、追求真理、遵循规律、揭示奥秘、敢为人先、服从真理、协作奉献的科学态度和科学精神, 以及辩证唯物主义的科学世界观和方法论。教师要将其作为重点加以诠释和充分地体现和有机地结合, 逐渐启迪学生、影响学生, 教育学生深刻领悟科学研究的真谛, 潜移默化地感染学生、鼓舞学生、激发学生深入体验素质教育的精髓。

上述提出的伽利略研究问题中蕴含的科学态度和科学精神, 教师应通过引导学生探讨, 领悟真谛, 体验精髓, 从而培养学生求实进取、锐意创新、甘于奉献的科学精神和实事求是、尊重规律、服从真理的科学态度。

1.4 方法灵活, 效果显著。

物理教学要成为提升学生科学素养的主战场, 教师在教学方法上就必须形式多样、方法灵活, 可以采取专题辩论、讲座恳谈、创设情景、模拟再现、设疑探究、操作验证、承载信息、交流感悟、体验生活、联系实际等灵活多样的教学形式与科学的教学方法相结合, 围绕一个中心问题拓展, 在提高学生的科学素质上下功夫, 做文章, 从而提升学生的科学素养。

因此, 教师只有充分地运用科学素质的因素, 才能有效地提升学生的科学素养。

2. 进一步改革教学理念, 创新思维模式, 不断提升学生的科学素养, 保障为社会提供强有力的人力资源。

改革教学理念, 创新思维模式, 有利于提升学生的科学素养。

2.1 理论与实践相结合, 注重知识的应用和学生技能的培训。

物理教师必须转变教学观念, 把教学“重心”转移到知识的应用和学生实际技能的培养上, 注重解决自然现象, 日常生活、工农业生产, 社会发展和经济建设相关的具体问题, 突出时代感, 在学中用, 用中学。例如在讲折射现象时, 教师可让学生解释雨过天晴后天空为什么出现彩虹, 以及解释海市蜃楼;讲电功, 教师可让学生掌握电能表的使用, 电能的计算, 电费的计算;讲动能时联系风力发电, 等等。同时, 教师必须加强学生实验与学生动手能力的培养, 强化学生技能的训练。

2.2 开展丰富多彩的科普知识竞赛和各种课外活动, 加强科学技术和前沿科学知识在物理教学中有机的渗透。

教师应组织学生经常开展科技制作和科普知识竞赛活动, 如制作科技模型、航模等, 把课堂与课外活动有机结合。在课堂教学中, 教师应结合教材加强高科技和前沿科学知识的渗透, 比如新能源技术, 新材料技术, 航天、航空技术, 信息技术, 自动化控制技术等。

2.3 让学生参与课堂创造性探究活动, 培养学生的创新意识和创新思维能力。

思维创新是科技创新的先导, 创新思维是指对事物间的联系进行前所未有的思考, 从而创造出新事物的思维方法, 是一切具有崭新内容的思维形式的总和。思维是在实践基础上分析综合, 然后作出判断推理的过程。创新思维是思维的高级形态, 最大特点在于它的流畅性、变通性和独创性。因此, 学生通过独立思考解决从未遇到过的难题、发现新路子的思维都属于创新思维, 在解决综合性计算题时, 教师可让学生探究从未知问题出发借助定义、定理、规律等寻找已知条件, 再由已知条件回到要解决的问题, 寻找能够通过高效、快捷的方法解题的途径;在课堂活动中, 教师可让学生充分参与, 自行设计实验, 亲自动手制作, 探讨发现问题, 解决问题。教师要鼓励学生养成善于观察、乐于实践、勤于思考的习惯, 逐渐培养学生用科学的方法解决问题的能力。教师让学生参与创造性探究活动, 有利于培养学生创新意识和创新思维能力。

2.4 使学生自觉形成科学意识, 传承科学文化, 弘扬科学精神, 树立科学发展观。

学生的科学意识不是一朝一夕形成的, 而是有一个潜移默化的过程, 这必须让学生在学习中逐渐地形成。教师在向学生传播科学文化的同时, 也播下了一颗传承科学文化的种子, 教师必须让它“生根、发芽、开花、结果”;把科学态度和科学精神根植于学生中, 激励学生、影响学生, 逐渐地成为学生自己的价值观和人生观;把学生的发展、社会对人才的需求作为教学培养的核心, 用科学发展观引领学生、指导学生, 使学生逐渐地树立正确的世界观和科学发展观。

