第14章 在物理教学中培养学生科学素养
人的素质是多方面的，其中科学素质是很重要的一个方面，在当今科技发达的时代，只有具备了一定的科学素养，才能适应这个社会。培养公民的科学素养是中学物理教学的一个重要目的。使学生能够亲身体验物理规律的发现过程，有助于培养学生对未知事物的探究能力，培养科学的精神和态度，提高他们的科学素养水平。本文试图依托新课革，探讨在中学物理教学中培养学生科学素养的教学策略，以期对本人和广大一线教师有所启迪和帮助。文中首先对科学素养的相关理论进行了阐述，指出加强科学素养培养的现实意义，继而结合具体的物理教学，探讨了有效促进学生科学素养培养的教学策略。最后，又讨论了促进学生科学素养培养的辅助策略。
当代中学生作为未来社会发展的中坚力量，他们的科学素养水平的高低，将直接决定我国未来的发展和进步。中学物理教学的一个重要目的就是培养公民的科学素养，其中最为重要的就是对未知事物的探究能力和热情，即对待未知事物的科学态度和科学精神。
培养科学素养的主要内涵
人的素质是多方面的，其中科学素质是很重要的一个方面。它主要有以下四方面内涵：
（1）科学知识
知识是人们对自然和社会的认识结晶。它由许多科学用语、基本概念、基本原理、基本规律组成。它是人类世世代代积累和传递下来的宝贵遗产。知识在科学素养中起着基础和核心的作用。没有科学知识就根本不可能有科学能力。
（2）科学技能
技能是构成科学素养的第二种要素。科学能力是在一定的科学知识和技能的基础上形成和发展起来的。技能包括观察、实验、思维和创新等因素。这四个因素并不是孤立的，在科学探究的过程中共同作用的。
（3）科学方法
科学方法其实就是人们认识自然的方法。从方法论的高度看，方法要素主要包括数学方法和逻辑方法。学校在教学实践中应当重视对学生进行科学方法要素的培养。逻辑方法是指科学的思维必须合乎逻辑，并具有严密的逻辑性。逻辑方法可分为：比较与分类、类比、归纳与演绎、分析与综合、证实与证伪等。
（4）科学精神
精神是一种非智力因素。精神的要素主要包括兴趣、情感、意志、作风等。
兴趣是人们对事物的特殊认识倾向；情感是人们对客观事物态度的反映；意志是在科学活动中克服困难，不畏难险、向上攀登的心理特征；作风是科学研究取得成功的重要保障。
综上所述，科学素养是指人们在认识自然和应用科学知识的过程中表现出来的内禀特质。前者指人们对知识的识记、了解、理解和掌握；后者指人们应用科学知识的能力，以及发现新的自然规律的能力。因此，科学素养是人们能够认识自然和应用自然规律的特质。
教学中提高科学素养的途径
在物理教学中，培养中学生的科学素养是至关重要的，但良好的科学素养是不能靠外部的灌输得到的，而是在学生的学习活动中，在学生积累知识的过程中逐步获得的。即让孩子们充分体验科学探究、科学发现的过程，提出问题、猜想与假设、制定计划与设计实验、进行实验与收集证据、分析与论证、评估、交流与合作，发展孩子们探究解决问题的能力。基于以上教育理念，在实际教学过程中应从科学素养的几个因素的角度去培养学生：
（1）培养学生的科学态度和价值观
①科学精神的培养结合教学内容有意识地向学生介绍一些科学家在科学探索中所表现出的科学精神。使学生能从中受到激励和感染。如向学生生动地介绍物理学家爱迪生的时候，向学生讲述他为了寻找合适的白炽灯灯丝材料，选择了1600多种材料做试验，最后终于制成用碳化棉作灯丝的高真空白炽灯泡，使灯泡的使用寿命增强了100多倍。通过生动的例子，使学生懂得像他们这样在进行科学研究过程中所表现出来的精神，就是科学精神的典型体现。
科学精神也是实事求是的精神，我们应该让学生懂得我们要对任何发现都应该问一下是真是假，可靠还是不可靠。“实践是检验真理的唯一标准”。任何一个科学结论的产生都必须通过实践的检验，必须采取科学的方法。应该让学生懂得，只有按照科学方法设计的，在严格的科学检查和验证下进行的实践，并且要求在相同条件下实验必须可以重复进行，才具有科学意义。
