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在高中物理课堂教学中彰显科学精神的途径

2020-07-13 251 上传者：管理员

摘要：社会在发展,时代在进步,高中物理教学不应该只注重教授知识、原理,更要以提高学生的核心素养为首要目标。而科学精神是学生核心素养的重中之重,应该成为教师在教学实践中的一个重要着力点。科学精神在高中物理教学中的渗透,有利于学生想象力、创造力和质疑探究精神的培养,需要从物理学史教学、实验教学与习题教学中全方位地进行科学精神的渗透教学,让科学精神在物理课堂中得以弘扬与发展。

关键词：
核心素养
物理教学
科学精神
高中物理
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一、科学精神的内涵

科学精神是人类在探索世界、改造自然的过程中积淀形成的人文精神,并且它会随着科学实践的不断发展而不断丰富。科学精神主要包括正视客观、探索真理、继承批判、崇尚创新、唯物辩证、弘扬理性。具体而言,科学精神提倡要正视客观事实,积极探索事实背后的真理,捍卫真理。科学精神重在尊重事实、鼓励探索、表扬实践、鼓励创新。科学精神强调真理面前人人平等,在学习继承的基础上,可以合理质疑、理性批判、科学论证,从而丰富学科知识,发展科学体系。科学精神坚持实践标准,要求任何观点、理论都要经历逻辑和实证的检验,还要经受历史和社会的检验。[1]高中学生的科学精神主要在三个方面得以彰显:追根究底,追本溯源的探索精神;坚持学习,发展创新的创新意识;合理质疑,科学求证的科学态度。

二、物理课堂教学中渗透科学精神的积极意义

随着新一轮教改的不断深入,教师首先要领悟新课改精神,结合新课改理念,改变教学模式,大力培养学生的科学精神。以往的物理学科教育教学受历史、环境、社会等诸多因素的影响,普遍只重视科学知识的传授,轻视科学知识的发展与变化,忽视科学知识形成的过程与方法,甚至无视科学知识价值的传承与负载。这种传统的教育方式、过程严重制约了学生对科学知识探索的热情与想象力,更影响到了学生对科学精神的理解与感悟,这容易导致学生将学习物理知识的过程等同于简单地获取知识的过程。这样的教学模式久而久之就扼杀了学生的求知欲,制约了学生对科学的探究,更甚者也阻碍了民族发展创造力的提升。因此,许多的学生在空间想象能力、创新创造能力、质疑探究精神等方面十分欠缺,这在一定程度上就说明了目前的教育教学还不够重视学生科学精神的培养。

教育教学的宗旨在于立德树人,全面提升学生的学科核心素养。在教育实践过程中,我们重视对学生核心素养的培养,就要把对学生科学精神的培养贯穿于各个阶段。而学生的科学精神的培养与能力素养的提升,也会更好地促进物理学科教学,使得学生更有动力掌握物理学科知识,更有激情领悟物理学科知识的本质内容。科学精神是人类社会文明中最亮丽的“人文之光”,是建设中国社会主义和谐社会的不竭动力,是实现中华民族伟大复兴的牢固基石。总而言之,教师在课堂教学中彰显科学精神的培养比单一学科知识的传授要重要得多。

三、在物理教学中培养科学精神的基本前提

一是培养科学兴趣。爱因斯坦说:“我没有特别的天赋,只有特别的好奇心。”在物理课堂教学过程中,教师更需要在第一时间激奇、激疑、激趣,激发学生的求知欲望,使学生主动投入到课堂学习之中。教师可以利用物理学的发展极大地推动了人类文明进步的史实阐述来促进课堂的生成:蒸汽机的发明和使用掀起了工业革命的浪潮;电的发现和使用推动了人类步入电气化时代。每一次物理学的新发现都为人类文明发展史树立了一座不朽的里程碑。教师通过阐述物理科学作为一种生产力推动人类社会的文明进程,让学生对科学肃然起敬,激发他们学习的热情。

二是培养探究习惯。物理学的形成过程,是先辈探索真知、追寻本质的过程。因此,教师在讲授物理知识的过程中,不能忽视先辈们的探索所得,要以“提出问题—假设猜测—设计实验—探究记录—交流评估”的模式,培养学生主动、科学探究的习惯,形成自主探究的能力。[2]在一次又一次的探究过程中,学生的兴趣得到激发,才能得到发挥,创造力得到凸显,求真务实的态度得到强化,科学精神最终得到内化。

三是倡导创新思维。人类社会的进程不是原地踏步的,科学知识的内容也不是一成不变的。现代社会,无论是个人、企业还是国家都需要有创新思维。教师不妨多问几个“为什么”以激发学生的探寻之心;留足思考和回答的时间让学生探奇和交流,抓住学生提出的看似离经叛道的想法,那往往会是学生创新思维的闪光点。正如爱因斯坦的“相对论”理论,虽然与经典的物理理论格格不入,看似不可思议,却为我们认识世界打开了一个全新的视角。

