高中物理教学中的科学本质教育

近几年以来，各国的科学教育界对科学教育中的科学本质教育日益重视起来。美国的科学教育改革2061计划将“培养具有科学素养的公民”视为当代科学教育努力的方向，而且，在科学素养中明确列出“增进学生对科学本质的了解”这一项。我国新一轮的课程改革，在新颁布的科学课程标准中也强调了学生对科学本质的领悟。科学本质的教育，是提高学生科学素养的核心内容。

科学本质的教育一直是科学教育中较难把握的问题，因为它不如实体的科学知识与技能那样直观、实在，也不如科学过程与方法那样便于体会。科学本质大多属于观念的东西，需要在日常教学中对学生进行潜移默化式的熏陶。物理学是一门以实验为基础的学科，并且与社会生活的各个方面有着千丝万缕的联系。作为科学课程的一分支，由于其独特的学科特点，在科学本质的教育上，也存在其特有的优势。利用其教学内容、教学方法以及物理思想方法等进行科学本质的教育，结合科学本质的内涵，主要从以下几方面入手。

一、科学需要且依赖于经验证据

科学的特质是需要将数据资料公布于众，接受他人的评判，用于检验其所有的最终结论。当然，科学中的有些思想是作为试探性的想法提出来的。比如，爱因斯坦关于大质量的物体对光的传播路径影响的预言，在有效证据出现之前，虽然没有被完全拒绝，但是也未被世人所接受。1919年，为了证实爱因斯坦的有关遥远星体发射出来的光线经过太阳附近时将会轻微弯曲的预言，进行了一次探索实验。当时，预言被证实，爱因斯坦新的世界观的一条基本的信条被确立。尽管爱因斯坦坚信他自己的预言，但是为了让其他科学团体也接受，实验数据资料是必不可少的。

从主观方面来讲，高中生的主观能动性已达到相当的程度。而物理学的客观事实在于对于同一问题，解决的方式方法总是多种多样。因此，教学过程中，应尽量让学生自己动脑提出问题，而后自行动手去解决。以使其自身的观点得以良好的实现，并得到他人的承认、信服，甚至赏识。尽管实验一直被称作是科学的“黄金标准”，但是除了实验的严格的测试和调控以外，科学也依赖于基础观察和基于史实的调查研究。有许多科学家使用基于历史的、观察的、实验的方法的综合，所有他们研究的主要相关点是以数据、测量、图片及其他相关观测形式存在的证据的结果分析。我们必须坚持的是科学最本质的东西是对经验的追求，因此，科学探究并不是毫无依据的随意和浪漫。

二、不存在适用所有科学研究的既定科学方法

虽然科学实验中存在诸如像逻辑推理、细致的数据收集等共同特点，并且这些共同特点是所有优秀科研的一部分。但是不存在像“提出问题”、“建立假设”、“得出结论”和“报告结果”这样一套通用的步骤设定。这样科学教材中普遍提供的阶段性的方法作为探究的工具或许是有效的，但是在课堂讨论中不可能说所有的科学家都机械采用单一的方法来进行科学研究。实际上，科学家的研究工作提示了许多特殊的从事科学研究的方式，甚至对所研究的问题而言，是首次使用。

物理学是以实验为基础的学科，因此探究实验是物理教学中必不可少的一部分。这一特点，在新课程中体现得尤为明显。教师在进行实验教学或探究教学时，在尊重事实、重视依据的前提下，不能仅按照某一特定的或者是常用的套路按部就班地进行。在此，探究仅仅是作为一种形式，一切仍是教师在做主，学生依然是按照教师的要求，实施着既定的实验步骤。而事实上，教师不仅自身要根据具体的教学内容选择适当的步骤和方法，并且还要鼓励学生大胆提出自己的意见和建议。即使是不成熟的意见和建议，也应当给予适当的引导，加以改进。不同物理学家即使对待同一物理问题，通常也会采用不同的研究方法。例如量子力学的创立过程就是这样，当时在同一微观领域中，出现了两种同样有效但形式上完全不同物理理论。一方面是海森伯的矩阵力学，它是一种代数的方法；另一方面是薛定谔的波动力学，它是一种分析的方法。尽管刚开始它们的创立者不可避免是无法容忍对方的，但最终薛定谔发现了矩阵力学与波动力学的等价性。

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