培養(yǎng)初中科學(xué)實證意識

奚曉萍

摘 要：隨著我國教學(xué)改革力度的不斷加強，在教學(xué)過程中對于學(xué)生核心素養(yǎng)的提升也提出了更高的要求。理性思維作為學(xué)生核心素養(yǎng)中的重要部分，其關(guān)注科學(xué)中的實證，主要是通過對證據(jù)的考察和內(nèi)在關(guān)系的邏輯分析，引導(dǎo)學(xué)生進行提出、證偽、證實以及修正等四個方面的討論，借此獲得良好的實證意識培養(yǎng)效果?；诖?，主要就初中科學(xué)《地球的形狀》作為教學(xué)案例，對初中科學(xué)課堂教學(xué)過程中實證意識的培養(yǎng)進行了探究分析。

關(guān)鍵詞：實證意識;初中科學(xué)課堂;核心素養(yǎng)

在我國教育部門2016年頒發(fā)的《中學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)》中，就對學(xué)生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)要求進行了明確。實證意識培養(yǎng)作為中學(xué)生核心素養(yǎng)中的重要內(nèi)容，要求學(xué)生在假設(shè)—尋求證據(jù)—得出結(jié)論以及轉(zhuǎn)化技術(shù)這一過程中，進行自身理性思維的培養(yǎng)工作，對學(xué)生的后續(xù)成長以及學(xué)習(xí)能力的提升也有積極的意義?！暗厍虻男螤睢笔浅踔锌茖W(xué)課程中的一個章節(jié)，本文主要就以該章節(jié)作為具體內(nèi)容，對學(xué)生實證能力的培養(yǎng)流程進行了探究與分析。

一、初中科學(xué)課堂教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生實證意識過程

科學(xué)是一種求真的活動，其結(jié)果是確定的，能經(jīng)得起反復(fù)驗證的?？茖W(xué)的實證包括證實與偽證，證實過程需要大量的事實依據(jù)，而偽證只需要一個相反的例子，從而建立新的觀點，以說明證明理論的正確性。在初中科學(xué)課堂教學(xué)過程中，老師要尊重學(xué)生的主體地位，應(yīng)用多種教學(xué)方法，讓學(xué)生參與到實證過程中。

1.對觀點最初的認知

以前人們因為活動范圍比較小，使認知能力受到限制，對地球的形狀認知上大多根據(jù)傳說以及自身的經(jīng)驗來進行解釋，這樣就形成了很多種說法。由此可見，以前人們對于地球的觀察方式單一，缺少科學(xué)的理論與實證過程，人們多是通過觀察廣闊的草原或者其他地貌來進行地球的認知，經(jīng)過自身的大腦信息加工之后會得到地球是平的這一錯誤理論。此外古代人在抬頭看天的過程中還會將地球作為世界的中心，逐漸出現(xiàn)了天圓地方的說法。

2.建立新的理論與觀點

隨著人們生活活動范圍的擴大，會發(fā)現(xiàn)帆船在離我們遠去的時候，船身是先消失的，隨后才是桅桿這一現(xiàn)象。在針對這一事實進行科學(xué)解釋的時候，發(fā)現(xiàn)“地方學(xué)”并不能對該情況有效解釋。在原本的地方說中應(yīng)當是船身跟桅桿一起消失的，跟觀察到的事實存在著非常大的出入，在此基礎(chǔ)上可以進行原本觀點的證偽。

二、地球是球體的提出與證實

在中學(xué)教學(xué)過程中對學(xué)生的科學(xué)能力進行培養(yǎng)時，因為海平面是無法直接在課堂上進行觀察的，因此可以通過模擬試驗的方式來進行教學(xué)，將船只跟海面作為本體，在實驗中將鉛筆、平面以及籃球等物體作為實驗材料，在對具體模擬本體中的某些比例進行確定了之后，就可以進行模擬試驗方式的設(shè)定。首先可以通過平板模擬的方式，將鉛筆從平板的A處移動到B處，這時候?qū)W生在觀察中發(fā)現(xiàn)鉛筆的情況并沒有發(fā)生變化。

