2023年怎样把科学素养教育融入高中物理教学 吕仁斌.doc

怎样把科学素养教育融入高中物理教学 ——以万有引力定律教学为例 吕仁斌 ：本文把科学素养、科学教育及相关概念作为研究的主要内容,并且将提高学生科学素养的探究和方法融入到万有引力定律的教学中,目的在于使教师在重视科学知识积累的同时，还应重视学生主动参与知识探究的全过程,并且增进对科学探究的理解，初步养成科学探究的习惯，培养创新意识和实践能力,并能关注科学、技术和社会的相互影响。 关键词：科学素养；物理教学；研究；方法 对于科学素养的涵义, 在相当长的一个时期有很多学者企图给科学素养下定义，但目前尚未达成共识，学者们的看法不尽相同。综合来看，兴旺国家比拟注重科学与生产生活的关系，所提出的理论也有这样的倾向性。而我国认为科学素养是通过教育掌握必要的知识和能力并能解决实际问题的一种内在品质。从上世纪90年代以来,人们对科学素养的组成因素的理解不仅局限于科学只是对技能、科学方法与能力的掌握，科学行为与习惯的养成，更重要的是联系到可以适应社会，并与之相关的科学精神、科学态度和价值观[1]。 近几年我国将根底教育改革的重点转移到课程改革上，教育部制定了2023~ 2023年全国根底教育课程改革的目标。新的物理课程标准指出：“科学探究既是学生的学习目标，又是重要的教学方式之一。〞[2]以物理新课程理念审视物理教育，物理课程在重视科学知识积累的同时，还应重视学生主动参与知识探究的全过程，加强学生实践和实验能力的培养，强调科学方法和科学思维习惯的养成。这就要求教师在物理教学中要着重培养学生的科学素养，使学生不但具有广泛的科学知识，还要掌握一定的科学方法，具有较高的科学觉悟和较强的科学精神。但是教育工作者对科学素养的理解至今尚未形成共识，所以有关科学素养在实际教学中的运用至今仍然存在着很大的盲目性。所以将科学素养真正的，完全的融入到教学中是一项新的尝试。 1课题实例研究 关于提高学生和教师的科学素养的探究方法很多，笔者选择了从科学方法教育，科学觉悟启发，科学精神陶冶，科学美的欣赏，加强科学探究五个方面着手培养。至于这五种方法的内容在综述里已经有了具体的陈述。会选择这五种方法，是因为这五种方法真正体现了科学素养的要求。将这五种方法完整的，恰当的融入到一堂教学课堂里是一个创新。这样可以把科学素养的理念贯穿于整个教学课堂中。具体做法就是将这五种方法都融入到实际的物理教学中。并选择了以高中一年级物理课本中的万有引力定律为例，设计了一份教案，作出新的尝试。 万有引力定律教案 课题 万有引力定律 新课标要求 知识与技能： 1.了解地心说和日心说两种不同的观点 2.知道开普勒对行星运动的描述 3.了解万有引力定律得出的思路和过程 4.理解万有引力定律的含义并会推导万有引力定律的公式 5.了解卡文迪许实验装置及其原理 　 6.知道引力常量的意义及其数值 过程与方法： 1.翻阅资料了解天体运动的开展史 2.根据前面所学内容推导万有引力定律的公式以加深记忆，理解其内容的含义 3.通过观察法演示卡文迪许实验 情感、态度与价值观： 通过在教学过程中融入科学素养教育,充实学生的头脑,更好地去认识世界,了解现代天文科学技术,提高科学的价值观 教学重点 掌握万有引力定律的建立过程，掌握万有引力定律的内容及表达公式 教学难点 1．对万有引力定律的理解 2．使学生能把地面上的物体所受的重力与天体间的引力是同性质的力联系起来 教学方法 教师启发、引导，学生自主阅读、思考，讨论、交流学习成果。在传授知识的同时使学生受到科学素养教育 教学工具 计算机、投影仪等多媒体教学设备 教学过程 教学步骤 教师活动 学生活动 设计意图 备注 引入新课 播放九大行星是围绕太阳转的视频给学生看 观看视频 引起学生注意，激发学生兴趣使学生感到物理知识的学习并非枯燥无味，运用了科学素养的科学觉悟启发的方法 引入新课 1. 