初中物理實(shí)驗(yàn)中培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)精神的策略分析

仵亞鋒

（慶城縣白馬初級中學(xué),甘肅 慶陽 745110）

初中八年級開設(shè)物理課，而物理是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然科學(xué)，所以大量物理知識的學(xué)習(xí)、物理規(guī)律的發(fā)現(xiàn)都是建立在實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上的。物理課的教學(xué)中有大量的實(shí)驗(yàn)，包括演示實(shí)驗(yàn)和學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，還有學(xué)生的一些課外實(shí)驗(yàn)，這些實(shí)驗(yàn)占教學(xué)比重很大，學(xué)生正處于求知欲最旺盛的階段，對實(shí)驗(yàn)非常感興趣，所以物理教學(xué)中做好實(shí)驗(yàn)非常重要。而學(xué)生作為課堂的主體，他們對于實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察、記錄和實(shí)驗(yàn)結(jié)論的得出是最直接的。但學(xué)生正處于成長階段，對于這些實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和實(shí)驗(yàn)結(jié)論并不能完全做到客觀正確，所以需要教師的正確指導(dǎo)。因此筆者認(rèn)為在物理實(shí)驗(yàn)中對學(xué)生科學(xué)精神的培養(yǎng)就非常重要。下面筆者以八九年級物理教材中的一些物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)為例，談?wù)劤踔形锢韺?shí)驗(yàn)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)精神的策略。

一、什么是科學(xué)精神

那么科學(xué)精神是什么呢？由江西高校出版社出版，葉福云編著的圖書《科學(xué)精神是什么》中指出科學(xué)精神是反映科學(xué)發(fā)展內(nèi)在要求并體現(xiàn)在科學(xué)工作者身上的一種精神狀態(tài)。它是現(xiàn)實(shí)的，見之于人們的行為之中；又是模糊的，很難用術(shù)語準(zhǔn)確界定。而筆者非常贊同作者的觀點(diǎn)，所以科學(xué)精神是一種精神狀態(tài)，對于學(xué)生來說就是要培養(yǎng)他們學(xué)習(xí)、研究、探索科學(xué)知識的情感態(tài)度、理性思考能力和創(chuàng)新精神。而六大學(xué)生核心素養(yǎng)之一的“文化基礎(chǔ)”中的“科學(xué)精神”也指出，科學(xué)精神主要是學(xué)生在學(xué)習(xí)、理解、運(yùn)用科學(xué)知識和技能等方面形成的價值標(biāo)準(zhǔn)、思維方式和行為表現(xiàn)，具體包括理性思維、批判質(zhì)疑、勇于探究等基本要點(diǎn)。因此科學(xué)精神是學(xué)生探求科學(xué)知識最基本的素養(yǎng)之一，而物理作為以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然科學(xué)，就必須要把培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神放在首位。

二、如何培養(yǎng)學(xué)生在物理實(shí)驗(yàn)中的科學(xué)精神

（一）培養(yǎng)學(xué)生對物理實(shí)驗(yàn)的興趣

愛因斯坦說過：“熱愛是最好的老師。”這句話對任何行業(yè)都是適用的，如果對一件事情沒有興趣，被別人逼著去做的話，怎么能做好呢？所以教師要培養(yǎng)學(xué)生對物理實(shí)驗(yàn)的興趣。因?yàn)橹袑W(xué)生正處于成長階段，對知識的渴求是無止境的，他們對物理和化學(xué)等自然科學(xué)本來就是很感興趣的，所以教師在學(xué)生感興趣的基礎(chǔ)上稍加培養(yǎng)即可。

