初中物理實驗教學(xué)中科學(xué)思維的培養(yǎng)

王曉靜

【摘 要】科學(xué)思維是影響教學(xué)活動的后續(xù)推進(jìn)的第一要素，在初中物理實驗教學(xué)環(huán)節(jié)，客觀實驗現(xiàn)象與抽象理論知識相互配合，共同構(gòu)成了學(xué)生認(rèn)知物理知識的基本框架。要進(jìn)一步開發(fā)物理教學(xué)的育人價值，教師必須做好科學(xué)思維的培養(yǎng)，使學(xué)生形成推導(dǎo)、質(zhì)疑、總結(jié)等素養(yǎng)。本文對初中物理實驗教學(xué)中如何培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維進(jìn)行探析。

【關(guān)鍵詞】科學(xué)思維;初中物理;實驗教學(xué);培養(yǎng)策略

結(jié)合現(xiàn)階段的教學(xué)活動來看，科學(xué)思維的培養(yǎng)必須遵循以下三大原則：注重教學(xué)活動的緊密邏輯，實現(xiàn)歸納和演繹的統(tǒng)一;注重辯證分析方法和綜合分析方法的應(yīng)用;注重邏輯與歷史的一致，確保理論與實踐高度協(xié)調(diào)。在物理實驗教學(xué)活動中，科學(xué)思維表現(xiàn)為求知、求真、求異等素養(yǎng)，借由多元實驗計劃培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維，才能使物理教學(xué)活動發(fā)揮出更大的作用。

一、設(shè)計實驗方案，培養(yǎng)科學(xué)探究思維

要使學(xué)生在初中物理實驗教學(xué)活動中形成出色的科學(xué)思維，教師必須對教學(xué)方法進(jìn)行調(diào)整。強調(diào)實驗教學(xué)活動的自主性、開放性、科學(xué)性，為學(xué)生提供探究、積累、創(chuàng)造的機會，才能進(jìn)一步開發(fā)學(xué)生的物理科學(xué)思維。從物理教學(xué)的基本要求來看，在實驗教學(xué)活動中，學(xué)生所采取的實驗方案、實驗內(nèi)容與教師的實驗計劃完全一致，學(xué)生的獨立意識、自由思想無法表現(xiàn)出來，其嚴(yán)重缺乏獨立探究的良好意識。在后續(xù)的教學(xué)活動中，也無法形成自主探究、深入探究的科學(xué)思維。教師應(yīng)該在物理實驗教學(xué)活動中引入“甩手掌柜”思想，要求學(xué)生對自己負(fù)責(zé)，獨立設(shè)計實驗方案，以此來培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究思維，使學(xué)生在探究、反思的過程中學(xué)習(xí)物理知識。

以蘇科版初中物理八年級上冊《聲音的特征》的教學(xué)為例，圍繞教材內(nèi)容，學(xué)生了解到聲音能夠在不同的介質(zhì)中傳播、聲音具有穿透力、聲音通過振動產(chǎn)生等知識。教師可要求學(xué)生設(shè)計實驗，證明有關(guān)觀點，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究思維。在這一過程中，學(xué)生首先對聲音的特點進(jìn)行選擇，然后確定實驗方案與實驗器材，在開展實驗的同時記錄實驗結(jié)果，思考實驗結(jié)論是否成立。以“聲音能夠在不同的介質(zhì)中傳播”的證明為例，學(xué)生利用塑料軟管、注射器進(jìn)行證明：在日常生活中，聲音通過空氣進(jìn)行傳播;但在用注射器抽光塑料軟管內(nèi)的空氣之后，在塑料管的另一端說話，測試學(xué)生還是能夠聽到聲音，證明聲音能夠在固體中進(jìn)行傳播。圍繞聲音的不同特質(zhì)，學(xué)生確定了不同的實驗方案，得出了相應(yīng)的實驗成果。鼓勵學(xué)生獨立探究，培養(yǎng)其科學(xué)探究思維，在幫助學(xué)生形成物理素養(yǎng)的同時，更能夠深入挖掘?qū)W生的科學(xué)意識。

二、開展實驗活動，培養(yǎng)科學(xué)操作思維

部分物理實驗所涉及到的實驗材料與實驗現(xiàn)象比較復(fù)雜，在教學(xué)指導(dǎo)活動中，學(xué)生需要學(xué)習(xí)多種實驗知識，實驗流程繁瑣。故此，為了保障正常的教學(xué)進(jìn)度，部分教師選擇將實驗剔除，借由語言敘述描述實驗現(xiàn)象。在這種情況下，學(xué)生無法觀察到客觀的實驗現(xiàn)象，對于教師所給出的真理依舊“存疑”。要培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維，必須強調(diào)物理實驗教學(xué)的真實性特點，在教學(xué)活動中引導(dǎo)學(xué)生開展實驗，才能為學(xué)生科學(xué)思維的萌發(fā)創(chuàng)造條件。對于一些較為復(fù)雜、繁瑣的實驗，教師更應(yīng)該對其進(jìn)行保留，鍛煉學(xué)生的實驗操作能力，使其形成科學(xué)思維。

