初中物理教學(xué)中學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)

劉寶利

【摘要】初中物理教學(xué)是一門集理解、觀察、分析和實(shí)驗(yàn)于一體的教學(xué)體系，最新版物理課程標(biāo)準(zhǔn)對初中物理教學(xué)進(jìn)行了更深入的定義，將核心素養(yǎng)作為指導(dǎo)方針。核心素養(yǎng)的培養(yǎng)是為了適應(yīng)社會的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)進(jìn)步的需要，即包含物理觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究、學(xué)習(xí)興趣等素養(yǎng)的培養(yǎng)，而其中科學(xué)思維和科學(xué)探究是最為關(guān)鍵的兩點(diǎn)，統(tǒng)稱為科學(xué)素養(yǎng)。文章以核心素養(yǎng)中的科學(xué)素養(yǎng)培養(yǎng)為例，展開初中物理教學(xué)實(shí)踐研究。

【關(guān)鍵詞】初中物理；科學(xué)素養(yǎng)；培養(yǎng)

【中圖分類號】G633.7【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A【文章編號】1004—0463（2022）03—0059—04

新課程對各級各類學(xué)校教育提出了要求，指出各學(xué)段教育應(yīng)該要發(fā)展學(xué)生的核心素養(yǎng)，也就是學(xué)生為了融入并適應(yīng)社會所需要的人格、技能等方面的素養(yǎng)[1]。因此，在學(xué)科教學(xué)中必須要體現(xiàn)出核心素養(yǎng)教學(xué)內(nèi)涵，而學(xué)習(xí)初中物理最重要的是學(xué)會思考和探究，所以科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)成了初中物理教學(xué)的主要目標(biāo)。

通過對最新版初中物理課程標(biāo)準(zhǔn)和核心素養(yǎng)教學(xué)內(nèi)容的深度解讀，在本階段研究中，筆者將對初中物理核心素養(yǎng)中的科學(xué)素養(yǎng)內(nèi)涵展開分析和研究。

1.科學(xué)思維素養(yǎng)?？茖W(xué)思維素養(yǎng)指的是通過物理學(xué)的角度對物質(zhì)的結(jié)構(gòu)、變化規(guī)律以及本質(zhì)屬性和內(nèi)在聯(lián)系進(jìn)行分析的過程，科學(xué)素養(yǎng)包括學(xué)生基于已有的經(jīng)驗(yàn)理論事實(shí)解決某個問題而建構(gòu)模型的心理過程，該心理活動包括想象、分析、推理、論證以及意志行為過程等[2]。在初中物理教學(xué)中，有些現(xiàn)象和問題，學(xué)生并不能直接在書本上找到概念，需要整合多個概念進(jìn)行分析研究。比如，分析某個電路圖中的一個小燈泡的電壓，學(xué)生需要將串聯(lián)和并聯(lián)電路知識、電壓表測電壓方法、歐姆定律等知識整合起來分析該問題，這些知識應(yīng)該怎樣進(jìn)行應(yīng)用，需要應(yīng)用哪些公式以及這些公式在應(yīng)用過程中需要注意的問題，等等，這些任務(wù)的完成都需要學(xué)生具備一定的科學(xué)思維素養(yǎng)。

2.科學(xué)探究素養(yǎng)。科學(xué)探究素養(yǎng)和科學(xué)思維素養(yǎng)都是科學(xué)素養(yǎng)的主要內(nèi)容，是指學(xué)生基于現(xiàn)象、問題、假設(shè)、計劃、實(shí)踐、觀察分析以及結(jié)論等探究過程所展開的學(xué)習(xí)過程。初中物理所研究的是最基本的物理現(xiàn)象，這些物理現(xiàn)象都是在生活中常見的，學(xué)習(xí)的難度也不會很大，所以非常適合通過實(shí)驗(yàn)的形式將物理現(xiàn)象遷移至課堂教學(xué)中[3]。在教學(xué)中教師設(shè)計不同類型的實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)操作，鍛煉學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力，培養(yǎng)學(xué)生對問題的分析探究能力。

3.科學(xué)交流素養(yǎng)。在物理教學(xué)中，還要注重學(xué)生科學(xué)交流素養(yǎng)的培養(yǎng)。教學(xué)中，教師可以通過各種教學(xué)方法來培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維和科學(xué)探究素養(yǎng)，但是往往會忽視讓學(xué)生將自己的解題思路展示出來，忽視讓學(xué)生通過交流互動的形式將自己的學(xué)習(xí)成果和他人分享交流。所以，交流在教學(xué)中非常重要。如果學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中能夠完整地將解題的思路和方法清晰地呈現(xiàn)出來，并且和同學(xué)們展開交流，那么對學(xué)生的學(xué)習(xí)將會有很大的幫助。

