21世纪,随着经济全球化的发展,世界各国之间的竞争日益激烈。国家之间的竞争归根结底是人才的竞争。只有人民的整体素质提高了,一个国家的整体实力才不会提高。因此,世界各国纷纷展开教育体制改革,中国不值得关注,明确提出了加强素质教育的口号。
人的素质是多方面的,其中科学素质是最重要的。在当今科技繁荣的时代,只有没有一定的科学素养,我们才能适应社会的环境。中国公民的科学素质水平相对较低,学校教育是提高未来公民科学素质水平的重要途径。
因此,我国新一轮课程改革明确提出了“加强科学素质培养”的课程理念。目前,我国基础教育课程发布了新的科学课程标准,旨在培养学生的科学素养,并将这一新课程教学理念带入不同版本的科学教材和课堂教学中。根据初中物理新课程标准,“义务教育物理课程不应以提高全体学生的科学素质为目标,满足每个学生发展的基本市场需求,全面提高公民的科学素质。”初中生在年龄和知识结构上都充满了奇怪的心理。
很多初中生都有将来专攻科研的志向。在物理教学中,培养他们的科学态度是非常合适的,这也是对新课程教学的排斥。但是在这些年的物理教学中,发现大部分学生只理解了一些物理概念,掌握了几个公式,通过自学解决了几个问题。
相当严重地背离了物理教学的理念。毕竟一方面学生并没有被应试教育毒害;另一方面,我国科学教育部门没有对科学素养的操作性定义和评价测量标准进行深入研究和统一解释,在评价方法上基本上延续了传统的学科知识测试方法。教师科学素养参差不齐,教学理念、模式、方法没有严重滞后。
在新课程背景下,上述情况往往使处于教育第一线的教师和教育工作者无法有效、积极地开展学生科学素养的培养。因此,开展该领域的相关研究迫在眉睫。第一章:物理教学目标。
九年义务教育在中国已经普及。义务教育是对所有学生的大众教育,而不是对部分学生的精英教育。初中物理教育的目标是提高每个学生的科学素养。
在这个阶段,学生年龄在13-14岁之间,处于生理和心理发展缓慢的时期。寻求性厌恶和思维发展处于抽象思维等形象思维的过渡阶段,是学生科学素养构成和发展的关键时期。《义务教育教科书》明确提出了科学知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观三个明确的目标,是确定物理教学目标的主要依据。1.1物理与物理教育1.1.1物理概述(物理学)是物理学的全称。
在欧洲,“物理学”一词自古以来就出现在希腊语中,原意为自然,泛指一般自然科学。在古希腊,物理学是“自然哲学”,经常出现泰勒斯、阿基米德等一批著名的自然哲学家和科学家。
“物理学”这个名字来源于亚里士多德的著作《物理学》。后来牛顿的经典物理被称为《自然哲学之数学原理》。[1]物理学是研究物质运动一般规律和物质基本结构的学科。
物理学研究从宇宙到基本粒子的所有物质最基本的运动形式和规律,所以它成为其他自然科学学科的研究基础。它的基本理论是用数学推理小说完全推算出来的,实验结论是检验理论正确性的唯一标准。它是目前最具工具性的自然科学学科。
在今天的o时代 比如电磁学进展缓慢,电灯、电机、家电、手机、电脑、通讯设备等新产品竞相崛起,人类社会的生活水平也有了很大提高;随着核物理的成熟和核武器的更新,核能发电仍然是一个蓝图,但由此产生的安全问题也使人们认识到地球的弱点。同样,量子力学对现代计算机的硬件做出了突出的贡献,基于量子力学的状态变换原理的量子计算机已经被用于可行性研究,在处理一些计算时,它们比普通计算机享有近乎更好的计算能力。1.1.2物理教育物理教育是全世界初中和大学教育最重要的组成部分之一。
很多综合性大学喜欢物理专业。由于物理是自然科学和工程技术的基础学科,物理也是获得科学和工程学位的必修课。
[2]初中物理的主要自学内容还包括力学、热学、电学、光学、声学等。主要解释日常生产生活中的物理现象,定性内容多,定量研究多,数学计算简单。
通过初中物理教学,学生学会了基本的物理现象,自学了一些物理基础知识,对物理有了切实可行的理解。培养学生如何利用自己的物理科学知识解释生活中的一些自然现象,掌握物理学的基本理论和方法,具有良好的数学基础和实验技能,在教育教学中获得切实可行的训练。