隨后采用鉛筆與籃球進行模擬試驗，將鉛筆豎起從籃球的最高點超前移動，一段緊挨籃球，這時候?qū)W生在觀察過程中會發(fā)現(xiàn)鉛筆逐漸變短，而且是下部先消失的，和本體對應(yīng)的現(xiàn)象相符。就兩種不同情況出現(xiàn)的因素進行分析，發(fā)現(xiàn)是因為平板跟籃球表面存在比較大的差異性，這時候可以初步認定海面的形狀是跟籃球相似的。在該過程中需要說明的是帆船在海面上離我們遠去的情況下，船身先消失，隨后才是桅桿消失，這也是提出地球形狀是球體的重要事實依據(jù)，也能將其作為證明地球是圓的的重要依據(jù)。但是海面形狀與地球形狀是球面這一問題并沒有得到有效的契合，因為海面僅僅是地球的一個組成部分。這時候就需要尋求更多的觀點與證據(jù)，對地球是圓的這一觀點進行有效的證實。在就地球形狀是球體這一觀點進行證實的過程中，可以采用以下證據(jù)來進行。

1.麥哲倫的環(huán)球航行

在1519年葡萄牙航海家麥哲倫就進行了長達三年的海上航行，并且完成了人類歷史上第一次環(huán)繞地球航行一周的壯舉。在順著一個方向前行之后，麥哲倫最終回到了起點，也就證明了地球其實是球體這一觀點。但是采用該明確的歷史事件來進行證實時，在邏輯上只能證明地球是一個封閉的曲線，對于地球是球體的證實還缺乏嚴謹性。在這時候結(jié)合上述的實驗，就能讓地球是球體這一觀點的可靠性進一步提升，在這一層面上而言這兩個證據(jù)處于互補的關(guān)系。

2.月食證據(jù)

如果說上述的論點就是將觀察范圍放在地球的本身，那么將月食作為證據(jù)，則可以將觀察范圍放在宇宙上，對地球是球體這一觀點進行證實。在公元前6個世紀，古希臘學(xué)家畢達哥拉斯就提出了大地是球體的猜想，而在經(jīng)過了2個世紀的亞里士多德在首次觀察月食的過程中，發(fā)現(xiàn)了投放在月亮上的影子是弧形的，在此基礎(chǔ)上來判斷地球是個球體。在采用這一證據(jù)來證明地球是球體的觀點時，首先需要讓學(xué)生對月食的形成原因進行了解，這時候教師可以采用多媒體技術(shù)來對月食的產(chǎn)生原因進行展示，通過文字解說配合圖片的模式，讓學(xué)生對月食有清晰的了解。

為了使結(jié)論的可靠性得到進一步提升，教師可以引導(dǎo)學(xué)生參與幻燈光源來模擬太陽，通過在屏幕上展示白色的圓圈來進行完整月球的模擬，這時候可以通過將排球、圓形紙片以及圓柱體三種刀具，對月食的發(fā)生過程進行模擬，具體如下圖所示。首先需要在幻燈光源A處與屏幕C中間的B位置來進行排球的放置，這時候排球就能在幻燈片仿照范圍并發(fā)現(xiàn)屏幕上留下的邊緣是弧形的，通過該種方式可以證實圓形珠片與圓柱體在合適位置之后，也能在屏幕上留下弧形的邊緣。