2.5 鞭策学生敢于质疑与扬弃, 勇于突破与创新。

在物理学中教学设计的采纳, 教学手段的实施, 教学方法的运用, 教学目标的制订, 教学环节的执行过程, 以及对教材内容的编排、实验设计, 等等, 教师要尽可能地征求学生的意见, 让学生用自己的眼光去发现问题, 用自己的头脑去思考问题, 用自己的方法去解决问题。在教学活动中, 教师要尽可能地让学生充分讨论, 积极参与课改, 提出新颖的观点, 敢于质疑与扬弃, 勇于突破与创新。

总之, 要提升学生的科学素养, 教师就必须改革教学理念, 创新思维模式, 在尝试中不断总结, 不断充实, 不断拓展。同时, 教师必须清楚地意识到, 仅凭单一的课程无法提升学生的科学素养, 只有使各学科间相互协调, 才能保障学校教育能够为社会提供强有力的人力资源。

综上所述, 物理教学中有着极其丰富的对学生进行科学素质教育的因素, 是提升学生科学素养的重要阵地, 教师要进一步转变观念, 创新教学模式, 以提高学生的科学素质为目标, 以提升学生的科学素养为目的, 为培养高素质、应用型、创新型人才不懈地探索。

摘要：物理教学是培养学生科学素质的重要阵地, 也是提升学生科学素养的主战场。教师在教学中一定要充分利用科学素质的因素, 创新思维模式, 改革教学理念, 不断地提升学生的科学素养。

关键词：物理教学,提升,科学素养

参考文献

[1]朱炳连, 周上游, 曹慧莉.高中物理教学中进行科学素质的探索[J].物理教学, 1998, (12) :32-34.

科学素养与物理教育 篇11

1激发学生物理实验的兴趣

皮亚杰说过“所有智力方面的工作都依赖兴趣”.初中物理教学有着丰富多彩的内容，不仅有关于各种理论、原理、概念的教学，还有发明家的成功事迹以及物理原理在生活中的实际应用情况，而实验教学就是指导学生对所学的理论知识进行验证、应用.通过做实验，可以使学生对这些丰富多彩的物理知识加深印象，使其深受这些物理知识的影响，爱上物理实验，激发他们为科学献身的志向.例如，在讲大气压强的实验时，笔者首先拿了一个吸盘压紧在玻璃上，然后让一个学生来拉，结果可想而知——不容易拉开.而笔者乘他们不注意时，用指甲在边上撬了一个小缝，结果用两只手指轻轻地就拉开了.这时学生的情绪达到了高潮.笔者接着趁热打铁，让学生猜想形成的原因.此时学生的兴趣和积极性被充分地调动起来了.这时，笔者提出用身边的器材来设计一个实验来证明大气压的存在：有的学生在一个矿泉水瓶里放点热水，摇几下后，盖上瓶盖后，瓶子变瘪；有些学生在杯中装满水，并用一张硬纸片盖上倒过来水不流出来等等.可见，在实验教学中激发学生的求知欲、探索的热情，并努力使他们在学习中保持这种热情与兴趣，是物理教学中至关重要的一环.

2引导学生设计实验方案

在初中物理实验教学中，指导学生观察和思考实验，有助于学生直观形象地理解概念、物理原理及其变化规律，也有助于促进学生物理素养的提高和创新性潜能的开发，通过让学生开展实验设计的讨论，可以大大激活学生的思维.例如，在学习测液体的密度时，笔者从实验的原理上来引导学生设计实验方案.学生大概能归纳出两种方案.

方案1先测出烧杯的质量，然后将液体倒入烧杯测出总质量，再将液体倒入量筒测出液体的体积，从而求出密度.

方案2先将液体倒入量筒中测出体积，然后测出烧杯的质量，最后再将液体倒入烧杯测出总质量，从而求出密度.

