高職物理教學(xué)中融入科學(xué)論證教育的研究

王蔚 袁雪平

摘 要：研究五年制高職物理教學(xué)中融入科學(xué)論證教育，提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。提出的策略有：以模板為支撐，工具引導(dǎo)式開展科學(xué)論證;創(chuàng)設(shè)情境模擬，以歷史上的科學(xué)家為榜樣進行角色扮演;強化實證意識，堅持實事求是的科學(xué)性原則;課內(nèi)外相結(jié)合，以學(xué)生社團活動作為課堂論證的補充。

關(guān)鍵詞：五年制高職;物理;科學(xué)論證教育;學(xué)生社團

目前，我國互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展勢頭十分迅猛，資訊發(fā)達，人們被短視頻、碎片化、快餐化的知識包圍著。搜索引擎能夠帶來各種便利的答案，人們似乎不再需要認真思考。近年來，網(wǎng)絡(luò)上謠言、非理性的“網(wǎng)絡(luò)暴力”事件偶有發(fā)生，這些現(xiàn)象提示了人們的思辨能力、論述表達能力的缺失。

2014年教育部提出建立學(xué)生核心素養(yǎng)體系，倡導(dǎo)培養(yǎng)學(xué)生的基本素質(zhì)和關(guān)鍵能力，以適應(yīng)學(xué)生終身學(xué)習和社會發(fā)展的需要。2019年，《國家職業(yè)教育改革實施方案》指出，職業(yè)教育要落實立德樹人的根本任務(wù)。五年制高職的課程體系中，物理課程是理工科學(xué)生的必修課程，其教學(xué)除了為后繼專業(yè)課程提供知識和技能的準備外，還肩負培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的重任，為學(xué)生的終身發(fā)展服務(wù)。

建構(gòu)主義是目前教育領(lǐng)域比較有影響力的理論之一，該理論提出“以學(xué)生為中心”的教育方法。將科學(xué)論證教學(xué)融入物理教學(xué)中，符合建構(gòu)主義原理，與學(xué)生的認知規(guī)律相統(tǒng)一，因此可以幫助學(xué)生更好地理解所學(xué)的物理規(guī)律。有研究者認為論證教學(xué)在物理概念的學(xué)習中，能幫助學(xué)生體驗認知過程。論證過程可以訓(xùn)練學(xué)生的交流溝通技巧，同時引導(dǎo)學(xué)生進行批判性和創(chuàng)新性推理。學(xué)生模仿科學(xué)家進行科學(xué)論證，收集資料和數(shù)據(jù)來捍衛(wèi)自己的主張，從而體驗知識的形成，加深理解科學(xué)的本質(zhì)，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。[1]科學(xué)論證教學(xué)過程能培養(yǎng)學(xué)生的實證能力、表達能力;科學(xué)論證教學(xué)還有助于培養(yǎng)學(xué)生的探究性、創(chuàng)新性、實事求是等情感、態(tài)度和價值觀。

在傳統(tǒng)的物理教學(xué)中，比較注重培養(yǎng)的能力包括理解能力、推理能力、實驗探究能力等，物理論證能力實際上是借助科學(xué)的思維方法，進行科學(xué)探究的過程中體現(xiàn)出的綜合能力。學(xué)生成長過程中，這種綜合能力對學(xué)生的終身發(fā)展和社會發(fā)展更加重要，因此，和其它能力相比，科學(xué)論證能力更加不容忽視。

一、以模板為支撐，工具引導(dǎo)式開展科學(xué)論證

實驗探究是科學(xué)論證的重要手段，可以將實驗教學(xué)作為突破口開展論證式教學(xué)?；贏DI模型，教師可以組織學(xué)生開展論證性實驗探究活動。[2]ADI模型是建立在實驗活動的基礎(chǔ)上的，以問題為導(dǎo)向，例如“物體下落的快慢由什么決定”，“平拋運動在水平方向與豎直方向的運動有什么規(guī)律”，“加速度與物體的質(zhì)量和力之間的關(guān)系是什么”，可根據(jù)ADI模型的八個教學(xué)階段進行教學(xué)設(shè)計。教師對適合開展該模型教學(xué)的內(nèi)容進行梳理，確定教學(xué)內(nèi)容，設(shè)計教學(xué)活動中的論證問題和相應(yīng)的學(xué)生任務(wù)，確定學(xué)生需要的實驗器材，編寫好相應(yīng)的導(dǎo)學(xué)案和實驗講義，同時在教學(xué)前需要準備的材料還包括論證引導(dǎo)模板，實驗探究方案模板，同伴互評指南，論證報告模板等通用材料。利用模板工具引導(dǎo)，可以更加流暢地進行科學(xué)論證教學(xué)。

理解科學(xué)是一項長期的工作，科學(xué)知識是由一群科學(xué)家共同構(gòu)建的，需要不斷地質(zhì)疑和駁斥。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，當前開展科學(xué)論證教學(xué)，對教師是一項很大的挑戰(zhàn)。很多一線物理教師對科學(xué)本質(zhì)的認識不夠全面。因此提高思想認識，改進教材，對實驗器材、教學(xué)資源等配套準備十分必要。