通過該模擬實踐可以看出地球的形狀，但是因為在月食發(fā)展過程中不管什么時候觀察邊緣都是弧形的，在基于地球自轉(zhuǎn)這一事實下，可以將上述采用的三種模型進行適當?shù)男D(zhuǎn)，在此基礎(chǔ)上進行屏幕上邊緣形狀的觀察，結(jié)果表明有排球在轉(zhuǎn)動過程中留下的邊緣始終是弧形的，這也就說明了地球的形狀跟排球最為類似。但是模型并不能直接代表實物，因此通過模擬月食現(xiàn)象的方式，只能作為地形形狀是球體的一個證據(jù)，只是讓這一觀點變得更加可靠。第一種辯證證據(jù)僅停留在海面上的范圍，但是第二種采用的月食辯證則能擴展到地球陸地形狀的范疇。如果學(xué)生能夠發(fā)散思維，將觀察范圍完全脫離地球，在整體上進行地球本體的觀察，也能夠促進該觀點的可靠性得到進一步的提升。

3.宇宙中的地球照片

宇宙中的地球照片，能夠讓學(xué)生對地球的形狀有直觀的認知。學(xué)生通過觀察在太空中拍到的地球圖片可以發(fā)現(xiàn)地球是一個近似球體的星球，其中海洋占據(jù)了非常大的比例。通過展示宇宙中的地球照片作為地球是球體的證據(jù)似乎非常完美，但是在具體的文本中描述的是地球是一個近似球體的星球，而近似這一措辭，也就對原本地球是球體這一觀點提出了質(zhì)疑。這時候教師可以引導(dǎo)學(xué)生思考地球是正球體還是橢圓球體。為了對該問題進一步進行研究，教師可以采用專門的測量工具來進行測量工作，讓地球形狀是球體這一觀點變得更加準確，這時候就能實現(xiàn)定性證據(jù)轉(zhuǎn)變?yōu)槎孔C據(jù)的過程，幫助學(xué)生有效了解該方面內(nèi)容。

三、地球形狀是球體觀點的改進

經(jīng)過了現(xiàn)代科技測量之后，地球是一個兩極稍扁、赤道略鼓的球體。它的半徑是6378千米，兩極方向的半徑約為6357千米，僅差0.33%。通過對定量數(shù)據(jù)進行展示的方式，能夠表明地球本身非常接近球體，也是現(xiàn)階段比較準確的一個科學(xué)觀念。這時候在進行地球形狀的講解過程中，教師還可以對地球是兩極稍扁、赤道略鼓的球體這一觀點進行強調(diào)，這也是對地球形狀是球體這一觀點的準確修正。通過進行該觀點的修正，能引導(dǎo)學(xué)生養(yǎng)成嚴謹?shù)目茖W(xué)實驗習(xí)慣，對于學(xué)生自身實證意識的提升也有積極的意義。

四、培養(yǎng)學(xué)生實證意識的重要意義

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，地球形狀的證據(jù)也就變得越來越多，對于器型形狀的描述也會變得越來越完善。因此在進行該課程的教學(xué)過程中，要求教師把握教學(xué)重點，其并非是讓學(xué)生理解到簡單的對與錯，而是引導(dǎo)學(xué)生采用謹慎的態(tài)度來對不同的觀點進行論述。通過對各種觀點在形成過程中應(yīng)用到的事實證據(jù)進行獲取以及合理應(yīng)用，對地球是球體進行充分的理解。

科學(xué)作為認識自然最為有效的一個途徑，其根本任務(wù)在于對自然界進行深入全面的研究，借此來獲取新的知識。通過深入的考核以及實證能夠讓這些觀點的適用性變得更加廣泛，從而接近真實的客觀事件。

綜上所述，實證意識的培養(yǎng)也是初中生教學(xué)過程中的重要環(huán)節(jié)，要求各教師能夠在素質(zhì)教育改革趨勢下，對以往的教學(xué)模式進行不斷的優(yōu)化與完善，通過課前預(yù)設(shè)、課堂實施跟課后反饋等方式，讓學(xué)生自身的實證意識得到充分培養(yǎng)。這樣能讓學(xué)生認識到科學(xué)是一個不斷完善以及修正的過程中，并形成理性與批判的學(xué)科思維，從而促進學(xué)生的核心素養(yǎng)得以提升，對于其后續(xù)的發(fā)展也有著非常重要的意義。

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