1.信息化情境助力學(xué)生理解物理概念。初中物理知識體系中有百分之八十的內(nèi)容是以概念為主，掌握初中物理概念是學(xué)習(xí)物理知識最基本的方法，而且概念是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的重要內(nèi)容，因?yàn)槌踔形锢砀拍疃夹枰斫猓枰?lián)系實(shí)際生活，不能夠死記硬背。但是對于初中生來說，特別是對剛學(xué)習(xí)物理知識的學(xué)生來講，他們在理解概念的過程中會有一定的困難，無法在腦海中構(gòu)建概念的情境，很多學(xué)生會把相類似的概念混淆，甚至有的學(xué)生以死記硬背的方式進(jìn)行概念學(xué)習(xí)[4]。

例如，在講授北師大版初中物理八年級下冊“汽化和液化”這一節(jié)課時，本節(jié)課教師要指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)汽化和液化的物態(tài)變化方式，理解汽化是吸熱，液化是放熱的過程，實(shí)際上就是要讓學(xué)生在腦海中形成有關(guān)汽化和液化的動態(tài)化過程，從而能夠?qū)蓚€概念合理應(yīng)用，在生活中以此來培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力。但是在生活中學(xué)生所遇到的有關(guān)汽化和液化的現(xiàn)象并不常見，所以概念理解起來有些困難，阻礙了學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)培養(yǎng)。為了解決該問題，教師可借助信息技術(shù)這個載體來探索初中物理概念教學(xué)的路徑。首先教師展示的是生活中利用液化石油氣燒火做飯的過程，當(dāng)打開液化石油氣罐的開關(guān)時，即可聽到液化石油氣從管口噴出的聲音，教師詢問學(xué)生液化石油氣是液態(tài)還是氣態(tài)，學(xué)生都知道液化石油氣是氣態(tài)。隨后教師展示一個透明的液化石油氣罐的圖片，學(xué)生通過圖片發(fā)現(xiàn)在罐內(nèi)液化石油氣卻變成了液態(tài)。教師引導(dǎo)學(xué)生將這兩段視頻整合起來分析，實(shí)際上就是：液化石油氣在密封的罐內(nèi)是液體的狀態(tài)，但是打開開關(guān)后罐內(nèi)的液化石油氣立刻會轉(zhuǎn)化為氣體，整個過程就是液態(tài)轉(zhuǎn)化為氣態(tài)的過程，即汽化。隨后教師繼續(xù)展示第二段視頻，該段視頻中顯示一輛在馬路上行駛的汽車，車內(nèi)開了冷氣，學(xué)生通過視頻發(fā)現(xiàn)汽車行駛的路上，有水滴從車上滴下。水滴是從哪里來的呢？需要學(xué)生思考分析。問題的關(guān)鍵就在于車內(nèi)開著空調(diào)，壓縮機(jī)里不斷地冒出冷氣，當(dāng)壓縮機(jī)冒出的冷氣和周圍空氣結(jié)合時，就會導(dǎo)致周圍空氣遇冷放熱液化為水，這就是液化的過程。

教師根據(jù)學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)，通過視頻展示生活中與汽化和液化相關(guān)的現(xiàn)象，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，引發(fā)學(xué)生的思考和研究。在教師的啟發(fā)誘導(dǎo)下，學(xué)生對現(xiàn)象產(chǎn)生的原因進(jìn)行思考，通過教師的點(diǎn)撥學(xué)習(xí)汽化和液化的知識，從而讓學(xué)生認(rèn)識到物理知識解決生活化問題的功能，通過科學(xué)思維的培養(yǎng)指導(dǎo)學(xué)生理解概念，最終實(shí)現(xiàn)科學(xué)素養(yǎng)的提高。

2.小組合作為主導(dǎo)的初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究。實(shí)驗(yàn)是初中物理教學(xué)的重要部分，在教學(xué)中教師以小組合作的形式開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)可培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力和問題探究能力。隨后教師再對實(shí)驗(yàn)進(jìn)行延伸，設(shè)置新問題讓學(xué)生思考分析，并且讓學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)來探究問題，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究素養(yǎng)。在實(shí)驗(yàn)探究的過程中，學(xué)生又會生成新的問題，新問題的解決也需要學(xué)生思考分析，對培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維能力有很好的幫助。

