依托物理實(shí)驗(yàn)教學(xué) 培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)

劉建國(guó)

[摘要]公民的科學(xué)素養(yǎng)水平直接影響到一個(gè)國(guó)家科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，因此，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，顯得尤為重要。在中學(xué)階段，科學(xué)素養(yǎng)既是學(xué)生學(xué)習(xí)的源動(dòng)力，也是學(xué)生后續(xù)學(xué)習(xí)的重要基礎(chǔ)。特別是初中階段的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，在培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)方面具有不可替代的作用。教師應(yīng)依托物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，積極開展實(shí)踐研究，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

[關(guān)鍵詞]實(shí)驗(yàn)教學(xué)；科學(xué)素養(yǎng)；實(shí)踐研究

物理是一門以觀察、實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然科學(xué)，在初中物理知識(shí)中，有許多概念、規(guī)律都建立在觀察、實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，所以，在“做中學(xué)”對(duì)于初中生學(xué)習(xí)物理就顯得非常重要。筆者從物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的角度，針對(duì)初中階段如何培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)開展了一些實(shí)踐研究，期望能給同行們提供一些參考與建議。

一、關(guān)鍵性概念解釋

1.實(shí)驗(yàn)教學(xué)的含義

實(shí)驗(yàn)教學(xué)是指學(xué)生在老師的指導(dǎo)下，借助一些儀器、設(shè)備，采用科學(xué)方法，并根據(jù)觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及記錄的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析，尋找各因素之間的定量或定性關(guān)系，從而發(fā)現(xiàn)和驗(yàn)證科學(xué)規(guī)律的一種教學(xué)方法。

2.科學(xué)素養(yǎng)的含義

國(guó)際上普遍將科學(xué)素養(yǎng)概括為三個(gè)組成部分，即對(duì)科學(xué)知識(shí)達(dá)到基本的了解程度，對(duì)科學(xué)的研究過程和方法達(dá)到基本的了解程度，對(duì)科學(xué)技術(shù)對(duì)社會(huì)和個(gè)人所產(chǎn)生的影響達(dá)到基本的了解程度。只有在上述三個(gè)方面都達(dá)到要求者才算具備基本科學(xué)素養(yǎng)。

二、依托初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的依據(jù)

1.初中物理學(xué)科知識(shí)是形成科學(xué)素養(yǎng)的重要基礎(chǔ)

眾所周知，物理學(xué)科涉及到大量的科學(xué)知識(shí)。在課堂教學(xué)過程中，學(xué)生只有重視物理學(xué)科知識(shí)的學(xué)習(xí)，掌握好必備的科學(xué)文化基礎(chǔ)知識(shí)，才能具備形成科學(xué)素養(yǎng)的基礎(chǔ)，從而逐步形成良好的科學(xué)文化素養(yǎng)。

2.初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)是形成科學(xué)素養(yǎng)的有效途徑

實(shí)驗(yàn)教學(xué)的過程就是教師引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的過程。在實(shí)驗(yàn)開始階段，教師必須引導(dǎo)學(xué)生明確觀察的目的和要求，掌握科學(xué)的觀察方法，并根據(jù)所觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象科學(xué)地思考，以此來鍛練學(xué)生的科學(xué)思維能力，使學(xué)生逐步養(yǎng)成認(rèn)真、細(xì)致、實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度，形成敢于質(zhì)疑、不迷信權(quán)威的良好科學(xué)品質(zhì)。

3.初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)是形成科學(xué)素養(yǎng)的重要保障

初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)充分體現(xiàn)課堂教學(xué)中以“學(xué)生為主，教師為輔”的課改新模式。這種課改新模式，不僅能保證學(xué)生更好地學(xué)習(xí)物理知識(shí)，而且還能促進(jìn)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中鍛煉自身的觀察能力、動(dòng)手操作能力，以及培養(yǎng)自身的分析問題、解決問題的能力，使學(xué)生養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)、求真務(wù)實(shí)的科學(xué)態(tài)度。