四是鼓励质疑求证。世界上是没有绝对的权威和真理的,比如人们对宇宙的认识就经历了“天圆地方”—“地心说”—“日心说”—“宇宙大爆炸”的几个不同阶段。因此,教师要积极培养学生敢于质疑、科学求证的能力。在物理教学中,演绎、归纳或总结的结论是否科学、正确,这些都要立足于事实证据。教师在课堂教学中要善于创设合理的情境,启发学生发现问题、寻找答案、解决问题。例如“验证动能定理”“验证力的平行四边形定则”等,这些验证实验一定要让学生主动动手、参与探究验证,这既是物理教学应有的内容和要求,又是培养学生科学精神的重要而有效的途径。

四、在物理课堂教学中彰显科学精神的途径

(一)在物理学史教学中彰显科学精神

物理学史上的许多科学家的探究小故事都是彰显科学精神的良好教材。这些科学家尊崇事实、探索真理、勇于创新,他们都是学生学习的榜样。教师介绍这些科学家的故事可以帮助学生全面地认识科学,激发学生探究科学的欲望,涵养学生的科学精神。教师在教学中可以充分利用科学家的故事,必要时还可深入挖掘这些名人对待科学的探究精神。如:介绍开普勒根据第谷20年的观测数据,经过4年多周密刻苦的计算,发现了行星运动的三大定律,让学生仰慕其坚持不懈的科学精神;介绍比萨斜塔的落球故事,让学生景仰伽利略质疑求证的科学精神;在力与运动教学中,介绍牛顿与其他相关科学家的理论成就,让学生领会牛顿发展创新的科学精神以及谦虚的科学品质;介绍麦克斯韦和赫兹关于电磁波研究的传承精神;等等。[3]通过对物理学史中物理学家科学精神的学习,学生能从情感态度和价值观层面对科学精神有更深入的理解。

(二)在实验教学中彰显科学精神

物理教学的另一个重要组成部分就是实验教学。进行直观、生动、有效的实验教学,并在教学时将坚韧不拔、实事求是、求实创新、团结合作等科学精神的培养贯穿其中,这样就能够大幅度地提升物理教学的质量,有效地培养学生的科学精神。常规的物理实验教学主要包括两种形式:教师演示实验、学生分组实验。

1.教师演示实验

教师在做演示实验时,不仅要向学生呈现实验过程,而且要善于引导学生观察实验现象、分析实验原因、总结实验规律。有条件时,教师也可以让学生协助参与实验。通常情况下学生都会积极响应,并能很好地完成。这样,学生的观察能力、分析能力、归纳能力都能有所增长。当然,在整个过程中,教师还应指导学生根据实际情况客观、积极地评价自己的表现。这样以学生为主,能最大限度地调动学生学习的积极性,培养学生实验、实证的科学精神。最后要强调的是,有条件进行现场演示实验时,切不可以课件来替代演示实验。演示实验是建立在科学实验基础之上的探究过程,能够让学生直观地观察实验现象与过程,在实验过程中培养学生的科学实验精神。

2.学生分组实验

分组操作实验务必让学生自己动手,既动手又动脑,培养学生的操作能力与思维能力。在这过程中,教师只是起理论指导、现场监督等作用。学生在实验中时常会出现一些意外情况,教师需引导学生针对这些问题分析原因,找出关键,从而解决问题。这样既可以培养学生的探索意识,又能提高学生的实验能力。例如,在做电学实验时,学生实物连线后,电压表、电流表经常出现无示数或者反向偏转的情况。这时,教师就可以引导学生分析原因,检查接线,纠正错误。此外,还有一些需要学生分工合作才能完成的实验,如“验证力的平行四边形定则”实验就需要在两个学生既有相互分工又有共同合作的过程中进行,该过程既能培养学生的科学精神,也能培养学生团队合作的意识。

(三)在习题课堂教学过程中彰显科学精神

物理知识中的概念、规律都是先辈们对生活中的现象进行分析,结合数学方法,用科学的语言来归纳总结,并最终用来解释自然、改造自然的。所以,物理知识的应用,一定与生活实际息息相关。在习题教学的课堂过程中,教师要引导学生把理论学习和实际生活结合起来,让物理知识不是只停留在书本,而是要走向生活。如教学向心力的实例分析时,可以紧扣生活实例:车辆在路上行驶到凹处易爆胎、能够行车的桥面没有凹的,这样在激发学生学习兴趣的同时,还可以培养学生理论联系实际、实事求是的科学精神。[4]

总之,高中阶段是培养学生科学精神的一个重要时期,学校课堂也是锻炼学生养成科学精神的一个主要熔炉。但仅靠一门物理学科来培养学生的科学精神是有限的,要让各个学科紧密配合,有机联系、相互弥补,这样才能有效、恰当、全方位地培养学生的科学精神。

参考文献：

[1]欧阳义忠.基于核心素养下的高中物理实验教学开展思路[J].考试周刊,2017(A4):147.

[2]冯继光.提高综合能力培育核心素养——核心素养下的初中物理教学浅探[J].文理导航,2017(12):40.

[3]周智良.课堂教学培养学生物理核心素养的途径——以《焦耳定律》教学设计与实施为例[J].物理教学探讨,2017(12):1-4,6.

[4]高晓雅.谈物理学史在中学生物理学习意志培养中的作用[J].高考,2018(3):123.

潘建武.在高中物理教学中渗透科学精神[J].教育观察,2020,9(03):86-87.