摘要
科普资源是物理教学的重要支撑,充分利用科普资源是提高物理教育质量的必然要求。在物理教育中,通过借助科普资源培养学生物理学习兴趣、利用科普资源优化物理教学环节、挖掘科普资源支持物理科技创作、整合科普资源开展校园物理实践活动,能够有效地促进物理教育质量的提升。
关键词:科普资源;物理教学;质量
物理教育高度重视课程资源的开发与利用。《义务教育物理课程标准(2011年版)》明确指出“有效地开发和利用课程资源,是切实提高物理教学质量的有效手段”。[1]物理课程资源的内容非常丰富,不仅包括教科书、教师教学用书、学生课外用书、科技书刊、音像资料、教学软件、互联网、图书馆、实验室等,也包括校外的博物馆、科技馆、工厂、农场。而科普资源作为重要且独特的物理教育资源,更应该受到重视,以更好地服务于物理教学,促进物理教学质量提升。
一、借助科普资源,培养学生物理学习兴趣
爱因斯坦曾经说过:兴趣是最好的老师,它可激发人的创造热情、好奇心和求知欲。[2]学生如果对物理产生了兴趣,就为学号物理奠定了良好的动力基础。要让学生对学习物理感兴趣,教师就需要通过创设良好的环境,不断提供激发学生兴趣的内容,刺激他们的探究欲望和参与热情,始终保持对物理学习的新鲜感。
科普资源中有许许多多的物理教育资源,可以供物理教学使用。科普资源有许多紧跟科学技术发展前沿和高新技术领域的内容,这些内容经常出现在电视、网络、报纸等媒体上,具有较高的曝光度和知晓率,如果在物理课堂上适时介绍引入,使之与课本内容发生联系,将会一下子调动学生的注意力,激发他们进一步了解的欲望。比如在学习“压强和浮力”的过程中,可以介绍我国自行设计、自主集成研制的蛟龙号载人潜水器,是目前世界上下潜能力最深的作业型载人潜水器。通过蛟龙号的介绍,不仅可以激发兴趣,还可以据此提出探究的问题,引导学生学习压强、浮力等科学知识,进一步还可以开展爱国主义教育。科普资源还有与生活密切联系的内容,这些内容跟学生日常生活紧密联系,是学生熟悉却不知原理的内容,将这些内容引入到教学中,能够在营造一种知道与不知道的认知张力,更好地激发学生的兴趣。例如在学习“电动机和发电机”的过程中,可以组织学生参观发电厂、工厂、工地等,了解发电的原理和电动机的构造,并自己动手制作发电机和电动机模型。借助这些科普资源,拉近学生与物理学的关系,让他们深刻体会到物理学对生产生活的重要作用,促进他们学习物理的兴趣由直接兴趣转化为间接兴趣。
二、利用科普资源,优化物理教学环节
初中物理教学多采用科学探究的环节逐步展开。一般来说,物理课堂教学主要包括提出问题、猜想与假设、设计实验与制订计划、进行实验与收集证据、分析与论证、评估、交流与合作等要素。在进行物理教学时,教师可以根据教学需要,灵活应用科普资源,促进教学活动的开展。
利用科普资源,引导学生提出高质量的问题。物理教学中,发现、提出并确定可探究的问题既是科学探究教学开展的基础,也是培养学生兴趣和思维能力的基础,应创设一定的探究情景,激发学生的探究欲望。通过引入生活实例、进行小实验、介绍科技新进展等多种方式利用科普资源,设计认知冲突,使学生带着疑问、充满好奇地开始进行科学探究活动。比如在摩擦起电的学习中,可以让学生到科技馆观察静电现象、体验经典实验,并引导学生提出一些问题,在课堂上鼓励大家交流研讨,并确定探究问题、设计探究方案。
利用科普资源,引导学生优化探究方案。开展科学探究,需要设计探究方案,这既是开展科学探究的需要,也是培养学生探究能力的关键。学生在探究方案的时候,可能会出现各种各样的问题,有些方案设计的原理不对,有些方案考虑问题不全面,有些方案可行性,在这样的情况下,老师可以利用科普资源启发、引导、支持学生改变或者优化设计方案。比如在“探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”中,可以指导学生通过网络查阅科普资源网站上的资料,了解物理学史上“动生电”的探索过程,知道历史上出现的相关方案,分析各种方案的基本假设、判断其可行与否,必要的时候可以动手试试看。通过这样的探究过程,不仅让学生掌握知识,更重要的是引导他们在探究过程中真实地体验科学探究,形成正确的科学探究观。