1.1.3初中物理教育的作用和意义物理课程作为科学教育的组成部分,是以提高全体学生科学素质为目标的自然科学基础课程。在教学过程中,不仅要注重科学知识的传授和技能的培养,还要注重培养学生的自学兴趣、探索能力、创新意识、科学态度和科学精神。八年级物理第二、三章都是关于生活中的一些自然现象。
通过从生活到物理/物理到生活的理解过程,激发学生探索的欲望,让学生领略自然现象中的感动和人与自然;通过基础知识的自学和技能的训练,学生可以以可行的方式了解自然的基本规律,逐渐客观地认识世界。物理学是自然科学的一门坚定的学科,在科学技术的发展中仍然发挥着极其重要的作用。它与数学、天文、化学、生物等学科有着密切的联系,它们相互作用,推动着物理等学科的发展。
它研究物质运动的基本规律是不同的,不同的运动形式有不同的运动规律,所以要用不同的研究方法来处理。基于此,物理学分为力学、热力学、电磁学、光学和原子物理学,根据物理学的历史发展,又可分为经典物理学和现代物理学。现代物理学相对于经典物理学,是指以相对论和量子论为基础的20世纪物理学。
因为物理研究的规律是相当基础和普遍的,它的基本概念和规律是自然科学和工程技术许多领域的基础。1.2当今时代物理学的发展一般来说,物理学和技术的关系没有两种基本模式。
一是因为生产实践的需要,创造了技术,比如18、19世纪的蒸汽机等热机技术,然后升级为理论创造热力学,再把系统转化为技术,推动技术的进一步发展;二是在实验室里讲解基本规律,创造出相对完善的理论,然后在生产中发展成一种全新的技术。随着19世纪电磁学的发展,得到了第二种模式的例子。
在法拉第发现电磁感应、麦克斯韦建立电磁场方程的基础上,产生了今天的发电机、电动机、电报、电视、雷达,创立了现代电力工程和无线电技术。正如美籍华人物理学家李政道所说,“没有昨天的基础 当今世界,物理学已经成为现代高科技发展的先导和基础学科。相反,高科技的发展对物理学明确提出了新的排斥,同时也获得了先进设备的研究条件和手段。
所谓高技术,是指那些对社会经济发展有极大推动作用的当代尖端技术。以下是关于物理学基础研究在目前最引人注目的高技术中的引人注目的作用,即核能技术、超导技术、信息技术、激光技术和电子技术。1.3物理学的发展前景20世纪初,经常出现两个划时代的理论突破:相对论和量子论。相对论是经典物理学的压轴之作,因为狭义相对论继承了经典电动力学,进而解决了运动物体的适当理论问题,修正了我们的时空概念,带来了描述高速运动的新力学;广义相对论是引力的几何理论,对现代天文学影响深远。
量子理论揭示了微观物理学的帷幕。1925-1927年量子力学的创立,使量子理论超越了巅峰[3]。随着未来量子力学的产生,原子系统微观动力学之谜将被解开,这让物理学家感到悲哀和不正常。
一种方法是从原子物理开始。物理学家致力于观察更多微观领域,了解核物理。量子力学创立后,还有另一条发展之路:从原子物理往下,量子力学应用于分子,量子化学已经问世;量子力学和统计数据物理应用于液晶,奠定了固体物理的基础。第二章科学素质教育的理论研究2.1科学素质的阐述科学素质也叫科学素质。
科学素质是国际科学教育领域使用的一个术语。在国内很多文献中称之为科学素养,是指一个人对科学的基本认识和态度,以及运用科学处理日常和社会问题的能力。2006年国务院颁发的《全民科学素质行动计划纲要》认为,科学素质是公民素质最重要的组成部分。
公民缺乏基本科学素质一般是指了解适当的科学素质和知识,掌握基本的科学方法,树立科学观念,崇尚科学精神,具有一定的运用科学精神处理实际问题和参与公共事务的能力。提高公民的科学素质,对于增强公民提供和应用科技知识的能力,提高公民的生活质量,构建全面发展的社会,增强国家自主创新能力,建设创新型国家,构建全面可持续的经济社会,构建社会主义和谐社会具有重要意义(3)。因此,科学素质是指当代人在社会生活中参与科学活动的基本条件。
