在物理科技活動中培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng).doc

在物理科技活動中培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng) 摘要：注重科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)是課程改革的重要理念.科學(xué)素養(yǎng)的核心內(nèi)容包括科學(xué)知識，科學(xué)過程與方法，對科學(xué)本質(zhì)的理解，科學(xué)態(tài)度、情感與價值觀，科學(xué)、技術(shù)與社會的關(guān)系等.本文通過對“物理科技活動”校本課程的開發(fā)，從科學(xué)探究活動、實(shí)驗(yàn)拓展創(chuàng)新、物理學(xué)史教育、科技制作與小發(fā)明、STS教育等活動方式論述物理科技活動對培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)有著極其重要的意義. 關(guān)鍵詞：物理科技活動；科學(xué)素養(yǎng) 我國普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)（實(shí)驗(yàn)）的課程基本理念，首要的一條就是“在課程目標(biāo)上注重全體學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)”.歷史和時代發(fā)展證明，公眾的科學(xué)素養(yǎng)是國家興旺之本.盡管對科學(xué)素養(yǎng)概念的內(nèi)涵有不同理解，但科學(xué)素養(yǎng)的核心內(nèi)容是基本一致的.科學(xué)素養(yǎng)應(yīng)該包括科學(xué)知識，科學(xué)過程與方法，對科學(xué)本質(zhì)的理解，科學(xué)態(tài)度、情感與價值觀，科學(xué)、技術(shù)與社會的關(guān)系等.1在科學(xué)教育體系中，自然科學(xué)中最具代表性的物理教學(xué)對培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)有著獨(dú)特的作用，開展物理科技活動是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素質(zhì)的有效途徑. 1通過探究活動培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng) 科學(xué)教育中的科學(xué)過程主要是指在一般的科學(xué)研究中，那些普遍適用的系統(tǒng)化的操作步驟，一般來說，包括提出問題、猜想與假設(shè)、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證、分析與論證等基本環(huán)節(jié).事實(shí)上，“教學(xué)中的科學(xué)探究”與真實(shí)的科學(xué)探究，雖然二者經(jīng)歷的過程基本相同，但它們有著本質(zhì)的區(qū)別：“教學(xué)中的科學(xué)探究”主要是面向人類已知的知識，強(qiáng)調(diào)的是過程，其目的是讓學(xué)生領(lǐng)悟科學(xué)思想觀念，領(lǐng)悟科學(xué)家探究自然界的方法從而獲得知識；而真正的科學(xué)探究是面向的知識，它更重視結(jié)果，即發(fā)現(xiàn)新知識.所以，在科技活動中開展科學(xué)探究，其目的是讓學(xué)生經(jīng)歷探究過程，掌握探究方法，更重要的是讓學(xué)生形成對問題的探究習(xí)慣，更理性地看待問題.通過探究活動所形成的知識，更能讓學(xué)生理解知識的本質(zhì). 在教學(xué)串并聯(lián)電路之前，筆者設(shè)計(jì)了一個開放性探究問題：根據(jù)給足的電源、兩個小燈泡、一只開關(guān)、若干導(dǎo)線等器材，請畫出盡可能多的電路.學(xué)生經(jīng)過充分的思考后，自發(fā)地將所畫的電路展示在黑板上.教師提出要求，學(xué)生展開討論. 要求1：把黑板上錯誤的電路圖找出來，并說明理由.