利用科普资源,促进科学交流展示的深化。在科学探究中,交流展示是非常重要的一个环节,它是科学家个人与科学同行、科学与外界进行交流互动的窗口,是科学本质的重要内容。在物理教学中,科学交流展示不仅在于培养学生的交流合作能力,更在于通过社会建构的方式引导学生更全面地认识和理解科学事业,形成正确的科学观,促进科学素质的提升。比如在学习能源与可持续发展时,学生通过科学探究、社会调查等途径得到了一些结论,这些结论是否可靠,就可以引导学生通过科普网站来与科学家进行网上互动交流,扩大展示交流的范围,接受更多的质疑和指导。
当然,物理课堂教学还有其他环节,基于不同的教育教学原理可能还会开发出不同的教学模式。不管怎样的物理教学,都可以根据需要筛选和改造科普资源,以便更好地服务物理教学地开展。
三、挖掘科普资源,支持物理科技创作
习近平总书记指出,创新能力决定国家和民族的前途命运。全国教育大会也明确提出,要在增强综合素质上下功夫,教育引导学生培养综合能力,培养创新思维。[3]物理学的发展就是在不断创新推动下实现的,物理教育天生就有创新能力的培养的是命。特别是开展科学探究教学,在实验室引导学生做实验是非常重要的方式。但是由于物理课程的特殊使命,只靠物理教学,只靠在学校里学习,创新能力培养是不足的,还需要挖掘、利用科普资源,通过物理科技创作,在实践中培养学生创新意识、提升创新能力。
利用科普资源支持物理科技创作有多种途径。一是引进校外科普资源进入学校,通过开展专题讲座、指导学生参加竞赛活动、送课到校等途径,拓宽学生的科学视野,丰富他们的科学认知,启发他们思考科学问题,鼓励他们参与科学探究。二是组织学生走出校园,走进科研院所、工厂农田、科技馆、博物馆、天文馆、植物园等科普场所,亲近大自然,亲近工农业生产一线,亲近科学技术创新创造一线,感受真实的科技创新,接受科技创新创作的熏陶,沉浸科技创新文化之中,激活他们的创新潜力,鼓励他们参与科技项目。三是充分利用社区和家庭科技元素,在STEM教育理念的指引下,鼓励学生利用课余时间独立或几个人合作进行一些简单的实验探究和创新制作活动,探索建立家庭创作室,帮助学生发现生活中的问题,指导学生收集生活中废弃或闲置的物品,根据需要购买或向实验室借用必备的仪器仪表,作为物理课堂教学的补充和延伸,为学生提供了到脑动手动情的机会,在实践中、在解决问题中促使他们创新创造。例如:在教学“电路”的内容时,可以引导学生发现生活中有关照明的情景,通过头脑风暴发现现有照明体系的不足、不便,提出改进的设想,学习课本知识,查阅相关资料文献,请教专业人士,提出设计方案并讨论确定,然后再购买相关元器件将方案物化出来,根据试验结果不断进行优化和改进,直至形成比较成熟的作品。
四、整合科普资源,开展校园物理实践活动
物理实践活动是物理教育的重要组成部分,在物理教育中具有不可替代的重要作用。开展物理实践活动,不仅要立足于物理课堂教学,更要营造校园科技氛围,促进科学普及与科学教育的有机融合。“校园科普活动”是一种科普教育,是一种有别于课程教育的特设素质教育。它所用的方法是科普方法,有别于一般教学方法。它通过展板制作和科普演示来激发学生的参与感和成就感,训练学生的逻辑思维和表达能力,启发他们追求知识的自觉,发掘他们的探索能力和创造能力;它通达集体创作来培养学生切磋合作的团队精神;安排足够长的时间以实现切磋和熏陶,并为教师提供充分的辅导课时,从而做到“因人施教”,把辅导落实到每一个学生。[4]
以校园科普活动引领物理实践活动,能够更好地促进物理教学。通过展板制作,可以将物理学发展的最新研究成果及时传递给校园里的师生,也可以宣传物理学家对人类、对国家、对社会的重大贡献,引导学生树立正确的认识。通过有趣的物理实验演示可以激发学生的兴趣,鼓励学生参与科普宣传、科普剧来提升他们的参与感和成就感。通过科技讲座、科学思维专题课等活动,可以训练学生的逻辑思维和表达能力,启发他们追求知识的自觉,发掘他们的探索能力和创造能力。通过物理科技制作等活动,在集体中培养学生交流沟通能力、合作协商能力、团结共事能力切磋。在浓郁的校园科普氛围里,以足够长的时间、无处不在的科技元素来以实现对学生的熏陶,孕育他们的科学态度、科学精神、科学情怀。
参考文献
[1]中华人民共和国教育部.义务教育物理课程标准(2011年版)[S].北京:北京师范大学出版社,2012:50.
[2]爱因斯坦.爱因斯坦文集:第三卷[M].北京:商务印书馆,1979:144.
[3]习近平在全国教育大会上强调 坚持中国特色社会主义教育发展道路 培养德智体美劳全面发展的社会主义建设者和接班人[EB/OL].
[4]王绶琯.十年亲历的“大手拉小手”[EB/OL].
(文章内容于中国科普教育论文集(2018年)·课程篇,作者谭琳、王红。)