三、依托初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的實(shí)踐

1.增加演示實(shí)驗(yàn)的趣味性

演示實(shí)驗(yàn)一般是指教師事先準(zhǔn)備一些實(shí)驗(yàn)器材，在課堂上為學(xué)生展示一些趣味性的實(shí)驗(yàn)，再引出一些物理概念，得出一些物理規(guī)律。

俗話說：“良好的開始是成功的一半。”教師精彩的演示，往往能沖擊學(xué)生的視覺感官，留給學(xué)生難以忘懷的印象。如在演示模擬馬德堡半球?qū)嶒?yàn)中，教師先用黃油把兩個(gè)半球密封好，然后抽出球內(nèi)空氣，請(qǐng)力氣小一點(diǎn)的同學(xué)上來拉，沒拉開。這時(shí)下面的同學(xué)個(gè)個(gè)摩拳擦掌，都想上來試一試，教師則順其自然，讓同學(xué)們推薦一個(gè)力氣最大的同學(xué)上來拉，還是沒拉開。這到底是怎么回事？難道還是力氣太小了？于是教師干脆請(qǐng)兩位“大力士”上來對(duì)拉，仍然拉不開。這到底是什么力量把兩個(gè)半球壓的這么緊呢？此時(shí)此刻，教師把閥門打開，讓空氣進(jìn)入球內(nèi)，然后輕輕一拉，兩個(gè)半球就分開了?？匆姲肭虮焕_了，學(xué)生中爆發(fā)出熱烈的掌聲。

實(shí)踐證明，演示實(shí)驗(yàn)是初中物理教學(xué)中最直觀、最有效、最常用的教學(xué)手段之一。它不僅能吸引學(xué)生的注意力，最大限度地活躍課堂氣氛，而且能有效培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力和思維能力，使學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)逐步提高。

2.提高隨堂實(shí)驗(yàn)的參與性

隨堂實(shí)驗(yàn)，一般指教師在課堂上針對(duì)一些材料易取、實(shí)驗(yàn)過程較為簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生參與設(shè)計(jì)、制作和實(shí)驗(yàn)探究，積極主動(dòng)尋找各物理量之間的關(guān)系。如在講《流體壓強(qiáng)與流速關(guān)系》這一節(jié)內(nèi)容時(shí)，教師可事先讓學(xué)生準(zhǔn)備好兩個(gè)乒乓球、一只茶杯、一支牛奶吸管、兩張白紙、兩只小紙船等。課堂上教師先把一個(gè)乒乓球放進(jìn)茶杯內(nèi)，然后請(qǐng)一位學(xué)生平對(duì)著茶杯口吹氣，乒乓球會(huì)從茶杯中跳出來，以此提問學(xué)生這是為什么。就在全班學(xué)生百思不解的時(shí)候，教師引導(dǎo)全體學(xué)生利用身邊帶來的物品進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，即引導(dǎo)學(xué)生利用牛奶吸管對(duì)著兩個(gè)乒乓球中間吹氣，用嘴對(duì)著兩張白紙中間吹氣，在水盆內(nèi)對(duì)著兩艘紙船中間沖水……動(dòng)手實(shí)驗(yàn)之后引導(dǎo)學(xué)生歸納得出：水和空氣都是在流速大的地方壓強(qiáng)較小，在流速小的地方壓強(qiáng)較大。學(xué)生聽完分析之后恍然大悟。

教學(xué)實(shí)踐表明，利用隨堂實(shí)驗(yàn)進(jìn)行教學(xué)，不但可以調(diào)動(dòng)學(xué)生參與課堂教學(xué)的積極性，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理知識(shí)的興趣，還能培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究的意識(shí)，促使學(xué)生養(yǎng)成積極思考、科學(xué)實(shí)驗(yàn)的良好習(xí)慣。