复习物体做圆周运动需要向心力。 2.我们还知道，月球是绕地球做圆周运动的，那么我们想过没有，月球做圆周运动的向心力是由谁来提供的呢？ 地球对月球有引力 回忆所学知识，提出新的问题 1.做粉笔下落的实验 2. 同学们想过没有，粉笔头为什么是向下运动，而不是向其他方向运动呢？ 3.那么重力又是怎么产生的呢？地球对粉笔头的引力与地球对月球的引力是不是一种力呢？ 4.引出这节课所要讲的内容——万有引力定律 观察粉笔下落 重力的方向是竖直向下的 是 板书：万有引力定律 行星的运动 1.课前要求学生翻阅资料,了解天体运动的开展史收集科学家的图片和观点，并按照时间的先后顺序进行处理,把这些收集的资料做成PPT. 2.展现学生自己做的作品，同时，一边播放一边给学生作介绍。 做材料的收集 了解物理学史 让学生了解物理学史，并融入科学精神的陶冶 开普勒三大定律 1.介绍到开普勒，讲开普勒三大定律。 2.播放FLASH，使学生直观的理解三大定律 牛顿万有引力定律: 根据圆周运动向心力关系： 用代入,得: 开普勒三大定律 此时牛顿已经得到他的第三定律,用在这里，就是行星对太阳也有引力。太阳与行星之间的引力，与它们质量的乘积成正比，与它们距离的平方成反比。这就是牛顿的万有引力定律。 写成等式: 教师解释：这是因为一般物体的质量与星球的质量相比太小了，它们之间的引力太小了，所以我们不易感觉到。 学生疑问：在日常生活中，我们各自之间或人与物体间，为什么都对这种作用没有任何感觉呢？ 学生从“理所当然〞的想法中、习以为常的现象中找出疑问、揭示矛盾，进而展开课题，探讨研究，总结规律 万有引力定律 1. 万有引力存在于任何两个物体之间。 2. 万有引力定律中的距离r，其含义是两个质点间的距离。 3. 万有引力是因为物体有质量而产生的引力。 配合PPT讲解, 对万有引力定律做进一步的说明 板书：任何两个物体都是相互吸引的，引力的大小跟两个物体的质量的乘积成正比，跟它们距离的平方成反比。 万有引力定律 1.万有引力恒量的测定,观察卡文迪许实验(利用FLASH做演示实验) 2. 万有引力定律发现的重要意义 观察卡文迪许实验 利用多媒体实现课堂上无法完成的实验 行星图片库 1. 展现一些通过高科技拍摄到的河内，河外星系的照片给学生看 2.介绍当今现代天文学的开展。 欣赏图片,了解当今天文学的开展 运用科学素养的科学美的欣赏和科学精神陶冶 课后作业 布置课题，激发学生去探究。 牛顿想验证地面上的物体的重力与月地间，行星与太阳间的引力是同种性质的力，他做了著名的“月——地〞检验，请同学们阅读课本第105页有关内容.然后归纳一下他的思路。 课后思考探究 应用科学素养的加强科学探究的方法 2.总结 因为教育工作者对素质和素质教育含义的理解至今尚未形成共识，所以有关素质教育的行为至今仍然存在着很大的盲目性。该论文的目的就是要解决素质教育中的科学素养教育的盲目性。通过探讨如何在课堂教学中融入科学素养教育，保持和提高学生对自然现象有较强的好奇心和求知欲；了解和理解科学知识，学会或掌握一定的根本技能和科学方法，并能用它们解释常见的自然现象，解决一些实际问题；增进对科学探究的理解，初步养成科学探究的习惯，培养创新意识和实践能力；初步形成对自然界的整体认识和科学世界观，并能关注科学、技术和社会的相互影响。本文通过设计万有引力定律教案，充分体现了科学素养在物理教学中的应用。 首先是新课引入局部，利用多媒体播放视频和做粉笔自由下落实验，这样把一些与生活密切相关而又十分有趣的知识介绍给学生，这样不但可以说明科学技术对社会进步的推动作用，还可以使教学内容进入学生生活，激发学习兴趣。