还包括掌握多少科学知识,解读科学思想有多厚有多薄,运用科学方法有多熟悉,享受科学精神有多光明,解决科学问题有多有能力。全面展现了对科学自学的渴望,对科学认同的态度,对科学不道德的探索,对创造性科学的收益。2.2物理教育中科学素质的理论研究素质教育是当前我国教育改革的核心,科学素质教育是素质教育最重要的组成部分。
初中物理课程以物理现象为主,内容与现实生活密切相关。学生初二开始认识物理,物理课上充满了陌生感。教师应利用丰富多彩的物理现象创造新颖的物理场景,激发学生的学习动机。比如二年级物理“状态的变化”教学中,我们讲两种汽化方式的凝结时,会讲一个纸锅可以烧开水的活例子。
让学生专门做实验,感受到与自己日常生活经验相悖的物理现象,导致理解和疑惑的冲突:这种现象是什么原因造成的?纸锅为什么能烧水?从而激发学生的求知欲和兴趣 这不仅会增强学生自学物理的兴趣,还会激发学生对科学的创造热情。受我国“应试教育”的影响,传统的物理教学贴近现实生活,忽视了现实生活中的物理现象及其应用。因此,在素质教育的背景下,教师要随时启发和引导学生关注身边的物理现象,并回答为什么:彩虹是如何形成的?如何解释云、雨、雾、丝、霜的构成?海市蜃楼呢?这些疑惑不会让学生觉得科学就在我们身边,与我们的生活和自学息息相关,进而疏远科学,热衷于科学,自学科学,应用科学。
2.2.1体育科学素质教育的必要性和可行性体育科学教育应以科学素质教育为重点,但被堵塞的专业教育模式只把“科学素质”教育看成是传授相关学科的“科学知识”,造成了我国大、中学学生科学素质发展的扭曲。1992年,中国科协对中国公众的科学素养进行了调查,指出中国公众掌握的科学知识水平与发达国家相似,但只有0.3%的综合科学素养的人是美国的1/23。对北京某重点高中学生的科学素质进行了问卷调查。
结果表明,中学生的科学水平并不令人满意。学生对科学知识掌握较好,但科学意识和科学价值观没有明显缺失,与经济社会发展相差甚远,实验能力严重不足,学生对物理发展和科技进步的认识较少[5]。
这些发现不足以说明加强我国大中学生科学素质教育的紧迫性。大学是学生开展集体自学的最后一站,也是我们开展科学素质教育、提高学生科学素养的关键一站。而且,随着大学人口的老龄化,越来越多的学生可以进入大学学习。
在高校开展科学素质教育不仅不利于大学生科学素质的提高,也不利于整个国民素质的全面提高。因此,培养学生的科学素质是大学教育的当务之急。大学物理作为一门专业基础科学课程,肩负着提高学生科学素质,形成一定学术能力和研究能力,为专业课自学打下良好基础的重任。
在大学物理教学中实施科学素质教育是必要的,也是可行的。2.2.2物理科学素质教育的内容一、科学知识体系初中物理的科学知识还包括物理基础知识、基本实验技能、物理研究的基本观点和一般方法。提倡双基教学是我国教育的优良传统,在多年的实践中积累了丰富的经验,所以初中物理教育应该继续发扬这一优势。因为初中物理是所有自然科学的基础,它的基础知识和技能都是在帮助科技信息时代的大学生学习自己的专业知识,开展专业研究,能够产生科学知识和能力,所以可以搬进来,这将有助于为学生的科学素质打下基础。
二、能力体系科学自律探究能力主要包括抽象概括能力、分析综合能力、直觉想象能力和科学实验研究能力。物理学的抽象概括能力是指将实际问题抽象成物理模型进行理论研究的能力,对应于物理研究方法中的物理模型方法。分析综合能力是指对实际问题或抽象的物理模型进行理论分析和构造,其结果指向问题的解决或假设的构成,不应与类比法、估计法、隔离法、整体法、作图法等研究方法相比较 著名的法国哲学家庞加莱更明确地阐述了:逻辑可以给我们可靠性,它是证明的工具;直觉是发明家的工具。
随着物理学的发展和物理思想的革命,物理学家的直观想象做出了巨大的贡献。自然科学中的科学实验研究能力主要是指善于细心观察、对问题敏感、有意义地发现和形成问题、选择必要的方法形成可行的实验方案、合理匹配实验设备、科学测量、记录数据、判断变量、解释数据、形成假设和进行假设检验的能力。
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