初中物理教學中學生科學素養(yǎng)培養(yǎng)探究

摘 要：初中物理是自然科學教育的重要組成部分，對于學生科學素養(yǎng)的培養(yǎng)具有重要意義。在當前的教育環(huán)境下，如何適應教育改革要求，促進學生全面發(fā)展，滿足社會對復合型人才的需求，是初中物理教學亟待解決的問題。分析了初中生科學素養(yǎng)現(xiàn)狀，介紹了初中物理教學中學生科學素養(yǎng)的培養(yǎng)方法。通過教學實例闡述了融入科學史與科學故事、引入跨學科知識、拓展科學視野與思維廣度、開展科學實踐活動創(chuàng)新教學方法、強化實驗教學等教學方法，并強調了實驗教學在培養(yǎng)學生科學素養(yǎng)中的重要性，希望能為初中物理教學改革提供有益的借鑒。

關鍵詞：初中物理；高效教學；科學素養(yǎng)；實驗教學

作者姓名：曾雪松（1975—），男，廣西壯族自治區(qū)柳州市第二十四中學。

隨著科技的飛速發(fā)展和社會的不斷進步，科學素養(yǎng)已成為現(xiàn)代公民必備的基本素質之一。物理學科作為自然科學的重要分支，其知識體系和思想方法對于培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng)具有舉足輕重的作用。初中階段是學生接觸物理學科的起點，也是培養(yǎng)學生科學素養(yǎng)的關鍵時期。新課改明確提出要培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng)，但在實際教學中，由于種種原因，學生科學素養(yǎng)的培養(yǎng)效果還有較大的提升空間。因此，如何在初中物理教學中有效培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng)，成為當前教育領域中亟待解決的問題。

一、初中生科學素養(yǎng)現(xiàn)狀

科學素養(yǎng)體現(xiàn)為一個人能夠在掌握、理解科學基本概念和原理的基礎上，運用科學方法進行探究，得出基于證據的結論，其中包括參與科技活動的能力和態(tài)度。科學素養(yǎng)的培養(yǎng)尤為重要，不僅關系到學生個人的全面發(fā)展，也關系到國家未來的科技競爭力。

初中生普遍對科學探索表現(xiàn)出濃厚的興趣，這種興趣源于他們對未知世界的好奇心和對知識的渴望。他們愿意主動參與各種科學實驗和活動，享受在實驗室里動手操作、觀察實驗現(xiàn)象的樂趣，同時通過探究尋找問題的答案，滿足自己的好奇心。在科學課堂上，學生們通常展現(xiàn)出較高的參與度和活躍度，他們喜歡與同學一起討論科學問題，分享自己的觀點和見解，也喜歡向教師提問，進一步拓展自己的知識領域［1］。這種積極的學習態(tài)度不僅有助于他們掌握科學知識，還能培養(yǎng)他們的科學思維和創(chuàng)新能力。然而，也有部分學生由于學業(yè)壓力或其他因素，對科學探索的興趣不高。隨著學業(yè)負擔的增加，一些學生感到時間和精力有限，難以在科學學習和其他課程的學習之間取得平衡。此外，部分學校過于注重應試教育，忽視了對學生科學興趣和探索精神的培養(yǎng)，這也在一定程度上削弱了學生對科學的熱情。

在科學態(tài)度與價值觀方面，初中生普遍展現(xiàn)出對科學的深厚情感和尊重，能夠認識到科學是推動人類社會進步的重要力量。在課堂討論中，學生常常展現(xiàn)出對科學知識的熱情和興趣，愿意投入時間和精力去學習和掌握科學知識，這是他們尊重科學、熱愛科學的具體表現(xiàn)。但在這種氛圍中，也存在兩種極端現(xiàn)象。一方面，部分學生對科學過度崇拜，認為科學無所不能，能夠解決所有問題，忽視了科學探索的復雜性和局限性［2］。這種態(tài)度可能會導致他們在面對科學難題時產生挫敗感，甚至失去對科學的信心。另一方面，部分學生輕視科學，認為科學只是書本上的知識，與現(xiàn)實生活沒有太大關聯(lián)。這種態(tài)度不僅會影響學生對科學知識的掌握和理解，也會阻礙他們形成正確的科學觀念和價值觀。

二、如何在初中物理教學中培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng)

（一）融入科學史與科學故事

物理學的發(fā)展歷程伴隨著無數(shù)杰出科學家的奮斗與探索。通過講述物理學家的故事和科學史，能夠激發(fā)學生對物理學的興趣和熱愛，使他們能更好地理解物理學的深層內涵和價值，培養(yǎng)他們的科學精神和創(chuàng)新能力。

