以物理学史教育提高幼专学生科学素养

【摘要】物理学史对科学意识、科学方法、科学思想、科学精神等科学素质教育方面有着无可替代的重要作用。

【关键词】物理学史；科学素质教育；物理教学

“科学素养就是对个人决策、参与公共和文化事务以及经济生产所需要的科学概念和过程的知识和理解。具有科学素养的人能够提出、发现和解答与日常体验有关的问题。他们能够描述、解释和预言自然现象。”科学素养在结构层面上主要有：科学的知识、方法、精神（包括科学态度和科学情感）及其科学的思想。在科学教育中，它们相互联系，相互作用，相辅相成，缺一不可。科学精神是科学素养的核心，科学思想则是科学创造的灵魂。人掌握知识的多少总是相对的，而科

学方法则可以发现规律、创造知识，但它们都必须在科学的世界观的指导之下，必然依赖科学态度与科学精神。科学的世界观、科学的态度和科学精神一旦具有，将终身促使人去勤奋地学习，去创造性地探索，甚至为追求真理而献身。因此对学生进行全面的科学素养教育是形成教育前瞻性的重要方面。学校开展科学教育，其目的就是通过多种形式的教育教学活动，使学生具备必要的科学基本知识和技能，了解和掌握一些科学探究的过程和思维方法，发展科学的认识能力，思维能力和实践能力，养成良好的科学精神气质，正确认识处理科学与技术、科学与社会、科学与人文的关系。

物理学是自然科学的带头学科，是当代技术发展的最重要的基础。物理学在其发展中所形成的基本概念、基本理论、基本方法、基本实验手段，已经成为其它自然科学重要概念的基础和研究手段。物理学的每一个新思想、新发现，都会推动其它科学技术的进步，并往往孕育新学科的产生。物理学史作为物理学科的一个分支，与物理学的其它分支不同，它不是以讲授知识的理论和现状为目的，而是从物理发展的历史角度出发，从纵的方面阐述从物理萌芽开始经过漫长的岁月，怎样发展为现代物理的历史过程——即物理怎样产生、发展和繁荣起来的过程的系统阐述。如何在幼专物理教学中利用物理学史的培养学生的科学素养？应从以下两方面入手：

1、渗透法：所谓渗透法就是把与物理课程相关的物理学史知识恰当地穿插在物理课堂中来逐步开展物理学史教育的方法。物理学史的渗透可以以问题为线索来引入物理学家的轶闻趣事或者以往物理学家研究的过程或片断，可以是大篇幅，也可以是几句话，甚至一副图等，此举不仅可以缓解学习者的学习疲劳，激发物理学习的热情，可以使学生在心理上和情感上接近科学；还可以使他们以一种移情的方式设身处地体验以往科学家的探究过程，促使他们主动学习和建构知识，并形成严谨的科学态度。例如在探究产生感应电流的条件时，先提出问题“电流能产生磁场，那么磁场能否产生电流呢？若能产生，条件是什么？”接着介绍历史上安培、科拉顿、法拉第等科学家相继提出的利用磁生电的方法。在历史材料基础上，让学生讨论、提出几种产生感应电流的猜想：①将导线放在磁场中就能在导线中产生电流；②导体在磁场中运动能在导线中产生电流；③磁体运动，导体不动能在导线中产生电流；④导体和磁体都不动让穿过闭合电路磁场发生变化能在导线中产生电流。然后全班学生进行分组进行实验，根据事实得出结论：穿过闭合电路的磁通量发生变化，闭合电路中就有电流产生。不能为了引入史料而引入史料，如果没有必要引入时，就不引入。既要注重与课本结合，注重与学生的认知能力结合，同时还要言简意赅。适时、适当、适度地的进行课堂渗透是一种有效的进行物理学史教育的主要途径。

2、准历史法：所谓“准历史法”，就是在忠于历史事实的情况下，按照历史发展的顺序将与教学内容相关的物理学史料进行组织后贯穿在教学过程中来达到一定教学目的教学方法。这种方法要求科学的还原那些重要的历史足迹，是对历史最具体的重演，是很好的过程体验教学方式，而且在很大程度上符合学生的认知发展过程，让学生更容易理解和接受物理规律并从相关历史事件中广泛吸取科学的思想方法和研究方法以及所蕴含的科学精神与人文精神，把物理学史教育真正实践在课堂教学中。具体步骤是：1.将物理学理论（教学内容）的历史发展过程按问题起源—提出的工作假设—思辨以得出推论—实验或思想实验对推论进行检验—假设的修正及结论的推广进行整理，以形成教学内容的“准历史”过程。2. 将学生对物理知识（教学内容）的一般认知过程，即对物理现象的观察-提出问题-假设或猜测-实验探索-结论及对认知过程的反思，整合到已组织形成的教学内容的“准历史”过程中，形成具体的教学过程。例如，在学习牛顿第一定律时，先向学生提出问题：“根据生活中经验，有力作用在物体上，物体才运动，没有力的作用，物体就静止，这种说法正确吗？”然后让学生讨论形成自己的观点（假设），再向学生阐述历史人物对这个问题的思考，即亚里士多德及同时代的人也都有“物体受力而运动，不受力则停止”的认识。接下来，向学生阐明三百年前的物理学家伽利略认为这种认识是错误的，再向学生展现伽利略为这一论断而如何质疑、如何进行实验验证的？最后慢慢让全班的立场都站到正确的或更具优势的认识上，使学生经历从错误到如何突破、再到正确认识的过程。

在幼专物理教学中运用物理学史，对培养学生的科学态度、情感和价值观，具有特别的意义：（1）激发学生对科学的好奇心和求知欲。很多科学家认为好奇心是科学家的重要素质，诺贝尔物理学奖获得者劳夫林在回答清华学子的提问时，对好奇心特别关注，他认为“每个人从小孩起就有好奇心，但这种好奇心到成年后就减少了，要注意这种变化。如果把儿童时的好奇心全丢了，成年后就没有创造力了。所以保持儿童时的好奇心非常重要。”学生只有具有对科学的好奇心，才会产生科学学习的求知欲和内在动机，才可能对科学学习产生兴趣，克服学习中的困难，勤奋地学习科学。物理学史中大量的科学世界的奇妙、科学发现的奇妙、科学家创造活动的伟大，将激起学生探索自然的热情，科学家献身科学，孜孜不倦追求科学真理的精神，为学生树立了光辉的榜样，将激起学生强烈的求知欲。（2）科学态度是现代公民的基本素质，是从事任何工作的基本条件。物理学史中有大量的范例，丰富的内容，使学生受到潜移默化的浸染，并内化为学生的科学精神。

参与课题：黑龙江省教育科学规划“课题类别：省教育厅规划课题.课题名称：有效提高幼儿教师自然科学素养伸进幼儿科学潜能激发的研究.课题编号：GZC212037”

参考文献：

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