淺析物理教學中如何培養(yǎng)學生科學精神

廖文芝 施培相

摘 要：科學精神是初中物理的重要文化素養(yǎng)。在物理教學中，應充分反映學生的批判性、理性思維、勇于探索精神。通過深入探索實驗，利用社會資源，生成課程等，培養(yǎng)科學精神，激發(fā)學生科學興趣，提高科技創(chuàng)新精神，促進學生核心發(fā)展素養(yǎng)。

關鍵詞：核心素養(yǎng)；科學精神；質(zhì)疑；社會資源

2016年9月13日，“中國學生發(fā)展核心素養(yǎng)”正式發(fā)布，標志著中國進入新一輪基礎教育改革。這是我們對“素質(zhì)教育”的反思和改進，對“培養(yǎng)什么樣的人”提出了更明確的要求。

一、物理學科中科學精神的指向

科學精神是指學生在學習、理解、運用科學知識和技能等方面所形成的價值標準、思維方式和行為表現(xiàn)。具體包括理性思維、批判質(zhì)疑、勇于探究等基本要點。科學精神是學習所有自然科學的核心，在物理學科中科學精神體現(xiàn)在哪里呢？

（一）理性思維是物理學發(fā)展的基礎

理性思維是一種建立在證據(jù)和邏輯推理基礎上的思維方式。例如在研究聲音的傳播條件時，通過抽出玻璃罩中的空氣，聽到鬧鐘的聲音在逐漸減小，從而推理得出“聲音不能在真空中傳播”的結論。例如在研究力和運動的關系時，亞里士多德首先提出觀點：“有力作用，物體才運動，沒有力，物體就不會運動?！辟だ酝ㄟ^研究阻力對運動的影響，發(fā)現(xiàn)阻力越小，物體運動越遠，進一步推理得出：如果沒有阻力物體將會永遠運動下去。牛頓又對伽利略和笛卡爾的觀點進行更深入的理性分析，從而總結出著名的“牛頓第一定律”。

（二）勇于探究是物理學發(fā)展的保障

勇于探究是指具有強烈的好奇心和進取心，并具有不畏困難且堅持不懈的意志力，能大膽嘗試，積極尋求有效的問題解決方法。法拉第在物理與化學科學方面的重大貢獻完全源于他勇于探究的科學精神。1820年，奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應，引起法拉第的極大熱情，他試圖讓靜止的磁力對導線或線圈的作用而產(chǎn)生電流，但都以失敗告終。法拉第毫不氣餒，經(jīng)過近10年的不斷實驗，終于發(fā)現(xiàn)了“電磁感應定律”。

（三）批判質(zhì)疑是物理學發(fā)展的動力

批判質(zhì)疑是指要具有問題意識，能獨立思考、獨立判斷、思維縝密，能多角度、辯證地分析問題，做出選擇和決定等。伽利略敢于質(zhì)疑亞里士多德一直被奉為真理的“物體的下落速度和它的重量成正比，物體越重，下落的速度越快”理論，進行了著名的比薩斜塔實驗。1666年，牛頓用三菱鏡使太陽光發(fā)生色散現(xiàn)象，解開物體顏色之謎。之后，英國科學家赫歇爾提出質(zhì)疑：“太陽光中有沒有我們看不見的光？”經(jīng)過大量實驗終于發(fā)現(xiàn)可以使溫度計的示數(shù)上升的紅外線。隨后德國物理學家里特又提出了新的問題：“在紫色光的外面是否也有一種看不見的光呢？”通過不懈的努力最終發(fā)現(xiàn)能使熒光物質(zhì)發(fā)光的紫外線。