例如，在講授“摩擦力”這部分知識時，本節(jié)課有一個實(shí)驗(yàn)需要學(xué)生探究影響滑動摩擦力的因素有哪些，教師組織學(xué)生以小組合作的形式來開展實(shí)驗(yàn)，學(xué)生三人為一小組，教師給予學(xué)生一些實(shí)驗(yàn)器材：相同質(zhì)量的小車、相同質(zhì)量的砝碼、不同粗糙程度的木板。學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)探究得出木板越粗糙小車所受的摩擦力越大，小車的質(zhì)量越大所受的摩擦力也越大。這時候教師繼續(xù)探究下去，讓學(xué)生思考如果再繼續(xù)增加木板的光滑程度，小車所受的摩擦力就減小，相同時間施加相同的牽引力，小車向前滑行相同距離是否會增加呢？如果無限制地減小斜面的粗糙程度，最后換為光滑的木板，以同樣的牽引力牽引小車，那么小車是否會始終勻速向前運(yùn)動呢？這個問題是教師將牛頓第一定律和影響摩擦力因素實(shí)驗(yàn)結(jié)合起來教學(xué)，讓學(xué)生對實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步深入思考，探索問題解決的辦法。這時需要學(xué)生重新設(shè)計實(shí)驗(yàn)，設(shè)計的思路是探究小車在相同牽引力下，在摩擦力不同的平面上運(yùn)動的狀態(tài)。如何保證小車所受的牽引力相同是本次實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵點(diǎn)，這個問題教師要求學(xué)生以小組為單位進(jìn)行思考，鼓勵學(xué)生將自己的意見表達(dá)出來，有的學(xué)生提出每一組實(shí)驗(yàn)的小車都從相同高度的斜面滑下，這樣就能夠確保小車所受的摩擦力相同。

3.聯(lián)系自然培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維素養(yǎng)。在初中物理教學(xué)中教師可以設(shè)計聯(lián)系自然的素材，將熟悉的自然情境呈現(xiàn)在課堂上，或者可以帶領(lǐng)學(xué)生來到戶外讓學(xué)生通過親近大自然學(xué)習(xí)初中物理知識。科學(xué)知識源自自然，同時知識也是解決自然問題的鑰匙。通過自然情境引發(fā)學(xué)生思考和想象，也是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維素養(yǎng)的有效途徑。

例如，在講授北師大版初中物理八年級上冊“樂音”這節(jié)課時，要求學(xué)生掌握響度、音色、音調(diào)、頻率等與聲音相關(guān)的概念。本節(jié)課教師將自然情境作為教學(xué)素材，首先給學(xué)生呈現(xiàn)的是大自然中不同鳥兒的叫聲，有老鷹的叫聲，有麻雀的叫聲，也有烏鴉的叫聲，學(xué)生根據(jù)經(jīng)驗(yàn)很快就能夠分辨不同的鳥兒的叫聲，根據(jù)這個情境教師為學(xué)生展開音色的講解。隨后教師為學(xué)生展示響徹山谷的老虎的叫聲，以及溫柔的貓咪的叫聲，讓學(xué)生自主分析這兩種聲音的區(qū)別，學(xué)生結(jié)合教材進(jìn)行分析研究，有的學(xué)生提出這兩種聲音的響度不一樣，老虎的叫聲響度明顯大于貓咪，還有的學(xué)生認(rèn)為兩種動物叫聲的頻率不一樣，相同時間里貓咪所叫的次數(shù)更多。為了加深學(xué)生對頻率的理解，教師可以展示不同季節(jié)的雨聲，初夏時節(jié)所下的雨一般比較大，而且具有急促的特點(diǎn)，雖然時間比較短，但是雨點(diǎn)密集，所以雨聲的頻率較高。而冬天所下的雨雖然時間長，但是雨點(diǎn)下落的速度較慢，所以雨聲的頻率比較低。

結(jié)合自然界中的物理現(xiàn)象，引導(dǎo)學(xué)生對物理現(xiàn)象進(jìn)行思考分析，探索這些物理現(xiàn)象背后的知識，幫助學(xué)生理解并學(xué)習(xí)物理概念，從而培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維素養(yǎng)。