②科学态度的培养科学态度的培养首先要求教师必须以身作则。教师在日常教学中要起示范作用，在演示时，教师应充满自信，神态自若，通过教师规范、熟练的操作，整洁、美观的演示，成为学生学习的榜样。教学活动中的一丝不苟，操作的严谨、规范，如实记录实践结果等良好的态度都时刻影响着学生。科学态度的培养还必须要对学生进行严格的训练，科学态度大多属于思想品质问题或称之科学道德问题，科学态度的培养的方式和途径是多方面、多层次的，其中在实践教学中对学生进行严格训练是十分重要的，教师必须对学生提出实践的整体性要求，主要从以下三个方面对学生进行严格训练：
第一课前做好充分的实践准备，每节课结束前的三分钟，教师布置和强调下一节课要准备好的实践材料、相关资料，以小组为单位，由组长负责收集协调好，课上用一两分钟的时间评估加分。
第二课堂上指导学生有条理按规程操作，操作时往往因仪器多，材料多，操作的步骤多，产生的现象多，学生不容易掌握整个操作的全过程。教师应事前明确指导学生先做什么，再做什么，必要时把实践全过程分解成若干个大的步骤，给学生有个清晰的思路，关键的步骤教师还可以再作分解，作必要的示范。教师示范时操作要规范，遵守操作规程，要求学生操作时也要遵守操作规程，强调规范化。这对安全或是对取得实践效果来说都很重要，对培养学生科学方法和科学态度也很必要。如实验中如何使泥衔接的更牢固等问题，教师都要具体指导。学生开始操作不好，甚至有失误，这是正常的，只要教师耐心指导，遵循循序渐进原则进行，学生最终会按教师要求有条理地进行实验。
第三课后的后续查证，针对课堂出现的问题和疑问，积极鼓励学生课后，通过查阅相关的资料和进行有关的实验，继续探索和研究。这种课后的自觉行动，对于学生科学态度的培养是很有裨益的。
③科学世界观、价值观的培养培养学生辨证唯物的世界观、价值观，可以通过充分发掘教材中的内涵，我们应教育学生用辨证唯物主义的观点看待世界，看待世界与人的关系，要教育学生相信科学破除迷信，要让学生知道世界是可以认识的，懂得一切事物是按自身的规律不断运动变化的，事物之间是相互联系相互影响的。
我们可以通过教材提供的各种具体的常见事物和现象，如花草树木、鱼虫鸟兽、月相变化、物体运动、人际交往等等，使学生从感性上认识各种事物和现象，不断积累感性经验。有了这些基础，学生将来辨证唯物主义世界观、价值观的树立也就水到渠成了。
（2）提高学生学习科学的能力
我国长期以来中小学科学教育存在重知识、轻能力；重结果、轻过程；重间接经验，轻亲身体验，使孩子动手操作能力和综合解决问题能力不足。如何提高学生学习科学的能力，着重从以下三个方面进行了探索。
①重视学生操作技能的形成掌握一定的操作技能，对于提高学生学习科学的能力，是非常必要的。掌握了丰富的科学知识，可以促进技能的提高，有了一定的技能，又能促进知识的获取。学生操作技能的形成，在于平时的严格训练和运用。这一点我认为可以从提高学生可操作性入手，增加学生动手实践的机会，注重操作的质量和规范性，明确提出操作技能是陶艺学习很重要的一部分，操作结束后进行评测。
②重视学生实践探究活动的经历过程探究既是科学学习的目标，又是科学学习的方式。让学生亲身经历以探究为主的学习活动是学生学习科学的重要途径，因此必须重视学生的探究过程。使学生在过程中体验，在过程中学习，在过程中发展。并让学生自己根据操作情况进行跟踪记录，对比每一种成型方法“有哪些相同之处”“哪些不同之处”，“怎样条件”，“怎样的步骤”这些问题开展自行探究。
③实践活动中养成科学行为与习惯实践要求学生在探究学习的过程中，要善于与人合作，也就是要有团队意识和协作精神，这是科学行为与习惯要求中的重要内容。小组实践时，着重强调实践是大家共同来完成的，必须共同参与，一起观察研究，共同探讨得出结论。进行有关长期观察、记录的项目，也是培养科学行为与习惯的一个好方法。在这记录和观察的过程中，当他们发现了新现象、新情况时，心理都非常高兴，同时也进一步激发了他们的好奇心和探究欲望，学生的科学行为和习惯就在这良性循环中，不断地得到培养和提高。
总之，中学物理的教育应坚持面向全体儿童，着眼于全民科学素养的提高。培养中学生的科学素养是全面实施素质教育的要求，是时代和民族发展、科学技术对未来人才素质的需要。物理课和物理实践活动是培养学生科学素养的主阵地，在教学中，要采取多种有效措施，要积极普及现代科学知识、倡导科学方法、弘扬科学精神，大力提高学生的科学素养。