進(jìn)階實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)培育學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)

詹仰旺 郭紀(jì)萌

摘? ?要：物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)是培育學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)的一個(gè)重要平臺(tái)。從進(jìn)階實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)的角度，圍繞科學(xué)興趣、科學(xué)知識(shí)、科學(xué)方法、科學(xué)思維、科學(xué)態(tài)度與科學(xué)精神等五個(gè)方面的科學(xué)素養(yǎng)的培育點(diǎn)，以初中物理力學(xué)實(shí)驗(yàn)為例，探索促進(jìn)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)發(fā)展的教學(xué)策略。

關(guān)鍵詞：實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì);科學(xué)素養(yǎng);培育策略

1? 提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)中培育學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的地位

1.1? 明確科學(xué)素養(yǎng)內(nèi)涵，達(dá)成實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)

科學(xué)素養(yǎng)是指科學(xué)知識(shí)、科學(xué)方法、科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神等[ 1 ]，是物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中培育的目標(biāo)之一，也是追求科學(xué)本質(zhì)過程中的發(fā)展必然。

1.2? 改變錯(cuò)誤實(shí)驗(yàn)觀念，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)地位

“做不如播”“播不如背”的錯(cuò)誤實(shí)驗(yàn)觀是教師過分重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)試功效的結(jié)果，也是對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)促進(jìn)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)發(fā)展作用的忽視。因此“改變觀念、真做實(shí)驗(yàn)”才能確立實(shí)驗(yàn)教學(xué)在培育學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)中的重要地位。

2? 挖掘?qū)嶒?yàn)教學(xué)中對(duì)科學(xué)素養(yǎng)預(yù)設(shè)的培育點(diǎn)

2.1? 備課中做好培育學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的預(yù)設(shè)

對(duì)于物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，教師要做好充分的備課，進(jìn)階優(yōu)化物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)，預(yù)設(shè)好教學(xué)中的各個(gè)環(huán)節(jié)。

2.2? 實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)中融入科學(xué)素養(yǎng)培育點(diǎn)

在備課中，要充分尋找和挖掘科學(xué)素養(yǎng)的培育點(diǎn)，使之融入到實(shí)驗(yàn)教學(xué)的具體設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中，并在實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)中細(xì)化對(duì)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)培育點(diǎn)，如表1。

3? 進(jìn)階實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)落實(shí)科學(xué)素養(yǎng)培育策略——以力學(xué)實(shí)驗(yàn)為例

對(duì)應(yīng)表1中的科學(xué)素養(yǎng)培育點(diǎn)，以力學(xué)實(shí)驗(yàn)為例，進(jìn)階實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)，探索實(shí)現(xiàn)培育學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)目標(biāo)的策略。

3.1? 預(yù)設(shè)實(shí)驗(yàn)問題，調(diào)動(dòng)激發(fā)科學(xué)興趣

教師預(yù)設(shè)好實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的進(jìn)階問題，調(diào)動(dòng)學(xué)生積極猜想或思考，才能激發(fā)學(xué)生的科學(xué)興趣。例如，在探究“影響摩擦力大小因素”實(shí)驗(yàn)中，用一個(gè)瓶子裝沙，另一個(gè)完全相同的瓶子裝水，沙和水的質(zhì)量相等，從一塊長木板（斜面）的相同高度處讓兩個(gè)瓶子同時(shí)滾下。進(jìn)階教學(xué)設(shè)計(jì)如表2。

3.2? 樹立正確觀念，驗(yàn)證形成科學(xué)知識(shí)

對(duì)于物理實(shí)驗(yàn)中的一些物理現(xiàn)象，學(xué)生常會(huì)有一些不科學(xué)的認(rèn)知，例如，“物體的速度大小與其慣性大小有關(guān)”;“物體勻速向下運(yùn)動(dòng)時(shí)受到一個(gè)沖力作用”;“重物與輕物同高度同時(shí)釋放，重物落得快”等錯(cuò)誤的物理觀念。然而通過實(shí)驗(yàn)教學(xué)，利用一些演示或分組實(shí)驗(yàn)，去驗(yàn)證、解釋，以獲得正確的科學(xué)知識(shí)，形成正確的物理觀念，才能正確解釋現(xiàn)象。