根据以上两种方案进行分组实验，再比较，发现方案1比方案2测得的结果大.此时，笔者引导学生分析误差产生的原因，让学生修改设计，从而得到更好的方案3.

方案3先将液体倒入烧杯测出总质量，然后将液体倒入量筒测出液体的体积，再测出此时烧杯的质量，从而求出密度.

通过对实验方案设计过程的讨论，引导学生设计新的实验方案，既培养了学生主动参与探究，养成严谨的科学态度，又培养了学生良好的思维品质和互相合作的精神和学生发现问题、解决问题的能力.

3指导学生探索实验过程

物理是一门以实验为基础的自然学科，其知识的阐述和理论的建立是通过学科探究得出的.传统的物理教学忽略了学生科学探究，只注重知识的接受和掌握，甚至发展成在黑板上画实验，学生背实验，这严重影响学生综合素质的形成.科学探究作为一种重要的学习方式，能使学生在获得知识和技能的同时，又受到学科思维方法的训练，体验探究的乐趣，形成和发展探究能力，它对培养学生的学科素养具有不可替代的作用.

3.1培养学生识别实验器材的能力，是培养科学素养的首要条件

学生识别实验器材的能力不仅是学生正确完成物理实验的保证，也是以后学习中必备的基本能力.这就要求教师指导学生实验时，着重指导学生识别仪器的规格和性能，注意铭牌或说明书.如弹簧秤、天平、电压表等，要让他们弄清量程、分度值、零点及其调节方法和具体的使用方法.只有掌握以上四点，才能保证实验精确的完成和仪器、人身的安全.

3.2培养学生细致观察实验的能力，是培养学科素养的重要途径

在物理实验中，有条理、有步骤地进行观察，才能获得丰富的、正确的、全面的观察材料.利用这些材料，经过分析、抽象、概括，抓住了事物的本质，作出正确的判断和结论.对实验过程细致观察，往往会发现一些异常现象.例如在研究并联电路的电流特点时，笔者采用了图1所示的实验电路.当闭合S1时，读出了电流表A1和A的示数，再闭合S2时，大部分同学只观察了A2和A的示数，而忽略了A1示数的变化.因此，要强调细致观察的重要性.历史上就有科学家对微小的现象没有引起足够的重视，导致与重大发现擦肩而过.

3.3培养学生的实验操作能力，是培养科学素养的必要途径

物理实验本身就是一个操作过程，学生实验操作能力的高低直接影响到他们今后的工作和学习.生活中小到照明电路的安装，各种物体质量的测量，大到交通运输和生产劳动都需要这方面的能力.因此，我们要最大限度尽可能地给学生创造动手动脑的机会，这对提高学生的操作能力是很有帮助的.例如，在导体的电阻与温度有关的实验、电磁感应实验等比较复杂的学生分组实验中，教师可通过示范操作来减少实验的盲目性，巡回指导来提高实验过程的正确性.又如在刚学习电路连接时，虽然按课本安排有“组成串联电路和并联电路”的实验，但毕竟只是一次连接实验，许多学生对电路连接还是很生疏.因此，教师可以设计一些电路图让学生进行相应的连接实验，保证学生有更多机会动手操作，这对提高学生连接电路的能力也是很必要的.

3.4通过开放实验室，为学生科学素养提供时空

对于一些开放性的实验，如果在课堂上探究，时间上有时会无法满足，所以开放实验室显得十分必要了.只要没有安全隐患，教师不妨给学生留下一点自由探究的空间.

3.4.1在实验室里完成

例如，学生在做测定小灯泡功率实验后，教师可布置：如果只有电压表或只有电流表，其它仪器自选，测定标有3.8 V的小灯泡的额定功率.这个实验就是在给定条件下，让学生自己设计实验方案来完成实验操作，这极有利于培养学生的创造性操作能力.

通过对灯泡的功率的探索，同学们发现了灯泡的功率随着灯泡两端电压的改变而改变，从而进一步探究，知道了灯泡的电阻也随着灯泡两端电压的改变而改变，很好的理解了定值电阻与电压无关的结论，学到了书本上没有的知识.