4.交流學(xué)習(xí)培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)交流素養(yǎng)。在日常教學(xué)中，我們會發(fā)現(xiàn)班上有的學(xué)生不會將自己的學(xué)習(xí)成果展示出來，在學(xué)習(xí)中也很少和同學(xué)們進(jìn)行學(xué)習(xí)交流。不懂得交流的學(xué)生也不會將自己的學(xué)習(xí)成果分享出來，在學(xué)習(xí)過程中的問題也很難暴露出來，長期帶著問題進(jìn)行學(xué)習(xí)，導(dǎo)致學(xué)生的學(xué)習(xí)效果大大下降，對學(xué)習(xí)是非常不利的。而且初中階段的物理知識，本質(zhì)上都是研究自然界的物理現(xiàn)象和規(guī)律，學(xué)生要在腦海中構(gòu)建正確而且完整的概念體系，必須要在交流學(xué)習(xí)中形成，這樣才能提高學(xué)習(xí)質(zhì)量。

例如，在學(xué)習(xí)“光的反射”這部分知識時，主要是從光的反射概念、光的反射要素、光的反射案例和光的反射實(shí)驗(yàn)進(jìn)行分析和教學(xué)。本節(jié)課的概念比較多，但是概念與概念之間的邏輯結(jié)構(gòu)比較縝密，意味著如果學(xué)生掌握了概念之間的邏輯結(jié)構(gòu)，本節(jié)課的概念將會很容易理解。在以往的教學(xué)中如果教師不去主動和學(xué)生交流，學(xué)生在學(xué)習(xí)中的問題就很難暴露出來。因此，教師開展了自主學(xué)習(xí)交流活動。在自主學(xué)習(xí)交流中，教師安排學(xué)生圍繞“光的反射”這個概念進(jìn)行學(xué)習(xí)和交流，首先，通過資料分析與光的反射相關(guān)的概念有哪些，并通過線路圖展示出來。比如，有一組的學(xué)生在光的反射線路圖中，呈現(xiàn)了入射光線和反射光線，并將這些概念清晰地展示出來。其次，教師要求學(xué)生將光的反射的生活實(shí)例呈現(xiàn)出來，比如生活中的鏡面反射等等。最后，進(jìn)一步深入要求學(xué)生通過交流合作，結(jié)合光的反射知識和學(xué)習(xí)資料，制作一個潛望鏡。在交流學(xué)習(xí)的過程中，本著層層滲透的原則，從最簡單的概念入手，先分析概念的組成，隨后聯(lián)系實(shí)際生活展開教學(xué)，最后讓學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步對概念加深理解。在交流式學(xué)習(xí)活動中，學(xué)生由淺入深逐漸開展學(xué)習(xí)工作，教師作為教學(xué)的監(jiān)督者，對學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)行監(jiān)督和考查，找出學(xué)生在學(xué)習(xí)中遇到的問題，通過解決學(xué)生的學(xué)習(xí)問題培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

在初中物理教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，需要注意的問題是，首先教師要以學(xué)生為本，本著尊重學(xué)生的原則對學(xué)生展開教學(xué)；其次教師聯(lián)系生活實(shí)際，從生活的角度進(jìn)行教學(xué)，將生活中的物理現(xiàn)象和知識呈現(xiàn)在課堂上，引導(dǎo)學(xué)生去思考和探索，從而培養(yǎng)學(xué)生的物理科學(xué)素養(yǎng)；最后科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)應(yīng)該要全面，要落實(shí)好培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維素養(yǎng)、科學(xué)探究素養(yǎng)，同時還要培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)交流素養(yǎng)。

總之，作為一名初中物理教師，應(yīng)該認(rèn)真研究和學(xué)習(xí)初中物理核心素養(yǎng)內(nèi)容，意識到核心素養(yǎng)中的科學(xué)思維素養(yǎng)和科學(xué)探究素養(yǎng)在初中物理學(xué)習(xí)中的重要性，將二者有機(jī)地融入到初中物理實(shí)際教學(xué)中，通過借助信息化教學(xué)情境、實(shí)驗(yàn)、聯(lián)系自然等方式培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

[1]謝義家.初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)研究[J].試題與研究，2020（34）：182-183.

[2]鄧長榮.確立學(xué)生主體地位，構(gòu)建自主學(xué)習(xí)課堂——初中物理自主學(xué)習(xí)教學(xué)模式的構(gòu)建[J].天津教育，2020（33）：100-101.

[3]柴曉慶.基于核心素養(yǎng)提升初中物理課堂討論交流的有效性[J].基礎(chǔ)教育論壇，2020（31）：49-50.

[4]陳龍.淺析在核心素養(yǎng)背景下提升初中物理教學(xué)有效性的策略[J].天天愛科學(xué)（教學(xué)研究），2020（11）：44.

編輯：張昀