物理教學培養(yǎng)學生科學素養(yǎng)的實踐策略

王麗軍

科學素養(yǎng)是我國學生核心素養(yǎng)的重要組成部分，其培養(yǎng)需要各學科教師共同努力、協(xié)同配合。筆者認為，學生通過分科課程的學習已經(jīng)逐步形成相對穩(wěn)定的學科核心素養(yǎng)，在此基礎(chǔ)上進行有效的學科融合，可以進一步促進學生科學素養(yǎng)的提升。因為實際問題的解決，往往需要綜合運用多種學科知識。同時，不同學科教師的學科背景、思維方式不同，針對同一主題進行講解，可讓學生的視野更加寬闊、視角更加多元、思維更加活躍。但在現(xiàn)實教學中，隨著年級的升高，課程知識體系愈加復雜，加之長期分科教學，教師的課程整合能力不足，使得學科間的融合制約重重。如何增強課程的統(tǒng)整性、綜合性、實踐性，加強不同學科教師間的合作？本文以“電動勢”的概念教學為例，談?wù)勗趯W科教學中培養(yǎng)學生科學素養(yǎng)的策略。

培養(yǎng)學生科學素養(yǎng)的物理教學策略

重視概念教學

概念是科學的細胞。使學生準確理解概念、澄清前概念可能帶來的某些誤解，不僅有利于學生對知識的把握，也有利于其思維能力的健全發(fā)展。概念教學的策略主要有——

其一，創(chuàng)設(shè)豐富的物理情景，獲取感知，經(jīng)過思維加工，形成定義。物理概念是客觀事物關(guān)于物理的共同屬性和本質(zhì)特征在人們頭腦中的反映，是客觀事物的抽象。對客觀事物的展示，對其中共同屬性和本質(zhì)特征的歸納，對于概念的得出非常重要。深入理解非靜電力是建立“電動勢”概念的基礎(chǔ)。教師可以利用大量圖片、實物、實驗，讓學生充分感知電池種類的豐富和內(nèi)部原理的復雜多樣，發(fā)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)化、各種電源都能移動電荷的共性特點，從而建立物理模型，抽象出非靜電力的概念。

其二，加強實驗教學。實驗可以使學生獲得豐富、生動、深刻且更能反映事物共同特征和本質(zhì)特征的感性認識，培養(yǎng)學生的觀察能力、理解能力和思維能力，以及學生學習物理的興趣。本節(jié)課重點設(shè)計了五個實驗：分析電源和電容、大電容和小電容對小燈泡供電效果的影響因素;展示化學電池、溫差電源、光伏電池、電磁發(fā)電等不同電源對外電路供電的過程，分析能量轉(zhuǎn)化情況;測量鋅銅干電池、不同容量干電池、舊電池、水果電池的電動勢，分析得出電動勢與哪些因素有關(guān);演示用電動勢差不多的干電池和水果電池為小燈泡供電的效果;外電路變化時端電壓的變化。

其三，對待同一個問題從不同的維度進行思考，建立模型。在概念學習中，學生如果能主動從各種渠道獲取信息，拓展知識面，可以促進知識的融合滲透，培養(yǎng)綜合運用知識、跨學科探索問題和解決問題的能力。本節(jié)課由化學教師講授化學電池的工作原理，簡單介紹干電池、氫氧燃料電池、鋅汞電池、蓄電池等電池內(nèi)部的物理化學作用;物理教師以“鋅銅原電池”為例講解為什么兩極會有電勢差，通過整合物理、化學知識，讓學生深入了解了幾種化學電池內(nèi)部的工作原理，解決了學生的困惑、問題，同時培養(yǎng)了學生學科融合意識和跨學科學習能力。

其四，聯(lián)系實際，在問題解決中加深對概念的理解。例如，列舉生活中的事例：用100F的電容為小燈泡供電，小燈泡也可以發(fā)光很長時間。以此向?qū)W生說明，為小燈泡提供電流的時間長短和電容有關(guān)，進而引導學生理解：電容和電源具有儲存能量和釋放能量的相同點，其不同點是內(nèi)部結(jié)構(gòu)不同，對電路的影響不同。此外，教師還可以引導學生了解科技的發(fā)展，激發(fā)學生對科技的興趣，使學生認同“科學改變并服務(wù)人類生活”的觀念。