3.4.2在家里完成

例如在学习天平、弹簧测力计等知识后，可布置小实验自制天平、橡皮测力计等，让学生自己动手做，这样不仅培养了学生的动手能力、观察能力和思维能力，还能提高学生积极性，引起学生浓厚的兴趣，增加了学生的求知欲.

总之，通过开放实验室，让学生成为实验的主人，为学生提供更多的思维时空，激发学生求异创新的能力.

3.5加强学科间联系，是培养科学素养的辅助条件

生活中的实际问题，往往没有明显的学科界限，需要综合运用各科知识来分析、解决问题.2011版新课标更强调了要加强物理与其他学科的联系.初三在学“燃料及其热值”时知道内能的主要来源是燃料燃烧得到的，因为燃料在燃烧时发生了化学变化，生成了新物质，产生的废气与水蒸气结合，会形成酸雨影响农作物生长，气候变化等.这就涉及到了物理和化学方面的问题.因此，教师在平时授课时，要经常注意学科间的整合，才能够提高学生的综合能力，提高学生的学科综合素养.

物理教学中科学素养培养例谈 篇12

鉴于科学本质是科学素养的核心命题, 我们就有必要了解“什么是科学”. 从事科学研究, 遇事问个为什么, 不满足于古老的神话传说, 而是采用一定的方法, 通过一定的途径, 系统性地连续提出问题, 进而解决问题———这就是古希腊时欧洲理性文化的诞生.[2]笔者有这样的体会, 对于很多事情, 不问, 似乎还觉得清楚, 越问反而会觉得越糊涂. 对于“科学”也大体如此. 当不深究“什么是科学”时, 自信自己已清楚了“什么是科学”, 但当要清晰地回答“什么是科学”时, 却又感到自己十分浅薄. 相关的阅读使笔者认识到, 要寻找“确定的答案”本身, 也许就是非科学的. 对于科学本质, 尽管不同领域的专家对其内涵存在争议, 但仍有这样一些共识:科学知识兼具持久性和暂时性 ;科学知识依赖于观察、实验证据、合理的争论即怀疑态度;科学不存在一种普适的按部就班的方法;科学是解释自然现象的一种尝试;科学思想受到社会和历史背景的影响等.

应试教育使我们缺乏时间和精力去围绕“什么是科学”这类问题作深度的阅读和研究, 因此, 科学素养意识也就难以建立, 从而也就使教育丧失了培养公民科学素养应发挥的作用. 如以下几个示例, 在部分教师看来也许毫无价值, 但在笔者看来却有利于对学生科学素养的培养.

示例1结论其实有时并非定论

某课堂上, 在《利用体重计和方格纸测量人站立时对地面的压强》[3]活动中, 按照图示及所给方法求出脚底所占的面积. 老师提名要求的八位同学给出的面 积分别是 :153、154、157、162、163、165、165、178. 课后 , 笔者又以另一班学生为样本, 做了测试, 情况也大体如此.

出现这种 情况, 教师一般采取三种办法. 其一是要求学生“再认真数”, 以期得到教师期望得到的结果;其二是在数据差距不大情况下, 将其当成误差来处理;其三是教师给出一个“标准答案”. 这三种方法都有一个潜在的目的———尽快得出结果, 以便应用公式求出“人对地面的压强”.

面对同一对象, 却出现如此不同的众多数据, 这是一个有趣的话题, 是一个能激发学生兴趣的话题, 也是一个可以拓展的深邃话题. 面对这种情况, 如果急于得出一个结果, 并应用这个结果去解题, 这就不是科学态度;如果, 问个“为什么”, 我们就在引导学生走近科学. 有关认识论的研究指出, 个人对于知识本质的信念会影响其认知学习和对信息的诠释. 在进行议题的判断决策时, 一个认为知识不变的人, 会仅以记忆中的经验知识做决定, 无法接受多元观点并做深入思考;相反, 了解知识不确定性和可变性的人, 则倾向于做高层次的思考, 并能从多元角度分析事件的争论点. 因此, 以议题决策为中心的教学, 可以培养学生反思和主动学习、参与讨论的过程, 有效提升学生的批判思考能力.

