浅谈高中物理教学在提升高中生科学素养中的重要性
中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1003-6148（2016）6-0023-3
在现代科技高速发达的社会，任何一个人都离不开科学技术，甚至是国家的发展命运都跟科技的发展有关。这就要求我国每一位社会公民都要有科学的意识，都要有一定的科学基础。如此重要的任务自然而然地会落到学生的教育上，而学生主要是在学校学习知识，包括科学技术等基础知识都应该在学习阶段有所涉猎。然而，高中教育为高中生进入大学深入学习提供了一个基础。作为理科类的物理学科自然责无旁贷，应该担负起培养学生科学素养这项重任。高中物理课程标准明确指出，高中物理教学旨在进一步提高学生的科学素养，从“知识与技能”“过程与方法”“情感、态度与价值观”3个方面去培养学生，使学生通过高中物理的学习逐步养成和树立科学方法、科学态度、科学思维习惯、科学世界观，引导学生认识科学和技术的差别、科学技术对社会的影响，强调全面提升学生的素质。为什么科学素养的提升受到越来越多的重视？到底在高中物理教学中怎样进行科学素养的教育？
1 科学素养的定义
科学素养是素养概念的延伸，其基本含义指在科学与技术方面，具有基本的读、写、表述和理解能力，以及具有一定的科学研究和技术创新的能力。
1.1 美国对科学素养的定义
科学素养的概念一直出现在20世纪50年代的美国。1952年美国教育改革家科南特在他的《科学中的普通教育》一书中谈到了普通公民应该具有科学素养，他的定义是：人的经验越广泛，科学素养就越高。同时，斯坦福大学的赫德也是最早提出科学素养的人，他在1958年发表的《科学素养》中在讲到美国学校时使用科学素养来描述人们在社会实践中对科学的理解和应用，真正把科学素养引入到基础教育。1964年美国科学教师协会（NSTA）给出了科学素养的描述性的定义，包括6个方面：第一、科学与社会的相互关系；第二、知道科学家工作的论理原则；第三、科学的本质；第四、科学和技术的差异；第五、基本的科学概念；第六、科学和人类的关系。
1985年的时候，美国科学基金会启动了一个2061计划，这是一个面向21世纪致力于科学知识普及的中小学课程改革工程。该计划认为：美国的下一代必将面临巨大的变革，而科学、数学和技术位居变革的核心，它们导致变革，塑造变革，并且对变革做出反应，他们对今日的儿童适应明日的世界十分重要。这个2061计划，分为两个阶段，在1989年，推出了第一阶段的成果叫2061计划，面向全体美国人的科学。它定义的科学素养是：熟悉自然界，尊重它的多样性和统一性，懂得科学、数学和技术相互依赖的一些重要方法，理解科学的基本概念和原理，有进行科学思维的能力，认识到科学、数学和技术是人类共同的事业，以及它们的长处和局限性。同时，还应该能够运用科学知识和思维方法，处理个人和社会的问题。这是美国科学基金会在1985年提出的有关科学素养的一个概念，其中强调了数学在科学素养中的重要性。
1.2 我国对科学素养的定义
2000年的时候，科技部、教育部、中宣部、中国科协和共青团中央5个部门颁布了《2001―2005年中国青少年科学技术普及活动指导纲要》和《2001―2005年中国青少年科学技术普及活动的内容与目标》。这两份文件对科学素养有一个统一的理解，它包括了4个方面：一是科学态度；二是科学知识和技能；三是科学方法和能力；四是科学的行为和习惯。在我国教育部制定的初中生关于物理学科的课程标准中对科学素养的定义包括：科学探究；科学知识与技能；科学态度、情感与价值观；科学、技术与社会的关系（STS）。
虽然科学素养的定义各有不同，但是各自涉及的基本要素大体可以归为3个维度：一是科学知识维度；二是科学技能维度，包括科学方法和科学技能两个因素；三是科学观念维度，包括科学本质和STS。因此，科学素养就是由科学知识、科学技能和科学观念3个维度构成。[1]下文将从这3个方面浅谈如何在高中课堂教学中提升学生的科学素养。
2 高中物理课堂中科学素养的培养
