高中物理教学中的科学素质

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1、高中物理教学中的科学素质高中物理教学中的科学素质高中物理教学应重视对学生科学素质的培养。所谓科学素质，是指人类在科学实践中逐渐形成的具有内在性、主体性、基本性和相对稳定性的结构、能力和品质，而体现在物理教学中，则是指科学素质中与物理学科密切相关的一些因素，其中主要有科学方法、科学观念与科学精神。对知识的教与学，教师与学生一贯是十分重视的，但对科学方法、科学观念与科学精神的培养，却未能尽如人意。物理知识是重要的，但当我们在教学中不加限止地深挖“知识（包括解题能力）”时，必然会把科学素质培养这一重要的教学目标挤出教学过程，

2、从而造成教学中的极大损失。本文将就高中物理教学中实施科学素质培养的必要性和可能性进行论述。　　一、科学方法的教育　　按教育学的思想，学校开设的每一门学科首先是要让学生学习、了解、掌握该学科的基本结构。“所谓基本结构，就是指这门学科的基础知识、基本原理和基本规律，以及研究这门学科的基本方法”。而且关于方法的教学目标丝毫也不比知识目标来得次要。在物理学科中，最具价值，也是最活跃的部分正是科学研究方法。每一个物理问题的解决、每一个物理定律的得出，总是伴随着科学方法的应用与产生；同样，新的科学方法的产生与应用又总可转化为更多物

3、理概念的形成与物理问题的解决。伽利略对物理学的最大贡献正在于把实验方法引入物理学研究，从而彻底地改造了物理学，使它从经院式的思辨学变为建筑在实验基础上的科学；法拉弟引入了“力线”的研究方法，使物理学研究抽象问题的过程更直观、形象；麦克斯韦正是应用了数学方法，把电磁学的四条实验定律改造成堪称物理学中最具科学美的公式典范。　　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，科学方法就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，既有一般的逻辑

4、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观察方法、实验方法、理想化方法、等效方法、模型方法、科学假设方法、对称（守恒）方法等。物理知识（概念、规律与原理）只是这些方法运用于物理研究后的“形式化”产物，方法活跃在知识获得的过程中，科学方法的教育对改进人的能力结构有着十分重要的作用。伦琴对X射线研究的周密安排，使得这一发现在一周内即被世界所公认，这正是由于他对实验方法的深刻理解与正确应用的结果。　　正因为方法是在知识获得过程中起作用，所以为了在教学中不让方法的教育价值流失，就应该特别

5、注意物理概念的归纳过程以及物理规律的研究过程的教学，要充分展开这些过程，以及在这些过程中的思想与方法，让学生能够体验科学方法在研究中的重要作用与价值，从而实现科学方法的独立教学目标。下面就几个重要的方法举例说明。　　1）实验方法，这是“人们通过科学仪器和设备在有目的地干预、控制或模拟客观对象的条件下获取科学事实的一种研究方法”。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；玻尔的量子轨道理论正是在氢光谱的实验基础上提出的假说；迈克尔逊的精妙

6、的“以太风”的零结果实验，成为了爱恩斯坦狭义相对论的重要实验依据。　　　　图1　　　　在教学过程中如何展示实验方法在物理研究中的重要地位，是实验方法教育的重点。为此，对实验的目的和作用应该有足够的重视，要使学生知道，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？特别是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，要注意用实验方法来解决，而不要单纯进行理论分析，因为这正是体验实验重要性的好事例。如在高一《光学》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

7、果，所以在教学过程中不妨先对此进行理论的讨论，揭示矛盾，然后再进行实验，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。　　实验方法，并不仅仅在演示实验或学生分组实验中才用到，应该在物理教学中充分运用实验方法来解决问题。如分析一个力学问题：（如图1所示）一个轮轴放在水平地面上，在它的轴上绕着线，当向右拉线时，轮将向哪个方向运动？　　学生按直接经验，往往会得出轮向左滚动的结论。如果只是对学生进行理论分析，这个题的意义就不大，但如果我们用实验演示一下，当实验显示的结果与学生的判断相反时，这将会给学生留下深刻的印象，使

8、学生体验到实验对解决物理问题的重要作用。　　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，在事实上将冲淡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。掌握高中物理的具体实验原理、仪器使用方法及实验误差分析等当然有它们的积极意义，但这些主要还只是知