例如，學生在學習浮力知識時，會接觸到阿基米德定律，這一物理定律揭示了物體在液體中受到向上浮力，其大小等于物體所排開的液體重量的本質。教師可以通過講述該定律背后的科學故事，激發(fā)學生的物理學習興趣，培養(yǎng)他們的科學精神和創(chuàng)新能力。阿基米德這位偉大的古希臘科學家，曾面臨一個挑戰(zhàn)：幫助國王檢驗工匠制作的一頂純金皇冠是否摻假。由于皇冠的重量與所給黃金的重量完全一致，阿基米德并未采用直接稱重的方式，而是運用自己深厚的物理學知識和敏銳的觀察力，設計了一個巧妙的實驗。他將皇冠和等重的純金塊分別放入水中，觀察它們排開的水量。結果發(fā)現(xiàn)，皇冠排開的水量比純金塊多，這意味著皇冠的體積比純金塊大，但它們的重量又相同。由此，阿基米德推斷出皇冠中一定摻入了密度較小的其他物質。這一實驗不僅解決了國王的疑問，更為人們揭示了浮力的奧秘?；诎⒒椎鲁錆M創(chuàng)新和實驗精神的探究過程，教師可以引導學生思考如何像阿基米德一樣，運用所學的物理知識解決實際問題，培養(yǎng)他們的創(chuàng)新思維和解決問題的能力。

（二）引入跨學科知識

物理學與其他學科之間存在密切的聯(lián)系。在物理教學中引入其他學科的知識，能夠拓寬學生的知識視野，培養(yǎng)他們的跨學科思維和綜合能力。將物理學知識與生物、地理等學科的知識相結合，可以讓學生更好地理解自然界的規(guī)律和現(xiàn)象，從而提升他們的科學綜合素養(yǎng)［3］。

例如，物理學與生物學相結合。利用阿基米德定律解釋生物（如魚類）在水中的浮力現(xiàn)象，觀察不同種類的魚（如淡水魚和海水魚）在不同水域中的浮沉情況，讓學生理解浮力對生物生存的重要性。利用光學知識解釋生物（如人類、昆蟲）的視覺機制，通過模擬實驗，讓學生利用光學儀器模擬眼球的成像過程，理解近視、遠視等視覺問題的成因和矯正方法。

物理學與地理學相結合。利用萬有引力定律解釋地球、月球、太陽之間的運動關系，借助動畫和視頻展示地球的公轉和自轉現(xiàn)象，讓學生理解萬有引力在天體運動中的作用。利用熱力學知識解釋氣候變化的原理和影響，通過分析溫室效應、熱島效應等現(xiàn)象，讓學生理解熱力學原理在氣候科學中的具體應用。

（三）拓展科學視野與思維廣度

隨著科學技術的飛速發(fā)展，人工智能、量子計算、氣候變化等前沿領域的創(chuàng)新成果不斷涌現(xiàn)。在物理教學中，教師應引導學生關注這些熱點，了解科學對社會發(fā)展的推動作用［4］。通過組織學生參與科學講座、研討會等活動，讓他們了解最新的科學進展，激發(fā)其科學興趣，培養(yǎng)他們的科學思維和創(chuàng)新能力。

例如，在學習“探索宇宙”一課時，教師可以組織學生觀看我國探月工程的視頻，讓學生更好地了解科學發(fā)展，感受科學的魅力和價值。教師提前搜集并篩選關于我國探月工程的精彩視頻，確保視頻內容既具有科學價值，又能夠吸引學生的興趣；同時，準備相關背景資料和討論問題，以便師生在觀看后進行交流和探討。課堂上，教師可首先向學生介紹探月工程的背景和重要性。隨后，用多媒體設備播放精選的視頻資料，一一呈現(xiàn)精彩瞬間，如嫦娥五號探測器成功發(fā)射、在月球軌道上運行、在月球表面軟著陸，以及“玉兔號”月球車開展科學探測等，讓學生感受到科學探索的樂趣。視頻播放結束后，教師可組織學生進行討論，讓學生表達自己對探月工程的感受，探討我國科學技術的飛速發(fā)展和國際地位，同時圍繞視頻中的科學原理、技術應用等展開深入交流。討論結束后，教師應總結和歸納學生的觀點，引導他們認識科學探索的重要性和價值，強調科學不僅是一門學科，更是一種探索未知、追求真理的精神。

通過觀看探月工程視頻，學生會對物理學產生濃厚的興趣，意識到物理學不僅有趣，而且具有重要的實用價值。這種興趣和熱情將激發(fā)他們更加積極地參與物理學習和探索活動。在拓展科學視野和思維廣度的過程中，學生能夠逐漸形成科學精神，學會用科學的眼光看待問題、用科學的方法解決問題，進而有效提升科學素養(yǎng)。

（四）開展科學實踐活動

科學實踐是物理教學的重要組成部分，它能夠讓學生在實踐中感受科學的魅力，拓寬科學視野。教師可以組織學生開展科學考察、科學制作、科學競賽等活動，讓學生親身參與到科學實踐中，了解科學原理和實驗方法，進一步提升他們解決實際問題的能力［5］。