比如在八年級上冊物理課本中《聲現(xiàn)象》一章教學(xué)中關(guān)于音調(diào)的變化學(xué)習(xí)中，可以讓學(xué)生在課外做一個小實(shí)驗(yàn)：找七個相同的玻璃杯放一排，從左到右在七個杯子里倒水，水量依次增多，然后用筷子分別敲擊這七個杯子就可以聽到不同的音調(diào)了。如果是對音樂感興趣的同學(xué)就可以很容易聽出音調(diào)是由高到低依次排列，適當(dāng)調(diào)整杯子里的水量，就可以簡單地演奏樂曲了。通過這個簡單的小實(shí)驗(yàn)，學(xué)生會覺得物理和生活很接近，而且物理實(shí)驗(yàn)是很有趣的，物理知識可以應(yīng)用到生活中去，增加了他們學(xué)習(xí)物理的興趣，更增加了他們動手做物理實(shí)驗(yàn)的興趣。還有八年級下冊物理課本中《物體的浮沉條件及應(yīng)用》這一節(jié)中有個“鹽水浮雞蛋”的實(shí)驗(yàn)，此實(shí)驗(yàn)可操作性很強(qiáng)，每個學(xué)生回家后都可以自己做。教師可以提前布置這個小任務(wù)，在上課時讓同學(xué)們互相變流，最終可能有些同學(xué)做成功了，有些同學(xué)沒有做成功。教師在課堂上再演示一遍，學(xué)生們會發(fā)現(xiàn)在將生雞蛋放入水中之后，雞蛋會沉到水底，而在水中逐漸加入鹽并攪拌，慢慢地雞蛋會懸浮起來，這個現(xiàn)象很有趣。而經(jīng)過教師的引導(dǎo)和分析，學(xué)生會得出結(jié)論：是因?yàn)殡S著鹽水密度的增大，鹽水對雞蛋的浮力也在增大，當(dāng)鹽水的密度大于雞蛋的密度時，雞蛋就會漂浮起來。這個實(shí)驗(yàn)不僅有趣而且讓學(xué)生的知識得到了拓展，因此會增強(qiáng)他們在今后學(xué)習(xí)中的動手實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，從而對學(xué)習(xí)物理課更感興趣。

由此可見，培養(yǎng)學(xué)生對物理實(shí)驗(yàn)的興趣有時可以從一個很小很簡單的實(shí)驗(yàn)入手，讓學(xué)生感覺到在求知的路上要注重細(xì)節(jié)，注重細(xì)節(jié)會有更多的發(fā)現(xiàn)和有趣的現(xiàn)象。

（二）培養(yǎng)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中的探索與創(chuàng)新能力

筆者覺得要培養(yǎng)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中的探索與創(chuàng)新能力，就必須讓學(xué)生重視實(shí)驗(yàn)。在課堂演示實(shí)驗(yàn)中一般以教師為主題，學(xué)生作為旁觀者沒有直接參與，這點(diǎn)不利于學(xué)生探索與創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。如果將演示實(shí)驗(yàn)改變?yōu)閷W(xué)生自行參與的探索性實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生充分地參與進(jìn)去，發(fā)揮其主體作用，就有利于學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中探索與創(chuàng)新。

比如驗(yàn)證電流磁效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生自己親手做，他們會發(fā)現(xiàn)通電導(dǎo)線離小磁針的遠(yuǎn)近不同，小磁針的偏轉(zhuǎn)角度也不同，通過改變電流方向和電流的強(qiáng)弱都會發(fā)現(xiàn)小磁針偏轉(zhuǎn)不一樣。學(xué)生根據(jù)這些現(xiàn)象就會思考：通電導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場大小與哪些因素有關(guān)？其實(shí)這點(diǎn)已經(jīng)超出了本實(shí)驗(yàn)的研究范圍，但是學(xué)生能提出這個問題就說明他們探索能力很強(qiáng)。

還有前面提到過的“鹽水浮雞蛋”的實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)要求使用新鮮的雞蛋做實(shí)驗(yàn)，但是每個同學(xué)家里的雞蛋并不一定都是新鮮的，所以把雞蛋放入清水中時雞蛋會出現(xiàn)不同的沉浮狀態(tài)，有的橫著沉底，有的斜著沉底，還有的會豎著沉底。學(xué)生這時可能不明白這是什么原因，教師可以適當(dāng)提示是因?yàn)殡u蛋的新鮮程度不同，這時就會有一部分同學(xué)想到生物課上學(xué)過的是因?yàn)殡u蛋中氣室是隨著時間慢慢增大到一定程度的，所以新鮮的雞蛋中氣室很小，幾乎沒有，隨著存放時間延長氣室也在逐漸增大。因此橫著沉底的雞蛋是很新鮮的雞蛋，豎著沉底的雞蛋就不新鮮了。這個實(shí)驗(yàn)中又因?yàn)槭雏}在水中的溶解度有限，可能會出現(xiàn)已經(jīng)放入了很多食鹽，通過攪拌直至溶液飽和雞蛋還沒有上浮的情況，那么學(xué)生自己通過更進(jìn)一步地探索會發(fā)現(xiàn)，如果用熱水做這個實(shí)驗(yàn)會很容易成功，因?yàn)闊崴苋芙飧嗟柠}，讓鹽水的密度更大。如果學(xué)生能夠研究透徹這個問題，那么他會很有成就感，這個實(shí)驗(yàn)充分鍛煉了學(xué)生的探索能力，同時也有一定的創(chuàng)新性。

