浅探物理科技活动编制的若干问题
提要:本文从现代课程论的角度,结合我国的教育实际,对物理科技活动编制的几个问题—— 地位与作用、教学目标、编制原则、内吝选择等作了探索。
关键词:物理课程;科技活动
1 引 言
建国以来,我国在教材编写方面积累了不少经验,但在科技活动方面却显不足,对其重要性认识不够,习惯于游击式作风,缺乏战略目标,缺乏研究的积累,缺乏开放的头脑等。而现代的课程编制,要求有组织上的准备、学术思想上的准备、实验、实证的准备,而下面的五个问题,是我们在科技活动编制中不可回避的问题。
2 “科技活动”在中学物理课程中的地位和作用
物理科技活动的地位:中学物理教学大纲指出:组织好学生开展物理学科科技活动,学习科技知识,进行科学实验,培养钻研的精神,发挥创造能力,对于迅速培养与造就科技人才具有重要意义。现行的物理教材偏重于强调知识的系统性与基础性,对培养学生的实践能力、横向迁移能力却显不足,学生的知识面较窄;学科课程的这些不足,恰好是科技活动的长处。物理科技活动是课堂学习的补充、延伸与扩展,它与物理的必修课、选修课组成一个整体,是物理课程的一个重要组成。
物理科技活动作用主要有如下几点;
(1)扩展物理视野,激发科学兴趣。现行的物理教材是以知识的逻辑顺序为结构的,优点是能让学生掌握系统、稳定的基础知识和技能,缺点是知识陈旧、难以推陈纳新。科技活动内容的选择具有开放性、灵活性和适时性特点,能按需要在广角上有计划吸纳现代科技成就,并让学生按自已的兴趣和特长进行选择。
(2)培养主动性和创造性,提高科技素质。科技活动在学习方式上是以发现学习为主体的。发现学习是学生认定了有意义的目标后,通过自己的实践探索,发现预期的结论。另外,科技活动所涉及的知识和技能具有综合性和应用性,一个结论的获得,一个制作的成功,需要运用多种的知识和手段,并且需付出比解习题艰苦许多的努力才能得到。成功蕴藏着创造,蕴藏着正确的科学思维和合理的科技方法,这些成功的思维和科技方法最终将内化,形成学生的个性和持长,从而达到提高科学素质的目的。
(3)促进理论和实践相结合。学科课程通过概念和逻辑推理让学生掌握前人获得的科学规律,这是一种间接的知识。间接的知识只有通过实践运用,才能转化为实用的知识技能 科技活动的内容和学习方式决定了它主要的是在实践中学习,所获得的是直接的、能解决问题的知识和技能。直接知识经过实践检验,是可靠、稳定和实用的。科技活动是在教师指导下目标明确的实践活动,有利于学生把书本的理论与实践相结合,一方面使间接知识转化为直接知识,另一方面又反过来加深了知识的理解,达到理性认识的升华。
3 科技活动的教学目标
教学目标问题是课程编制的始点,是进行课程评价的标准。因此,这是我们首先需要着重研究的问题。近年来,国际教育界强调目标必须有非常清晰的界限,目标必须是可操作性的,这就是所谓的“行为目标” 而布卢姆的《教学目标分类学>为教学目标的具体化作出 范例事实上,现在中学及中师对物理知识的要求均参照此体系来制订目标。依据我国中等学校的教学目的,学生的知识水平及心理发展水平等因素,我们建议把物理科技知识部分的内容定为“知道”,而对技能的要求定为“会”。
4 物理课程的编制原则与科技活动编制原则的关系科技活动是物理课程的一部分,因此,它们之间的编制原则是相通的,这些原则参照外国的课程理论与我国的实际分为下面几条:
(1)社会发展原则:这一原则强调课程应适应社会的发展要求。目前中学物理内容较为陈旧,可由科技活动的内容作为补充。
(2)应用性原则:这一原则强调课程必须有实用价值,能够促进学生适应社会及生活的需要。但中学物理教材却极少涉及这方面内容,主要强调基础知识的学习,而物理科技活动强调实践性,可补教材的不足。
(3)系统知识原则:这一原则强调课程的系统性和逻辑性,课程内容应该是该学科中最重要、最基本的东西,循序渐进。目前中学物理课本对此做得较好,科技活动可以把当代科技的一些重要概念与内容补充进去(如墒的概念、相对论与宇宙学有关内容),作为课本内容的延伸与扩展,令它们与课本内容组成一个更完整、更系统的体系。