以蘇科版初中物理八年級上冊《透鏡》的教學(xué)為例，教師可要求學(xué)生利用凸透鏡、凹透鏡和平面鏡分別進(jìn)行實驗，根據(jù)不同的實驗結(jié)果分析透鏡的特點。學(xué)生對實驗方案進(jìn)行設(shè)計，并對實驗細(xì)節(jié)進(jìn)行規(guī)劃：為探究三種透鏡的特點，應(yīng)該保持光源、光的入射角度、光到透鏡的距離等要素完全一致，避免因人為操作而產(chǎn)生的誤差問題。對于實驗現(xiàn)象，可在透鏡的后方、前方分別放置黑色卡紙，觀察光的變化。實驗發(fā)現(xiàn)，平面鏡的前方卡紙上出現(xiàn)了光柱，證明平面鏡反射光;凸透鏡后形成了小光點，證明凸透鏡匯聚了光;在凹透鏡后，卡紙上出現(xiàn)了較大的光圈，凹透鏡發(fā)散光的特點被記錄下來。在實驗的過程中，為了保障實驗結(jié)果的精準(zhǔn)、科學(xué)，學(xué)生對實驗操作過程進(jìn)行控制，然后得出實驗結(jié)論。對實驗誤差、實驗現(xiàn)象等要素進(jìn)行強調(diào)，幫助學(xué)生確定實驗內(nèi)容，能夠使學(xué)生獲得更為豐富的實操經(jīng)驗，進(jìn)而逐步培養(yǎng)自身的科學(xué)思維。

三、精解實驗流程，培養(yǎng)科學(xué)互動思維

科學(xué)思維來源于教材與教學(xué)活動。在培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維的過程中，教師既要為學(xué)生預(yù)留獨立思考的空間，又要幫助學(xué)生構(gòu)建良好的互動關(guān)系，借助個人靈感、團(tuán)體協(xié)作的相互配合，激發(fā)學(xué)生的科學(xué)思維。在初中物理實驗過程中，學(xué)生的實驗方案不同、得出的實驗結(jié)果不同，最終得出的實驗結(jié)論也不盡相同。當(dāng)教師引導(dǎo)學(xué)生圍繞有關(guān)實驗開展互動時，學(xué)生的實驗經(jīng)驗互相交流，將轉(zhuǎn)化為新的學(xué)習(xí)靈感。在實驗教學(xué)環(huán)節(jié)，可對實驗流程進(jìn)行精細(xì)講解，要求學(xué)生以小組為單位，分別給出實驗方案，確定實驗細(xì)節(jié)。

以蘇科版初中物理八年級下冊《氣體的壓強》的教學(xué)為例，在設(shè)計實驗的過程中，學(xué)生可能會產(chǎn)生意見上的分歧：部分學(xué)生認(rèn)為，氣體是不存在壓強的，因為氣體的質(zhì)量、密度極低，所產(chǎn)生的壓強可以忽略不計。部分學(xué)生則根據(jù)實驗提出反對意見：準(zhǔn)備打氣筒與氣球，當(dāng)不斷對打氣筒打氣時，氣球不斷碰撞，最后炸裂，因為氣球的內(nèi)部壓強大于外部壓強，氣體的壓強撐破了氣球。學(xué)生則認(rèn)為，排氣管受到了力產(chǎn)生氣體，是這種“力”撐破了氣球。學(xué)生持有不同的意見，對實驗流程進(jìn)行重新規(guī)劃，根據(jù)“氣體的壓強”這一話題提出新的實驗方案。在互動的過程中，部分學(xué)生的觀點是錯誤的，其將壓強、力等概念混淆起來，導(dǎo)致給出了錯誤的結(jié)論。但作為學(xué)生的引導(dǎo)者，教師應(yīng)避免直接給出結(jié)論，而是要引導(dǎo)學(xué)生在爭論、證明的過程中主動反思錯誤。借由互動，學(xué)生的觀點互相碰撞，學(xué)生在推敲個人觀點的同時檢驗他人的意見，科學(xué)思維正在逐步提升。

四、反思實驗成果，培養(yǎng)科學(xué)歸納思維

物理實驗不應(yīng)該僅在某一單元的教學(xué)活動中發(fā)揮作用，在實驗教學(xué)環(huán)節(jié)，學(xué)生所積累的經(jīng)驗、操作都應(yīng)該成為未來的物理學(xué)習(xí)靈感。發(fā)揮物理實驗“承上啟下”的作用，才能進(jìn)一步開發(fā)物理實驗的教學(xué)管理價值。在嘗試借助物理實驗培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維的過程中，教師必須帶領(lǐng)學(xué)生及時回顧以往的實驗流程，積累實驗經(jīng)驗，完成科學(xué)思維的培養(yǎng)任務(wù)。