3.充分發(fā)揮分組實(shí)驗(yàn)的合作性

探究性分組實(shí)驗(yàn)是物理教學(xué)中的重要內(nèi)容，教師先創(chuàng)設(shè)問題情境，然后由學(xué)生自主收集分析處理相關(guān)的數(shù)據(jù)信息，歸納得出問題的答案。探究性分組實(shí)驗(yàn)的過程往往需要學(xué)生之間的相互協(xié)調(diào)、共同配合才能完成，教師只起到引導(dǎo)、督促和組織的作用。如在探究“電流跟哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)中，如何引導(dǎo)學(xué)生猜想電流可能與電壓和電阻有關(guān)系，引入過程既不能浪費(fèi)太多時(shí)間，又要直奔主題呢？這就需要教師在創(chuàng)設(shè)問題情境時(shí)下一番功夫。如教師可先連接一個(gè)最簡(jiǎn)單的電路，然后向?qū)W生提問：要讓小燈泡變亮一些，即通過小燈泡的電流變大一些，應(yīng)該怎么做？要讓小燈泡變暗一些，即通過小燈泡的電流變小一些，又該怎么做呢？經(jīng)過一番思考之后，學(xué)生很容易說出再增加一節(jié)干電池?zé)襞輹?huì)變亮一些，如果再串聯(lián)一個(gè)電阻燈泡會(huì)變暗一些。這樣一來，要引導(dǎo)學(xué)生猜想“電流與電壓、電阻有關(guān)”就變得非常簡(jiǎn)單了。然后，教師組織學(xué)生以學(xué)習(xí)小組為單位，采用控制變量的方法，共同討論實(shí)驗(yàn)探究的方案，并請(qǐng)有代表性的兩組各派出一名組員匯報(bào)實(shí)驗(yàn)探究方案，從中選擇一種最合理的方案共同探究。

探究性教學(xué)實(shí)踐表明，充分利用好學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，不僅能調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，促使學(xué)生密切配合、互幫互助，培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)精神，而且還能激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性思維，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，這些都有助于學(xué)生良好科學(xué)素養(yǎng)的形成。

4.利用多媒體輔助實(shí)驗(yàn)的直觀性

利用多媒體輔助實(shí)驗(yàn)教學(xué)，有助于提高學(xué)生課堂學(xué)習(xí)的參與度，逐步培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。如在復(fù)習(xí)《簡(jiǎn)單的運(yùn)動(dòng)》這一節(jié)時(shí)，經(jīng)常會(huì)遇到一些有關(guān)速度變化的v-t圖像題。針對(duì)這一類比較抽象又可以訓(xùn)練學(xué)生思維能力的試題，教師在教學(xué)中可以通過給學(xué)生播放相關(guān)的運(yùn)動(dòng)與時(shí)間變化的動(dòng)畫，引導(dǎo)學(xué)生在視覺刺激下強(qiáng)化對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容的理解。同時(shí)，也可以通過利用多媒體課件，激發(fā)學(xué)生對(duì)枯燥內(nèi)容的學(xué)習(xí)興趣，進(jìn)而彌補(bǔ)學(xué)生在感知上的欠缺，提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

5.開展第二課堂實(shí)踐活動(dòng)

學(xué)生對(duì)科學(xué)知識(shí)的探索不應(yīng)局限于課堂，畢竟課堂時(shí)間是有限的。教師在指導(dǎo)學(xué)生掌握科學(xué)探究方法的同時(shí)，應(yīng)有意識(shí)地布置一些課外探究小實(shí)驗(yàn)、小制作、小發(fā)明，拓展科學(xué)探究的時(shí)間和空間，從而多方面、多角度、多層次地培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。如學(xué)習(xí)完“聲音”的知識(shí)后，布置學(xué)生課后制作一個(gè)“土電話”；學(xué)習(xí)完“光沿直線傳播”的知識(shí)后，布置學(xué)生課后制作一個(gè)“小孔成像儀”和“日晷儀”；學(xué)習(xí)完“浮力”的知識(shí)后，布置學(xué)生課后自制一個(gè)“密度計(jì)”“孔明燈”等。

總而言之，教師要結(jié)合當(dāng)前初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)際情況，積極創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，促使學(xué)生養(yǎng)成實(shí)事求是、認(rèn)真務(wù)實(shí)的科學(xué)品質(zhì)，努力提高學(xué)生解決科學(xué)問題的能力，培養(yǎng)學(xué)生敢于質(zhì)疑、不迷信權(quán)威的科學(xué)精神，為學(xué)生未來的成長(zhǎng)和發(fā)展奠定良好的科學(xué)基礎(chǔ)。

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（責(zé)任編輯 趙永玲）