利用物理实验提高学生的科学素养

利用物理实验，提高学生的科学素养 公众科学素养目前被认为是一个国家兴旺与发展的关键，成为一个 国家可持续发展的根基。而中小学的科学教育被认为是对科学素养培养具 有基础性的、根本性的作用。由于物理学与科学、技术、社会关系十分密 切，所以它在培养学生实践与创新能力上具有其他学科不可替代的优势， 也就是在科学教育中，物理学科在培养学生科学素养上具有重要作用。调 查显示，目前我国中学生基本科学素养还存在不足，在物理教学中应加强 学生科学素养的培养，把学生科学素养的培养渗透到教学的各个环节中。 物理学是一门以实验为基础的科学，实验具有很好的教育功能。实验 能为学生提供具体、生动的感性材料，还能培养学生的实验技能，良好的 科学品质，如认真实验，爱护器材等，通过实验还能使学生了解和掌握自 然科学的方法，培养严谨的科学态度，树立科学的自然观，以及实事求是、 坚韧不拔的科学精神。加强实验教学，将会极大地促进学生科学素养的提 高。本文仅就实验教学中如何培养和提高学生的科学素养谈几点想法。 一、演示实验 由于演示实验同时具有具有直观性、示范性、启发性、教育性的特点， 在各类实验中处于主导地位，对培养和提高学生的科学素养具有重要作 用，教师要重视演示实验，认真对待每一个演示实验。 1. 在演示实验中要充分发挥学生的主体作用。有些演示实验目的简单 明确，比如观察实验现象，进行特定因素的比较，利用有趣的实验现象激 发学生的学习兴趣和探知欲望等，实验操作比较简单、安全，对操作规范 性的要求较低，教师进行简单的指导学生就能完成，这样的实验就可以由 学生来进行演示。比如探究音调和频率关系的实验，自制温度计的实验， 演示小球惯性的实验，利用浮沉子进行演示的实验等。 2. 边讲边实验。边讲边实验的特点在于师生共同参与，与教师的讲授 密切配合，让学生获得直观的感性认识、更深刻地理解物理概念和规律， 掌握物理研究的方法，是创设物理情境，探索物理问题，提高学生的科学 素养的重要手段。教师可以根据教学内容，设计出大量的随堂实验。比如 浮力的应用一节，教师可以把金属箔改为牙膏皮，用水杯充当水槽，这样 实验器材就能人手一份，学生能亲自动手实验，进行探究，教师一边讲授 一边指导。 3. 合理利用多媒体演示。有些内容非常抽象，不具备可演示性。但同 时，这部分内容往往又十分枯燥，学生不感兴趣，比如九年级课本的微观 世界、核能、太阳能等内容。还有些内容不宜用实验来演示，或者不易观 察实验现象。这时可以通过信息处理，应用多媒体技术，使之在屏幕上以 生动形象的图像演示出来，达到图、文、声、像兼具的效果。 二、学生分组实验 学生分组实验是学生在教师的指导下利用整节课的时间，在实验室分 组进行实验的教学形式，是学生亲自动手使用仪器、观察测量、取得资料 数据、并亲自分析总结的学习过程，对培养和提高学生的科学素养有着重 要作用。在实验中，由于个体差异，学生的动手操作能力大不相同，有的 学生要用一节课才能完成的实验，有的学生很短时间就能完成，剩下的时 间只能写作业或者干脆东张西望来打发，没能把实验室充分利用起来。针 对上述情况，在分组实验的教学中，我增加了难度不同、贴近生活的选做 实验。 以测量物质的密度为例，课本上要求测量盐水和形状不规则塑料块的 密度，我又列出了以下两个实验作为选做实验。 1. 要测量一个新鲜的马铃薯的密度，可以选用什么器材写出实验步 骤，设计表格并记录实验结果。 2. 如何用一架天平、一只空杯子和适量的水，测出一碗豆浆的密度。 写出实验步骤，设计表格并记录实验结果。 在实验过程中，部分理论基础好、操作能力强的学生在完成了课本要 求的实验后，根据个人兴趣选做了我另外准备的实验，学生的探究热情很 高，教学取得了比预期更好的效果。 三、充分利用现有仪器设备，建开放实验室 阿姆斯特朗曾说“实物教学或演示实验不管有什么样的价值和效果, 都无法与发现式的实验教学相比拟。”新课标就十分强调科学探究的学习。 可以将一部分小实验改造成学生力所能及的探究性实验，供学生在自习课 或课余时间到实验室做实验。比如小灯泡串并联的实验，学生发现街上的 小彩灯并不是所有灯泡同时亮或者同时灭，通过实验发现，原来是几个小 灯泡串联为一组，不同组的灯泡再并联起来。开放实验室为学生的个性发 展、为学生的科学探究提供了更大的空间。 另外，有的学校有许多闲置报废的仪器，弃之可惜，可以精心挑选， 供学生探究之用。在这里，学生可以把报废的显微镜拆开，研究其光学结 构，可以拆卸报废的各类电表、表头，了解电表、表头的工作原理等。通 过这些，学生的实践动手能力和创新思维能力会得到很大提高。 四、充分挖掘生活资源，建立家庭实验室 新课标除了强调科学探究的学习，更加重视利用身边容易获得的材料 进行实验，这就有必要指导学生建立家庭实验室。鼓励学生平时对生活资 源加以留心，注意收集和整理，就可以建立起自己的家庭实验室，在家中 完成许多实验。比如测量自己步行的平均速度，找重心，用铅笔芯自制滑 动变阻器控制小灯泡的亮度，测量电冰箱一日耗电量，用儿童激光笔做光 的反射、折射实验等。开展家庭实验对于激发学生的学习兴趣，锻炼学生 的创造性思维，培养学生从事科学研究的能力，提高学生的科学素养，具 有十分重要的作用。 新课标强调以物理知识和技能为载体，让学生经历科学探究过程，学 习科学探究的方法，培养学生的科学探究精神、实践能力、创新意识；改 革以书本为主、实验为辅的传统教学模式，提倡多样化的教学方式。在义 务教育的物理课程中，教师要使学生学到获取知识的方法、增强探究未知 世界的兴趣和能力，以及学生对于科学本质的理解和科学价值观的树立， 是与科学知识的学习同等重要的。物理实验是研究物理学的重要方法和手 段，是培养学生操作技能和科学方法、科学态度的重要过程。在物理课堂 中加强实验教学，必能促进学生科学素养的提高。 【责编金东】