这里就是运用了科学觉悟启发的方法，通过教学使学生对于科技成果有亲近感，这样不过分强调物理学科的主干知识和重点知识，使物理学科严厉冷峻的面孔不再出现在学生面前，贴近生活，使学生感到物理知识的学习并非枯燥无味、难以学懂学会，克服学生疏远物理学进而疏远科学技术的弊端。 第二，课前要求学生翻阅资料,了解天体运动的开展史(即物理学史)，收集科学家的图片和观点，并按照时间的先后顺序进行处理,把这些收集的资料做成PPT，视频等等(根据自己会做的情况决定)并在课上展现学生自己做的作品，同时，一边播放一边给学生作介绍，使学生认识到每个物理规律的得出并不是通过一两个实验、收集三五组数据就可以的，它们都是经前辈科学家使用众多的科学方法，一代代不懈努力、艰难探索才有此收获。并且在介绍时融入科学精神的陶冶。如在介绍、学习解放了人们思想的哥白尼天体运动论，在创立新理论、转变旧观念时的痛苦经历和百折不挠的精神对学生进行教育。培养学生的批判精神，使学生不唯书不唯上，不受传统观念的左右，把实践作为检验真理的唯一标准，这是极为重要而根本的科学精神。通过一个科学家提出观点，而另一个科学家对此观点提出疑问，发现矛盾和问题，而怎样独立思考后推翻了前人错误的观点。培养学生质疑和独立思考的科学精神，引导学生从“理所当然〞的想法中、习以为常的现象中找出疑问、揭示矛盾，进而展开课题，探讨研究，总结规律，决不能让学生养成死记硬背、人云亦云的不良习惯。更让他们相信科学的伟大力量，一切事物都需要用科学的方法来解释。 第三，展现一些通过高科技拍摄到的河内、河外星系的照片给学生看和介绍当今现代天文学的开展。通过这样，引导学生进行从艺术美到科学美的类比和联想，讲审美融入到科学的教育中，教给学生发现美、欣赏美的方法和手段，使学生在学习科学规律的同时，逐渐总结出科学美的内涵，把科学内容和科学形式有机地结合在一起。给学生介绍当今现代天文学的开展，加强科学技术的作用教育，提高学生对科学技术在人类社会进步中所起作用的认识，对科技成果的亲近感，说明科学技术对社会进步的推动作用，还可以使教学内容进入学生生活，激发学习兴趣。 最后，布置课题，激发学生去探究。学生科学方法与技能的训练，科学能力的培养，以及科学情感、态度与价值观即科学觉悟和科学精神的养成，是不可能通过简单的记忆、模仿和操练而到达的，它必须通过亲历某些科学探究活动，在参与的过程中去体验、感悟、最终内化。而学生通过自主的科学探究活动，可以更好的理解科学过程和科学方法的整体性，从而使学生更好地理解科学的本质。通过布置一些课题引导学生，但不要过多干预学生的探究活动，除非学生的活动完全偏离了学习的方向；要记下学生在讨论中发现的新问题、新概念，给予学生必要的支持和帮助；对于胆小、害羞的学生要有意识地鼓励引导他们；活动结束后，要引导学生用自己的语言做出总结。活动中教师要多看、多听、多感受而少说话，要鼓励学生相互间多交流、多探讨、多发表意见。科学的核心在于探究，而教育的目标在于促进人的开展，突出科学探究的过程正体现了科学的本质和教育的本质的结合。 本案例通过讲授万有引力定律，将科学素养的要求即科学方法教育，科学觉悟启发，科学精神陶冶，科学美的欣赏，加强科学探究等等，都融入到教学中，到达课程更加有趣，更加科学，更加有人文素养的目的。保持和提高了学生对自然现象有较强的好奇心和求知欲；了解和理解科学知识，学会或掌握一定的根本技能和科学方法，并能用它们解释常见的自然现象，解决一些实际问题；增进对科学探究的理解，初步养成科学探究的习惯，培养创新意识和实践能力；初步形成对自然界的整体认识和科学世界观，并能关注科学、技术和社会的相互影响。 参考