（因?qū)W生展示的電路設(shè)計(jì)有可能存在短路、斷路等情況） 要求2：把形式不同但實(shí)質(zhì)相同的電路合并后保留一個電路. 要求3：把余下的電路進(jìn)行分類，并說明分類的理由. 在學(xué)生分類的基礎(chǔ)上分析歸納出電路的兩種基本連接方式串聯(lián)、并聯(lián). 活動結(jié)束時，筆者當(dāng)堂進(jìn)行檢測，掌握串并聯(lián)電路特點(diǎn)并能正確識別電路的串聯(lián)、并聯(lián)的學(xué)生達(dá)到86%.2 2通過實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng) 實(shí)驗(yàn)不僅是物理教學(xué)的重要環(huán)節(jié)，一切自然科學(xué)和社會科學(xué)的理論最終都要以觀測或?qū)嶒?yàn)的事實(shí)為準(zhǔn)則，只是實(shí)驗(yàn)（試驗(yàn)）的手段和方法不同而已，所以實(shí)驗(yàn)（試驗(yàn)）的觀點(diǎn)、方法和能力是科學(xué)素養(yǎng)的基本內(nèi)容. 物理課本中設(shè)計(jì)了許多探究性實(shí)驗(yàn)，如果按照課本的固定模式，按部就班地進(jìn)行，學(xué)生只是按單一方法進(jìn)行，只達(dá)到會做的層面.由于學(xué)科教學(xué)的時間、任務(wù)的限制，往往也只能如此.科技活動的開放性為學(xué)生提供了實(shí)驗(yàn)的廣闊空間.開放實(shí)驗(yàn)室，讓學(xué)生針對一個主題，討論可能的實(shí)驗(yàn)方案，讓學(xué)生自己揣摩、探索，通過自己動手操作加以探究，最后選出你認(rèn)為最好的實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn).研究勻變直線速運(yùn)動這個實(shí)驗(yàn)在課本中使用的是打點(diǎn)計(jì)時器和紙帶.活動中，有同學(xué)提出用數(shù)碼相機(jī)的連拍功能充當(dāng)頻閃照相機(jī)來研究的方案.本校實(shí)驗(yàn)室沒有配備頻閃照相機(jī)，訪談中得知，學(xué)生在此之前沒有接觸過頻閃照相機(jī)，他僅憑數(shù)碼相機(jī)的連拍功能和打點(diǎn)計(jì)時器都具有等時記錄的特點(diǎn)想到這個方法，我們不得不由衷地感嘆學(xué)生創(chuàng)造性.難能可貴的是，其他同學(xué)想到在路徑后面上放上刻度尺就很容易解決了距離測量的問題.隨后的討論中有學(xué)生提出，在小車頂上靠刻度尺一側(cè)固定一個指針，就可以減小因拍攝時視角引起的長度測量誤差. 3通過物理學(xué)史培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng) 再現(xiàn)知識產(chǎn)生的社會、文化、歷史背景和物理學(xué)家們?yōu)楂@取物理知識所做出的真實(shí)而令人興奮的探索歷程，有利于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度、情感與價值觀.物理學(xué)作為一個完整的科學(xué)知識體系，含有靜態(tài)知識體系科學(xué)規(guī)律、成果；動態(tài)知識體系科學(xué)研究的過程.前者給人以知識，而后者給人以創(chuàng)新的智慧.離開了歷史背景的單純的物理知識只能使學(xué)生覺得枯燥和深奧.若能通過具體、生動、可靠的歷史事實(shí)來說話，讓學(xué)生感受到物理大師們用有效的方法一步一步地揭示物理奧秘時那種科學(xué)創(chuàng)造的快感與激動，接受科學(xué)態(tài)度和優(yōu)良品質(zhì)的熏陶. 人教版物理教材中大量的“科學(xué)足跡”欄目提供了豐富的物理學(xué)史資源.此外，在科技活動中，開設(shè)了“偶然”的科學(xué)發(fā)現(xiàn)和發(fā)明講座，讓學(xué)生感悟到靈感的美和科學(xué)探究中美的靈感問題本質(zhì)的深刻理解和對自然、生活的敏銳觀察.擦肩而過的發(fā)現(xiàn)讓學(xué)生為科學(xué)家痛失重大成果而惋惜，同時也為他們的不懈追求精神而感動，理解他們在科學(xué)探究中“失敗”的價值.在教學(xué)托馬斯楊的雙縫干涉實(shí)驗(yàn)后，介紹物理史上“十大最美實(shí)驗(yàn)”讓學(xué)生感悟?qū)嶒?yàn)的魅力.