二、在初中物理教學中怎樣培養(yǎng)科學精神

（一）通過深入探究實驗培養(yǎng)科學精神

物理是以實驗為主的學科，但在教學過程中大部分教師都是將“探究實驗”變成了“驗證試驗”。例如在研究碘升華現(xiàn)象時，如果僅僅通過實驗現(xiàn)象直接得出結論：物體由固態(tài)直接變成氣態(tài)的過程叫做升華，那么學生的科學精神就不會得到有效培養(yǎng)。在2017年山東省煙臺市中考物理試題中的24題中提出這樣一個問題：“小明認為碘可能經(jīng)歷了由固態(tài)到液態(tài)再到氣態(tài)的變化過程，請你設計一個實驗，證明碘直接從固態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)，寫出實驗方案并扼要說明?！边@道題目大多數(shù)學生都感覺無從下手，為什么會這樣呢？我們采用“出聲思考”方法進行分析發(fā)現(xiàn)，首先學生要具備批判質(zhì)疑的科學精神，對課本的實驗要有自己獨立的思考并提出問題：“升華過程中是否會經(jīng)歷熔化？”第二，學生要有嚴謹?shù)睦硇运季S：“怎樣證明升華沒有經(jīng)歷熔化的過程？”通過分析找到“溫度”這個突破點。第三，學生要有勇于探究的能力，將思考過程用完整的實驗步驟體現(xiàn)出來。

（二）通過“生成課程”培養(yǎng)科學精神

“生成課程”（Emergent curriculum）是美國太平洋橡樹學院貝蒂·瓊斯（Betty Jones）提出的，是以真正的對話情境為依托，在教師、學生、教材、環(huán)境等多種因素的持續(xù)相互作用過程中動態(tài)生長的建構性課程。這表明課程擯棄了“本質(zhì)先定，一切既成”的思維方式，而代之以“一切將成”。例如在《生活中的透鏡》這一節(jié)中，通過調(diào)節(jié)暗箱的長度使照相機所呈的像清晰，然而學生提出問題：“為什么實際生活中拍照，并不需要調(diào)節(jié)像距？”這時很多教師會簡單解釋：“我們使用的是傻瓜式照相機，不需要調(diào)節(jié)?！钡侨绱艘粊韺W生的質(zhì)疑、理性思維等科學精神也就被忽略和抹殺了。實際教學中完全可以重視這個問題，把它作為生成課堂的一個契機，通過展示最新的照相機內(nèi)部結構，讓學生去領略最新科技的發(fā)展，去發(fā)現(xiàn)新的問題：“它調(diào)節(jié)的還是像距嗎？”“它的焦距是怎樣調(diào)節(jié)的？”等。在這個過程中學生自身的能力和態(tài)度雖然存在著較大的差異，但教學形式上的開放性和自主性，大大激發(fā)了學生的學習興趣，使學生能在課堂上主動參與，踴躍發(fā)言，并敢于大膽地對別人的意見提出質(zhì)疑，學生的科學精神也就得到了提升?！澳獮楦≡普谕?，風物長宜放眼量”。

（三）通過社會資源的利用培養(yǎng)科學精神

物理學科與學生的生活聯(lián)系密切，教學中可以將本地的社會資源充分的利用起來，多組織一些實踐性的課程進行教學。例如在城市的建筑裝修方面，與物理有關的知識應用很多。當學生有了力學、電學、熱學、光學等知識儲備之后，跟蹤一天裝修團隊，寫一篇關于“裝修中的物理”的調(diào)查報告，以下是學生報告的總結。（1）電學方面：水電改造中，雙控開關的設計；（2）光學方面：太陽能熱水器的方位與樓層的限制；（3）聲學方面：水管隔音、天花板隔音等。在學習了比熱容的知識之后，學生到周圍農(nóng)民的塑料大棚中調(diào)查，做一篇題為“塑料大棚中的物理知識的應用”。可以對其中溫室效應、增強光合作用、減少熱量散失、鋪設電熱絲、用大功率燈泡照明等展開調(diào)查研究。

參考文獻：

[1]魯后君.初中物理教學中對學生科學探究精神的培養(yǎng)[J].科學大眾（科學教育），2009（10）：8.

[2]王亞剛.淺談在初中物理教學中培養(yǎng)學生創(chuàng)新精神[J].祖國：建設版，2013（2）：60.

（作者單位：湖北襄陽南漳縣城關鎮(zhèn)胡營中學）