示例2本源其实是信念

如铁屑分布与磁感线之间的关系.

一般认为, 教材中《几种常见的磁场》这部分内容, 是没有难度的, 是通过对实验现象的观察容易得到结论的内容, 其实并不尽然. 有一次在省级骨干教师培训班上, 有一位老师以此为课题, 执教一节教学观摩课. 课上, 学生分组做了探究《通电直导线周围磁场分布》实验. 从操作的层面看, 这个实验并不难, 难就难在能否在实验现象与实验结论之间建立一种令人信服的联系.

实验的结果是, 硬纸板上出现了应该出现的正常的铁屑分布, 学生当然也不难观察到铁屑的分布规律. 当老师问磁感线的分布情况时, 学生干脆回答是“圆”. 将铁屑分布等同于一系列同心圆, 和从铁屑分布现象抽象出磁感线是一系列同心圆, 从理性角度讲, 它们都是生硬的. 应该说, 这里有猜想与假设、对自然规律所持的某些信念参与其中. 怀特海在《科学的起源》中指出, 如果没有一种本能的信念, 相信事物中存在着一定的秩序, 尤其是相信自然界中存在着秩序, 那么, 现代科学就不可能存在.[4]对于这个实验, 信念也许就是“磁感线应该是简洁、对称和美的”. 从无数铁屑的分布现象中选择不同的有限数目的铁屑, 它们可以组成圆、椭圆、中心不在导线处的圆等图形, 只有将对称性判断与铁屑分布现象相结合, 才能较好地解释得出的结论. 考虑到对称性, 我们也才能较好地解释, 为何要将硬纸板放在与直导线垂直的位置上这个潜在问题, 考虑到对称性, 通电直导线周围磁场的立体分布才不难想象.

又如描点作图是我们寻找规律的重要手段, 但从描点到图象的形成又似乎并不那么简单. 当一个规律表现为因变量是自变量的二次函数时, 在剔除“异常点”之后, 再用平滑曲线连接有限的实验数据点, 这样的曲线就是要寻找的规律;而当一个规律表现为因变量是自变量的一次函数时, 则要在剔除“异常点”之后, 用一直线去尽量靠近所有的实验数据点, 让实验数据点尽量平均分布在这条直线的两侧, 这样的直线就是要寻找的规律. 这样的作图法, 隐含着这样一个深刻的疑问, 即实验数据点竟与“规律”不吻合, 而人为画出的“曲线”或“直线”竟然是“规律”?

这“曲线”或“直线”看似来自于实验, 实际是来自于假设和概括. 每一种概括在某种程度上都隐含对自然界的统一性和简单性的信念. 任何事实都能够以无限的方式概括, 它是一个选择问题. 选择只能够受简单性的考虑的引导.[5]蒯因把人类的知识或信念比做一个力场. 它的边界是经验, 离经验最近的是关于经验的概括命题, 其次是最为普遍的自然定律, 最中心的是逻辑学知识和本体论信念.

科学即是提供系统的解释, 但解释有极限. 如果将这极限称为本源, 可见本源是不可解释的, 当然本源又是可变的. 本源可以是规定、公理和信念等.哥白尼革命是全部科学史中最为迷人的事件, 它标志着近代物理学的诞生, 它也是一个信念在科学发展中发挥作用的典型范例. 相对于托勒密的地心说, 哥白尼向新世界观的转变, 只不过是在那时复兴的柏拉图主义的鼓舞下, 把复杂的几何迷宫在数学上简化为一个美丽、简单、和谐的体系的结果. 在哥白尼的日心说革命遇到重重困难时, 为了反对那些重要异议, 他只能声明, 他的观念把天文学事实抛入了一个比较简单、和谐的数学秩序之中, 把托勒密体系中的84个本轮减少到了自己体系中的34个. 数学在哥白尼这里是以信念和审美的身份出现的.[6]