量子力學(xué)的“英雄時代”一張震撼的合影照的講座，讓學(xué)生了解二十世紀(jì)初科學(xué)發(fā)展“井噴”時代科學(xué)巨匠們的卓越貢獻(xiàn)讓學(xué)生在科學(xué)史的海洋中，感悟科學(xué)的美，培養(yǎng)對科學(xué)探究的情感，形成科學(xué)探究的價值追求. 4通過小制作、小發(fā)明培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng) 學(xué)校的活動課蘊(yùn)含著豐富的科技教育內(nèi)容，是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力、提高學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的有效途徑.鼓勵和指導(dǎo)學(xué)生在科技活動中做一些觀察和小實(shí)驗(yàn)，而小制作、小發(fā)明活動本身就是一個創(chuàng)新的過程，它們不僅可以使學(xué)生學(xué)到各方面的專門知識，更重要的是培養(yǎng)學(xué)生的各種技能.同時學(xué)生通過小制作、小發(fā)明活動，能夠充分認(rèn)識理論知識的重要性，提高學(xué)習(xí)興趣和積極性，培養(yǎng)運(yùn)用理論知識解決實(shí)際問題的能力.結(jié)合與科技教育緊密相連的活動，如全國科普日，科技活動周、每年的全國、省、市科技創(chuàng)新大賽，廣泛開展的課外科技興趣小組活動，如機(jī)器人、航模，科學(xué)小發(fā)明、小制作、小論文等都是科技活動非常有效的活動方式. 科技發(fā)明小組的潘勝勇同學(xué)觀察到日常生活中，拔取移動插線板上的插頭時，往往要用雙手，有時很不方便，經(jīng)過仔細(xì)琢磨發(fā)明了“可單手拔取插頭的插線板”，此項(xiàng)發(fā)明榮獲重慶市少年兒童發(fā)明金獎，并獲國家知識產(chǎn)權(quán)局授權(quán)的實(shí)用新型發(fā)明專利. 5通過STS教育培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng) STS教育本身是以科學(xué)素養(yǎng)為出發(fā)點(diǎn)，正確理解和處理科學(xué)、技術(shù)和社會的相互關(guān)系，強(qiáng)調(diào)科學(xué)、技術(shù)和社會的協(xié)調(diào)、和諧，突出了對科學(xué)的文化解讀和價值判斷.所以，在物理科技活動中，開展STS教育是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的有效途徑. 充分利用課本資源開展STS教育.讓學(xué)生理解在物理的發(fā)展過程中，科技對物理學(xué)的發(fā)展起到了重要的作用，反過來物理學(xué)的發(fā)展又推動了科技的發(fā)展.在學(xué)習(xí)必修2第6章萬有引力與航天一節(jié)時，教師就可以在講解時，將這樣的觀點(diǎn)滲入到教學(xué)中.讓學(xué)生知道，沒有望遠(yuǎn)鏡的發(fā)明與改造，人類就無法觀看到遙遠(yuǎn)的天體，將大大限制物理學(xué)家對科學(xué)的研究；另一方面，萬有引力的發(fā)現(xiàn)和引力常數(shù)的測定，使得人們能夠計(jì)算出天體的質(zhì)量，發(fā)現(xiàn)的天體.在學(xué)習(xí)中，讓學(xué)生充分思考，去感知科學(xué)和科技的互相推動的關(guān)系.在第5節(jié)宇宙航行后，教材給出了航天事業(yè)改變?nèi)祟惖纳畈牧?這份材料重點(diǎn)介紹了航天在不知不覺中改變我們的生活，包括衛(wèi)星通信、衛(wèi)星廣播給人類帶來的改變，航天育種對農(nóng)業(yè)產(chǎn)生的促進(jìn)作用.在材料的最后，編者介紹了近年來，有的國家試圖在大氣層外部署武器，遭到國際社會的反對.要求學(xué)生通過報刊、網(wǎng)絡(luò)等途徑查閱這方面的資料，了解我國政府的立場，寫出綜述，并闡述自己的觀點(diǎn)，與同學(xué)們交流.教師應(yīng)該積極地引導(dǎo)學(xué)生去關(guān)注，讓學(xué)生了解航