（三）培養(yǎng)學(xué)生理性思考的科學(xué)精神

培養(yǎng)學(xué)生理性思考的科學(xué)精神，就是要讓學(xué)生敢于質(zhì)疑，合理地質(zhì)疑。要得出相對正確的結(jié)論，需要以大量的客觀事實(shí)為依據(jù)，需要大量的實(shí)踐檢驗(yàn)，實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)?？茖W(xué)崇尚理性，堅持科學(xué)思考。對學(xué)生而言，培養(yǎng)學(xué)生的理性精神主要體現(xiàn)為培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力。科學(xué)探究離不開嚴(yán)密的邏輯思維。對于許多物理實(shí)驗(yàn)中實(shí)驗(yàn)結(jié)論的得出都是在演示實(shí)驗(yàn)或分組實(shí)驗(yàn)之后，在教師的指導(dǎo)下總結(jié)出來的。但是初中物理中研究的范圍小，有些實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象已經(jīng)不能用初中物理知識解釋了，所以就會出現(xiàn)學(xué)生對一些物理實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的質(zhì)疑。

比如在學(xué)習(xí)“摩擦力”這節(jié)之后的練習(xí)題中有道題目：把一個杯子握在手中，增大手對杯子的握力，摩擦力會發(fā)生什么變化？這時候?qū)W生會得出兩個結(jié)論，第一種觀點(diǎn)認(rèn)為摩擦力增大了，因?yàn)槭治毡拥牧υ龃罅耍喈?dāng)于增大了壓力，因而摩擦力變大了。第二種觀點(diǎn)認(rèn)為摩擦力沒有變，因?yàn)楦鶕?jù)二力平衡分析，豎直方向上存在兩個力，一個向下的重力，一個向上的摩擦力，重力沒有變，所以摩擦力也不變。此時有堅持第一種觀點(diǎn)的同學(xué)會質(zhì)疑，明明增大了握杯子的力，摩擦力應(yīng)該增大的，但重力和向上的摩擦力確實(shí)是一對平衡力，好像出現(xiàn)矛盾了。學(xué)生的質(zhì)疑是正確合理的，因?yàn)槌踔形锢碓谀Σ亮@節(jié)里只講了影響滑動摩擦力的兩個因素，一個是壓力大小，一個是接觸面的粗糙程度。而這里手握杯子產(chǎn)生的是靜摩擦力，不是滑動摩擦力，靜摩擦力的大小與壓力無關(guān)，把這點(diǎn)給學(xué)生解釋清楚學(xué)生就能明白了。這里應(yīng)該表揚(yáng)質(zhì)疑的同學(xué)，因?yàn)樗麄兛紤]問題比較全面，讓他們在以后的學(xué)生中繼續(xù)保持這個合理的質(zhì)疑，就能培養(yǎng)學(xué)生理性思考的科學(xué)精神。