例如，某教師組織了一次航模制作與比賽活動?；顒娱_始前，教師首先向學生講解了航模的基本原理和制作流程，包括空氣動力學、材料力學、機械傳動等方面的知識。為了確保每個學生都能夠順利完成制作任務，教師還提供了航模制作所需的材料和工具。在制作過程中，學生們積極參與，發(fā)揮自己的創(chuàng)造力和動手能力。他們首先根據圖紙進行切割、打磨和組裝等，其次調試機械傳動系統(tǒng)，最后進行飛行測試。在制作過程中，學生們遇到了各種問題和挑戰(zhàn)，但他們通過自主探究和合作討論，找到了解決方法，由此提高了解決問題的能力。制作完成后，教師組織了航模比賽，分為起飛、飛行穩(wěn)定性和著陸等多個環(huán)節(jié)。在比賽中，學生們展示自己的航模作品，調整和控制模型的飛行姿態(tài)、速度和方向，充分發(fā)揮自己的技能和經驗，力求取得好成績。

像這樣的科學實踐活動，有助于學生切實提升動手能力和解決實際問題的能力，體驗科學探索的樂趣，激發(fā)對科學的興趣。此外，比賽環(huán)節(jié)還可以培養(yǎng)學生的團隊協(xié)作能力，讓他們學會如何與他人合作、如何面對挑戰(zhàn)和失敗等重要的生活技能。

（五）創(chuàng)新教學方法

引入現(xiàn)代教育技術是提高學生學習興趣和參與度的重要手段。利用多媒體、網絡等現(xiàn)代教育技術，教師可以豐富教學手段，直觀、生動地呈現(xiàn)知識，從而激發(fā)學生的學習興趣和主動性。這不僅有助于提升學生的學習效果，還能培養(yǎng)學生的信息素養(yǎng)和終身學習能力。

例如，在教學“電與磁”的相關內容時，教師可以采用多媒體結合科技前沿的方式，生動地展示電磁炮的原理，以激發(fā)學生的學習興趣，培養(yǎng)他們的科學素養(yǎng)。首先，教師可播放一則短視頻，介紹電磁炮是現(xiàn)代科技前沿的代表性技術，重點說明其在軍事、科研等領域的廣泛應用，由此激發(fā)學生對電磁炮原理的好奇心和學習興趣。然后，教師可用動畫展示電磁炮的工作原理，包括磁場產生、電流導體和物體加速三個方面，并詳細解釋安培定律和法拉第電磁感應定律在其中的應用。

這種多媒體技術與科技前沿相結合的教學方法，既能幫助學生直觀理解復雜的物理概念，又能提升學生對前沿科學技術的關注，有助于他們形成更深層次的學習動機，培養(yǎng)他們的科學素養(yǎng)［6］。

（六）強化實驗教學

在物理教學的深化與革新過程中，實驗教學扮演著至關重要的角色。它為學生提供了將理論與實踐相結合的平臺，是培養(yǎng)學生科學素養(yǎng)和創(chuàng)新能力的關鍵途徑。物理學作為一門以實驗為基礎的自然科學，其理論和規(guī)律的發(fā)現(xiàn)、驗證和應用都離不開實驗。實驗教學有助于學生通過動手操作深化對物理概念的理解，提升學習的實效性。精心設計實驗內容是實驗教學成功的關鍵。教師在設計實驗時，應充分考慮教學內容和學生的實際水平，選擇具有針對性、趣味性和探究性的實驗項目［7］，以激發(fā)學生的學習興趣，引導學生主動思考、探索和創(chuàng)新。

例如，在教學“透鏡及其應用”時，某物理教師設計了制作望遠鏡的實驗。實驗材料包括兩個不同焦距的凸透鏡、紙質望遠鏡筒，膠水、剪刀和尺子等制作工具。學生將兩個不同焦距的凸透鏡分別作為物鏡和目鏡，按照一定的比例和距離，將物鏡和目鏡固定在望遠鏡筒內，并在望遠鏡筒的一端留出開口，作為觀測口。在制作過程中，教師向學生解釋了凸透鏡的基本光學原理，包括凸透鏡對光線的匯聚作用和成像規(guī)律，引導他們探究了目鏡焦距對望遠鏡成像質量的影響。制作完成后，學生使用自制望遠鏡觀測遠方物體，在實踐中探索如何通過調整焦距和角度，找到良好的觀測位置。在這一實驗中，學生不僅掌握了透鏡的基本原理和望遠鏡的構造，還培養(yǎng)了動手能力、觀察力、思維能力和解決問題的能力。

結語

研究表明，學生在物理學習過程中，不僅需要掌握扎實的物理知識，還需要培養(yǎng)科學思維、探究精神和創(chuàng)新能力等科學素養(yǎng)。本文提出多種教學策略，希望能為初中物理教學帶來新的思路和方法，激發(fā)學生的學習興趣，提高教學質量。

展望未來，我們需要持續(xù)探索新的教學模式和方法，以更好地滿足學生需求和時代要求。通過深化教育改革，打破傳統(tǒng)教學模式的桎梏，探索更加靈活、多樣化的教學方法，為學生提供優(yōu)質的教育資源和服務。

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