又如，在“浮力的影響因素”的探究實(shí)驗(yàn)中，可能會(huì)有“物體浸沒水中后，往深處移動(dòng)，浮力增大”這種不科學(xué)的觀點(diǎn)。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，需要通過老師進(jìn)階提問，引導(dǎo)進(jìn)階思維，建構(gòu)形成正確的科學(xué)知識(shí)。進(jìn)階教學(xué)設(shè)計(jì)如表3。

3.3? 培育實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)，進(jìn)階實(shí)驗(yàn)科學(xué)方法

實(shí)驗(yàn)探究的核心是讓學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)的科學(xué)方法。學(xué)生通過經(jīng)歷實(shí)驗(yàn)過程、領(lǐng)悟?qū)嶒?yàn)原理，進(jìn)階實(shí)驗(yàn)研究的科學(xué)方法，培育和提升學(xué)生的實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)。

例如，在“固體密度的測量”實(shí)驗(yàn)中，其實(shí)驗(yàn)的基本原理是ρ=，只要從基本原理出發(fā)，抓住m、V兩個(gè)物理量的直接和間接測量方法，即可理解和掌握衍生出來多種測量的科學(xué)方法。進(jìn)階教學(xué)設(shè)計(jì)如表4。

3.4? 反映客觀現(xiàn)象，培育理性的科學(xué)思維

科學(xué)思維是基于客觀事物，進(jìn)階式反映客觀現(xiàn)象，揭示事物本質(zhì)屬性，找出事物間相互關(guān)系及其內(nèi)在規(guī)律的一種科學(xué)認(rèn)知活動(dòng)。在科學(xué)實(shí)驗(yàn)中，要培育學(xué)生尊重事實(shí)、客觀分析數(shù)據(jù)的意識(shí)，又要培育學(xué)生運(yùn)用理性的科學(xué)思維的方式解決問題、得出結(jié)論。

例如，在“探究二力平衡的條件”的實(shí)驗(yàn)中，利用兩鐵架臺(tái)，在中間放有一平臺(tái)，平臺(tái)上放有一長方形硬紙片，在長方形硬紙片寬邊中間處分別系一根細(xì)線，每根細(xì)線的一端分別跨過鐵架臺(tái)上固定的定滑輪后，在另一端分別系兩個(gè)相同的托盤。進(jìn)階教學(xué)設(shè)計(jì)如表5。

3.5? 求真科學(xué)態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)質(zhì)疑的科學(xué)精神

培育鍥而不舍的求真科學(xué)態(tài)度和嚴(yán)謹(jǐn)質(zhì)疑的科學(xué)精神，是物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)追求的目標(biāo)之一，嚴(yán)謹(jǐn)是科學(xué)研究中必備的一項(xiàng)基本素質(zhì)和科學(xué)態(tài)度，讓學(xué)生按照實(shí)驗(yàn)流程進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作[ 3 ]。同時(shí)，教師要引導(dǎo)學(xué)生不畏權(quán)威，敢于質(zhì)疑，同時(shí)繼承和發(fā)揚(yáng)科學(xué)家們的科學(xué)精神。

例如，在力學(xué)“伽利略理想實(shí)驗(yàn)”中，結(jié)合物理學(xué)史進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，用思維導(dǎo)圖的形式多角度、多方面展現(xiàn)伽利略求真的科學(xué)態(tài)度和善觀察、敢質(zhì)疑、好思考、真實(shí)踐、勇創(chuàng)新的科學(xué)精神。進(jìn)階教學(xué)設(shè)計(jì)如表6。

4? 結(jié)束語

物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)承載著培育學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的重要任務(wù)，作為物理教師，要堅(jiān)持讓學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，感受探究過程，挖掘課堂教學(xué)中科學(xué)素養(yǎng)的培育點(diǎn)。同時(shí)，在備課中進(jìn)階設(shè)計(jì)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的各個(gè)環(huán)節(jié)，利用實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效性，提高學(xué)生的基本素質(zhì)，把學(xué)生培養(yǎng)成真正具有“科學(xué)素養(yǎng)”的人[ 4 ]。

參考文獻(xiàn)：

[1]季國清，劉孝廷.科學(xué)態(tài)度是科學(xué)素質(zhì)的核心[J].北方論叢，2004（3）：102-105.

[2]王孝華.密度測量方法集錦[J].物理教學(xué)探討，2007（2）：20-21.

[3]黃平.在初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的思考[J].中學(xué)物理教學(xué)參考，2017，46（10）：92-93，98.

[4]王銀珍.利用實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生的物理科學(xué)素養(yǎng)[J].中學(xué)理科園地，2019，15（3）：9-11.