(4)深广度适中原则:要求内容应考虑学生的认知规律,适应学生的思维水平。目前中学的物理课本内容偏难,范围太窄。而课外科技活动内容广泛,目标要求比较容易做到符台学生的实际情况。
(5)兴趣与发展原则:这一原则要求重视学习者的兴趣发展。而中学物理教材偏深偏难且与社会、生活联系较少,学生学习积极性受影响。科技活动内容丰富多彩,能适应不同个性,不同层次的学生需要。
(6)培养科学素质原则:这一原则强调不但要学习知识,还强调要培养学生的科学素质,它包括:
(a)概念性知识—— 构成科学的主要概念,概念体系或观念;
(b)科学的理智—— 科学研究的方法论;
(c)科学的伦理—— 科学所具有的价值标准,亦即科学研究中科学家行为规范(科学态度、科学精神);
(d)理解科学与人文、科学与社会、科学与技术关系。
目前中学课本对其中的(a)点做得较好.但其他的三点则很少涉及,科技活动正好对此进行补充。
由上述分析可见,科技活动确是课堂学习的补充、延伸与扩展,只有把它与课堂学习结台起来,才能更好地符台上述原则。
5 物理课程的结构与科技活动内容的选择
从目前世界各国的中学物理程情况看,物理课程的结构主要有下面两类:
(1)按学科逻辑体系进行组台的课程结构:普遍的观点认为:重要的不是灌输多量的现成知识,而是揭示知识的结构,而作为教材要素的科学概念是其结构的核心。那么,究竟那些概念是最重要的呢?在基础物理教材中,几乎每一个重要概念都是依赖它的主体和外围形式来体现本身的意义,以跟这些物理概念相联系的物理定律为主体,以其它教材要素为外围的结构叫做教树的材料团,如下图为力学体系的材料团。任何一本物理教材,都是在一定框架指导下,由许多材料团有机地结台在一起形成的。材料团不仅是教材的基本单元,而且也是各个单元互相结台的主要方式。
因此,我们说材辩团是构成基础物理教材的基本形式。
根据对热、力、光、电、原子物理材料团的分析,下面这些概念是最重要的,在编制教材中首先要进行选择:
(A)物质与运动:物质、时问、空间、运动、加速度、质量。
(B)相瓦作用:力、动量、冲量、角动量、功。
(C)能:机械能、分子的动能与势能、物体的内能、电磁能、光能、原子能(D)电与磁:电荷、电场、磁场、电磁相互作用、电磁感应。
(E)光:波动性、粒子性、周期、频率。
(F)物质结构:分子、原子。
(G)状态:温度、熵、波函数。
(2)按不同主题进行组合的课程结构:比较典型的有如下几种
(A)以学生的生恬或将来职业生涯中可能遇到的问题或所需要知识为主线来安排中学物理课程的内容。
(B)以技术发展为纲的课程结构:这类课程以某一类与物理相关密切的技术形成与发展为纲来安排课程的内容,使得物理概念的学习与它们在技术的应用结合在一起。
(C)关注科学、技术与社会(STS)课程结构:所谓(STS)主要从科学、社会与人的相互作用与发展的角度进行科学教育。
科技恬动是课堂学习的补充,延伸与扩展,对课堂学习的不足(如上述三种课程结构我国还没有采用),科技活动要补上去。对基础教材中投有涉及的重要概念(如熵、波函数、角动量及守恒、相以论与宇宙学等),也应补充上去,才能与课堂学习组成一较为完整的整体科技活动应按照教学目的,课程的编制原则及课程的结构,符合青少年的生理及心理特点,面向末来等原则进行选择。
主要有下面几个方面:
(1)拓展基础知识的深广度:广度可延伸与扩展课本的知识范围,如把熵、波函数、相对论与宇宙学、角动量及守恒加以补充;而深度则是在课本已论述的基础上进一步加深加固,如进行物理竞赛,写小论文等等。
(2)加强基础知识的实践:在物理科技活动中选取有关基础知识实践的内容,引导学生解释自己身边的物理事物及其变化,能提高他们运用知识能力和动手实践的兴趣,把基本知识和技能学得更扎实。
(3)注意实用技术的应用:因此结合本地实际开展应用实用技术的活动,有助于学生提高实际动手能力井加强与社会的联系。
(4)选取新学科、新技术、新知识的内容:通过这些内容可激发他们的科学兴趣与科技智力,为进入下世纪做好准备。
(5)加强科技素质教育:通过介绍科学发现的历史、方法及思想、科学与技术、社会的关系等,提高他们的科学修养。