示例3探究无定式

一位教师执教《自由落体运动》中的一个片段.同学们注意, 下面我做这样一个游戏 (可视为一个实验, 也可视为一种幽默) :我捏着这张十元面额的新纸币的上端, 让纸币自由下垂. 大家推荐一位反应敏捷的同学到台前, 将手放在纸币的最下端, 做好捏住纸币的准备, 眼睛看着我捏纸币的手指, 当发现我松开手指的时候, 这位同学就立即捏纸币, 谁能捏住, 这张纸币就归谁. 操作办法和规则介绍刚完毕, 个个都跃跃欲试, 被推荐反应敏捷的也不是一个人选. 老师指定A同学. A同学, 带着极端的兴奋和几分自豪走到台前. 操作开始, A生全神贯注. 当没有捏住时, 他就说自己还没有准备好, 并要求再来;当捏住时, 下面同学的意见又有分歧:有的说A违反规则, 有的又说A遵守了规则.

一个简单的操作, 出现了两个对立的结果, 即捏住和捏不住. 捏不住, A同学认为自己准备不够充分;捏住了, 在全体同学中又出现了“守规”和“违规”两种对立的判断. 对立就是矛盾, 矛盾带来争论, 消弭争论就需寻找对策.

对策之一是依赖知识, 知识提供给我们的依据是, 一般人的反应时间大约是0.2秒, 而十元纸币自由下落的高度达到它的长度时所需的时间大约是0.17秒. 以此作为判断的依据, 若捏住, A同学是违规的. 但0.2秒是统计的结果, 而参与操作的A同学的反应时间极有可能小于0.17秒, 所以, 要判断A同学是否违规, 我们还要做更多的工作. 看来应用科学知识来解决问题, 并不能生搬硬套, 而是要具体情况具体分析.

对策之二是多次测试 (即实验) , 但次数越多, 就如抛掷硬币一样, 其捏住和捏不住的概率就越趋向50%, 即使是70%或30%, 似乎也不足以消除争论.

对策之三是依赖票决, 即多数同学认为A同学违规, A同学即违规. 但看到的又未必是真实的, 即科学问题是不能采取票决的. 因此, 票决在这件事上也行不通.

我们往往认为探究有一定的程式和固定的要素 (或部分要素) , 在课程标准中可以找到依据, 并在教科书中有相关且是重要命题时才进行探究. 其实, 只要我们能创设适宜的情境, 给学生自主和自由的时间与空间, 减轻知识和习题教学的压迫, 相信学生 (有关研究者认为, 教师对学生能力的有限性看法是进行以学生为中心进行教学的障碍, 在进行新课程开发的时候, 应该确定和考虑教师已有的信念结构[1]) , 探究是随时随地都可以发生的.

也许有人认为, 类似以上的事例只是在浪费学生的宝贵时间, 但卢梭说:“误用光阴比虚掷光阴损失更大, 教育错了的儿童比未受教育的儿童离教育更远.”[7]我国科学课堂中对科学本质认识的迷思 (表现为四个方面:演绎和推理的强化训练、僵化地认识科学、个人主义的观点、排他的分析观) , 非常不利于学生科学素养的形成, 第八次中国公民科学素养调查的结果已证明了这一点. 托马斯·库恩指出, 在科学的诸多方面中, 教学形式比其他任一方面都更能决定我们关于科学本质的形象以及发现和发明在科学进展中的作用等问题的看法. 我们真应该好好反思自己的教学行为对学生科学素养形成的影响.

参考文献

[1]王晶莹.科学探究论[M].上海:华东师范大学出版社, 2011:17, 94, 9, 89, 86, 84, 105, 94.

[2]汉斯·波塞尔.科学:什么是科学[M].李文潮译.上海:三联书店, 2002:1, 29.

[3]刘炳升.物理 (八年级下册) [M].南京:江苏科技出版社, 2007:78.

[4]怀特海.科学家的辩白[M].毛虹, 等译.南京:江苏人民出版社, 1999:162.

[5]昂利·彭加勒.科学与假设[M].李醒民译.商务印书馆, 2006:121.

[6]托马斯·库恩.哥白尼革命[M].吴国盛译.北京:北京大学出版社, 2003:178.

[7]周国平.人生哲思录[M].上海:上海辞书出版社, 2011:447.