在高中的课堂中，教师往往兼具多项任务，不仅要讲授高考要求考查的内容，还要教学生如何学习，以及提升学生的综合素质。尤其是在高中物理课堂，教师的引领作用显得尤为重要。物理是一门自然科学，物理知识跟生活紧密相关，科学技术的发展也离不开物理的基础知识，因此，在教学中对学生科学素养的培养有着举足轻重的作用。所以，培养学生科学素养的重任不得不由物理教师肩负起。从高中物理教学入手，通过多种途径，能有效实现高中生科学素养3个维度的提升。
2.1 科学知识的培养
物理知识是科学知识的一部分，学好物理知识对培养科学素养很有帮助。而由于物理学科的特点，高中生对物理知识的学习兴趣并不是很高。特别是在高中第一年的学习中，接触到牛顿运动定律的相关知识后，很多学生对物理已经失望，甚至是放弃，而这种情况下，如何提高物理课堂教学的效率，激发学生对物理知识的兴趣是亟待解决的问题。
这时教师要善于开发教学资源，物理知识跟生活是息息相关的，如果能利用身边的现象来解释物理知识，将会激发学生的兴趣。比如，在学习牛顿运动定律时，在课堂上经常以生活知识引入，如电梯、火车、汽车等学生经常接触的物体和人走路、人推桌子、人骑自行车等经常做的事情。除了实验室能看到的演示器具外，我们也可以自制“道具”，让学生体会物理知识在生活中的运用。例如，笔者在讲牛顿第一定律时讲完了惯性的概念后给学生提出了一个任务：如何用一根普通的水管将矿泉水瓶中的水抽出？不能借助任何道具。其实这就是利用惯性原理的一个例子，学生想不出了，而觉得非常有趣，很期待老师是怎么实现的，当笔者仅用双手三下两下就将瓶中的水抽出时，迎来了学生热烈的掌声。这样学生就能感觉到物理知识的强大，极大地激起了他们对物理知识的热情，从此物理课堂不再枯燥。 2.2 科学技能的培养
物理不仅是一门自然科学，更是一门以实验为基础的科学，而物理中科学探究精神跟科学素养定义中的科学方法和科学技能的含义如出一辙。因此，利用物理实验培养学生的科学素养会有很好的效果。在传统的高中物理课堂中，物理实验并没有受到重视，大都是教师讲实验，连演示实验也只是走马观花地过一遍，如此学生自然就对物理提不起兴趣。而实验是培养学生科学素养的重要工具，在实验的设计过程中，分组合作探究、问题的提出、实验原理的利用、实验器材的选定、实验步骤的制定、实验结果采集以及实验结果的分析等一系列过程，都是培养学生科学素养的过程，学生在实验中体会科学探究的精神，理解科学方法的运用，同时提升每位学生的动手能力。不仅加深了学生对各个理论知识的记忆，还让学生以科学家认识世界的方式去学习，培养了他们独立观察、独立思考、团结合作、分析和解决问题的能力。
2.3 科学观念的培养
在高中物理课程标准中有一个“情感、态度与价值观”目标，而它的目的就是让学生感受物理知识的魅力，学习物理学家对科学知识、科学本质不懈追求的精神。所以，在物理教学中可以插入物理学史的知识。比如，在讲电磁感应时，就可以介绍法拉第对科学知识的探索经历：他从小由于家庭贫困不能上学，13岁便在一家书店做学徒，但生活的贫困不能阻止他对学知识的欲望，他勤奋刻苦地学习，日复一日地做实验，最终发现了电磁感应，成为19世纪电磁学领域伟大的物理学家。这种讲故事的方式不仅让学生对知识点记忆深刻，同时学到了法拉第刻苦学习的精神，知道科学实验也不是一次就能成功的。再比如，讲放射性元素时，就可以讲居里夫人在长期探索放射性元素的过程中，受到了严重辐射而患上白血病，但仍未放弃研究。通过这些例子，在传授知识的过程中也为学生诠释了真正的科学精神。
在这样一个科学技术快速发展的时代，我国提出“科教兴国”的伟大战略，对于实现我国经济腾飞，早日实现中国梦意义重大。21世纪科学技术将更加迅猛的发展，未来的国际竞争，焦点是科学技术，实质是人才的竞争，是公民科学素养的竞争。高中生是国家培养的未来人才，是国家发展的主力军。物理教学在学生科学素养的培养中的积极作用还需要当今教师共同去实现，共同探索出更好的课堂教学方法。
- 上一篇：物理问题表征态的构建与演化分析
- 下一篇：信息技术在高中物理教学中的合理应用