二、創(chuàng)設(shè)情境模擬，以歷史上的科學(xué)家為榜樣進行角色扮演

論證式教學(xué)的基本過程包括教師根據(jù)特定的教學(xué)目標和學(xué)習目標提出相應(yīng)的問題，學(xué)生根據(jù)所學(xué)知識和現(xiàn)有經(jīng)驗提出思路或解決問題的猜想，并提供證據(jù)來解釋猜想或思路的合理性。猜想或想法一旦獲得論證和同伴的認同，就可以得出結(jié)論。

在物理課程中，“自由落體運動”是根據(jù)伽利略等科學(xué)家的實驗和科學(xué)推理，得出自由落體運動的性質(zhì)是初始速度為零的勻加直線運動。滲透物理學(xué)史，讓學(xué)生進行角色扮演，使學(xué)生能夠按科學(xué)家研究的路徑，還原科學(xué)家的實驗和推理思維過程。創(chuàng)設(shè)合適的情境，讓學(xué)生對實驗方法進行選擇，引導(dǎo)學(xué)生對實驗方法進行分析和比較、選擇論證的方案，思考其它實驗方法，來培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)論證能力。論證過程中有意識地引導(dǎo)學(xué)生建立物理模型，運用歸納和概括，歸謬或推理，批判性的和創(chuàng)造性的方法，分析和解決問題，有助于學(xué)生科學(xué)思維的發(fā)展。

在獲取事實與證據(jù)的過程中，教師應(yīng)注意引導(dǎo)小組討論：通過哪些實驗現(xiàn)象獲得有效信息，哪些實驗現(xiàn)象不能幫助得出實驗結(jié)論，從這些實驗現(xiàn)象得出什么結(jié)論。引導(dǎo)學(xué)生將信息和有用信息進行比較和辯證思考。

由于課堂上的時間限制，下課后學(xué)生再次進行實驗并完成研究報告，以便學(xué)生深入理解論證方法和論證過程。同時，同伴互評也是論證過程的重要組成部分，這有利于培養(yǎng)學(xué)生尊重事實，獨立思考的科學(xué)態(tài)度。

三、課內(nèi)外相結(jié)合，以學(xué)生社團活動作為課堂論證的補充

學(xué)生社團是開展集體論證的有力的補充，住校學(xué)生課余時間長，興趣相似、志趣相投，成立了相應(yīng)的學(xué)生社團。指導(dǎo)教師可以引導(dǎo)社團學(xué)生分組學(xué)習，充分利用所學(xué)知識，就某一主題開展探索，結(jié)合課外信息資料，獨立設(shè)計實驗，對課題進行分析研究。以小論文或報告的形式提交研究結(jié)果。學(xué)?！芭形錾纭?、“科學(xué)社”、“物理興趣小組”、“狂想與論證社”、“創(chuàng)新工坊”等都可以開展科學(xué)論證活動。社團論證課題的選擇可以從課本內(nèi)容挖掘，也可以超越課本內(nèi)容。以運動學(xué)為例，學(xué)生社團探究的課題“最快的運動項目——水平地面上用人類自身獲得前進動力的運動速度分析”，“最快的球——人類運動項目中球類速度分析”，“電梯里的磅秤——力和速度的研究”，“空氣阻力對下落物體速度的影響”，“上拋乒乓球，最高能多高，影響因素有哪些”，“歷史上的自由落體運動觀念的演變”，“伽利略（牛頓）的歷史貢獻”等。

通過這種方式，學(xué)生可以加深理解和掌握在課堂上學(xué)習的物理概念和規(guī)律，同時加強了將學(xué)到的知識應(yīng)用在實踐中的綜合能力，有利于學(xué)生建立物理思想，解決實際問題能力，同時，增強他們的獨立思考意識和激發(fā)他們的創(chuàng)新能力。

參考文獻：

[1]張春麗，袁光秀.提升學(xué)生科學(xué)論證能力的課堂教學(xué)實踐案例[J]，物理教學(xué)探討2018，36（9）：4-7.

[2]馬亞鵬，伏雅潔.科學(xué)論證取向的高中物理歐姆定律教學(xué)研究[J].中學(xué)物理教學(xué)參考，2019，48（3）：8-11.

[3]鄭穎，張軍朋，張玉發(fā).高中生物理科學(xué)論證能力表現(xiàn)[J]. 物理教師2019，40（1）：2-6.

[4]張春麗，陳穎.關(guān)于高中物理實施“科學(xué)論證教學(xué)”的調(diào)研與思考[J]. 物理教師，2018，39（5）：5.

[5]弭樂，郭玉英.滲透式導(dǎo)向的兩種科學(xué)論證教學(xué)模型述評[J].全球教育展望，2017（6）