重視教學方法

在物理教學中，教師要通過某種典型事例，引導學生學會從具體到抽象的方法，如各種電源都能移動電荷做功這一共同點，可以抽象出非靜電力的概念。這種抽象在日常生活中并不少見。例如，世界上并沒有什么“水果”，真正有的是蘋果、香蕉、柑橘、梨等，水果是一個比它們都抽象的概念，因而也是比它們更高一個層次的概念。在“電動勢”一課的教學中，為了幫助學生建構(gòu)正確的概念，筆者多次用到類比的辦法，并參照學生可觀察到的事物或曾有的體驗加深其理解。

重視學科整合

學科整合，可以讓教師在交流中、在講解本學科知識的基礎(chǔ)上，不斷理解其他學科的知識，構(gòu)建更加豐滿、立體的知識體系;有利于教師提升專業(yè)素養(yǎng)，打破學科思維局限，樹立學習研究意識。從這個角度說，學科整合首先要求教師之間進行有效溝通、交流，提高科學素養(yǎng)。課后，筆者面向?qū)W生做了問卷調(diào)查，其中一個問題是，這節(jié)課你印象最深的是什么。學生們反饋較多的有：“實驗加深了我們對知識的理解?！薄安煌瑢W科之間知識的交叉滲透，對各種電池的介紹，這樣上課，生動有趣，十分新穎?！薄案鲗W科互相聯(lián)系，建構(gòu)了知識橋梁，可以使知識更牢固。”……從學生們的回答可以看到，他們對這種方式是比較認可的。有幾個學生下課后還主動和教師探討溫差電池的原理，并打算將溫差電池作為課題進行深入研究。

開展融合教學的收獲和體會

筆者和參與做課的化學教師在研究和備課的過程中多次交流，對交叉問題的認識越來越清楚，對與生活實際相聯(lián)系的問題也有了進一步的了解。這是一個師生共同進步的過程。但對這種做法，筆者也聽到了一些質(zhì)疑的聲音——

一種是“物理課就應(yīng)該講物理學的知識，化學課就應(yīng)該講化學課的知識，整合是學生學習多學科內(nèi)容后自己的事”。對此，筆者認為，如果教師沒有整合的意識和能力，只站在本學科的角度研究問題，不了解其他學科如何講，講解的內(nèi)容和層次只能在低水平上徘徊。這種講授的結(jié)果往往是，一部分聰明的孩子可能通過自己研究學習，最終將學科間的知識整合到一起，但相當一部分孩子根本沒有整合的意識和能力，認為化學反應(yīng)就是化學反應(yīng)，電勢躍升就是電勢躍升，這兩者沒有什么關(guān)系。

另一種是“有沒有必要把學科之間的界限劃分得這么嚴格”？事物本是一個整體，因為有了不同的學科，有了分科教學，不同的學科研究問題的角度、建構(gòu)的思維模型不同。從教育的角度看，我們在知識教學的過程中最重要的是培養(yǎng)“全面發(fā)展的人”，而不僅僅是讓學生掌握一個個具體的知識點。所以，在實際教學中，為什么不可以把課堂的邊界擴展一些、課程的邊界淡化一些，和其他學科“走動”一下？

還有一種是“高考對于這部分的考查不是很難，有沒有必要花這么大的精力去建構(gòu)知識？通過練習，讓學生會做題就可以了”。筆者的想法是，“題海戰(zhàn)術(shù)”對于提高升學率是有效的，為了應(yīng)付考試，很多學生通過機械識記可能知道物理概念的定義、公式，但他們可能根本不理解概念本身。而且這種教學方法會扼殺學生的主動性和創(chuàng)造性?？茖W素養(yǎng)不是一朝一夕能夠形成的，需要在各學科，在每一個知識教學、每一個問題設(shè)計中循序漸進地培養(yǎng)，需要學生內(nèi)化為對科學的熱愛、對科學研究的興趣，掌握科學規(guī)范的研究方法，養(yǎng)成有邏輯、有深度的思維方式，樹立嚴謹認真的科學態(tài)度。這對于教師來說是一個永恒的研究課題。