（四）引導(dǎo)學(xué)生形成自主探究

物理學(xué)習(xí)是一個較艱難的學(xué)習(xí)過程，若教師能夠通過物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)讓學(xué)生產(chǎn)生物理學(xué)習(xí)自主性實(shí)現(xiàn)學(xué)生自主探究，那么就更加有利于學(xué)生科學(xué)精神的培養(yǎng)。學(xué)生主觀能動性被激發(fā)，能夠通過物理實(shí)驗(yàn)對物理學(xué)習(xí)產(chǎn)生興趣，主動投身于物理學(xué)習(xí)之中去，能夠運(yùn)用自身知識解決物理問題，這樣就可以實(shí)現(xiàn)學(xué)生物理思維和能力提升。從目前各個地區(qū)初中物理教學(xué)來看，學(xué)校會因?yàn)榻虒W(xué)進(jìn)度、教學(xué)資源的限制，先在課堂上傳授理論知識，然后把四五節(jié)課的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容積攢到一起，然后再帶領(lǐng)學(xué)生統(tǒng)一進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作。但是由于知識遺忘、實(shí)驗(yàn)進(jìn)程過快等因素，學(xué)生根本無法通過一節(jié)課四五個實(shí)驗(yàn)的教學(xué)方式有效吸收物理實(shí)驗(yàn)知識，而且由于操作設(shè)備較少的原因，會使得部分學(xué)生根本無法參與到實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)之中來。針對以上情況，教師可以在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)之中先合理安排時間和教學(xué)進(jìn)度，讓學(xué)生實(shí)驗(yàn)課不用進(jìn)行得那么緊湊，在實(shí)驗(yàn)之前也可以加入一些自主探究環(huán)節(jié)，除正常實(shí)驗(yàn)內(nèi)容以外，教師可以先提出一些自主探究問題，讓學(xué)生們帶著問題進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。例如，學(xué)生在學(xué)習(xí)歐姆定律或一些理論性比較強(qiáng)的知識時，可以先由教師講解理論部分，學(xué)生在充分了解理論內(nèi)容之后，可以讓其自主創(chuàng)設(shè)一些有關(guān)于這一理論的實(shí)驗(yàn)。教師在這一過程中扮演的角色應(yīng)該是引導(dǎo)者和點(diǎn)撥者，通過引導(dǎo)讓學(xué)生們有一個大體設(shè)計方向，在學(xué)生設(shè)計遇到瓶頸時作出點(diǎn)撥，拓寬學(xué)生研究思維，最終自主創(chuàng)設(shè)實(shí)驗(yàn)的成功完成能夠帶給學(xué)生極大成就感和滿足感，以此提升學(xué)生自主探究積極性，也能進(jìn)一步開拓學(xué)生實(shí)驗(yàn)思維。由此可見，初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)該重視學(xué)生自主探究過程，并給學(xué)生充分空間發(fā)揮想象，才能夠使學(xué)生具有物理學(xué)習(xí)自主能力，為后續(xù)科學(xué)精神養(yǎng)成奠定了堅實(shí)基礎(chǔ)。

（五）鼓勵實(shí)驗(yàn)聯(lián)系生活

物理這一科目是一個比較抽象的學(xué)科，所以學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中難免會遇到一些困難，但其實(shí)物理學(xué)習(xí)與生活之間的聯(lián)系是所有學(xué)科之中最緊密的。為了將學(xué)習(xí)難度進(jìn)一步降低，實(shí)現(xiàn)學(xué)生良好學(xué)習(xí)，教師可以在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中更多結(jié)合生活實(shí)際并創(chuàng)設(shè)出一些較有趣的實(shí)驗(yàn)活動，使實(shí)驗(yàn)氛圍活躍起來，就可以進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生物理實(shí)驗(yàn)興趣以及科學(xué)精神的培養(yǎng)。但教師在實(shí)驗(yàn)教學(xué)時一定要注意要將實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和生活實(shí)際做到充分緊密連接，不要讓學(xué)生有過于牽強(qiáng)之感，否則會影響教學(xué)效果、影響物理學(xué)習(xí)。在初中物理實(shí)驗(yàn)中聲、光、電三部分與生活實(shí)際聯(lián)系最緊密，教師可以以此為切入口將實(shí)驗(yàn)與實(shí)際相結(jié)合。例如，在進(jìn)行“聲音的傳播”這一課學(xué)習(xí)時，實(shí)驗(yàn)重點(diǎn)是進(jìn)行關(guān)于聲音傳播條件的研究學(xué)習(xí)，教師可以通過用格尺在桌面一端進(jìn)行敲擊，讓一名學(xué)生把耳朵貼在桌面另一端，看看學(xué)生能不能聽到敲擊聲的方式；還可以使用將收音機(jī)放在一個玻璃罩內(nèi)，然后緩緩將玻璃罩內(nèi)空氣抽出來再放進(jìn)去，讓學(xué)生們聽一聽收音機(jī)聲音變化這種方式，根據(jù)這兩個實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)論，讓學(xué)生們對于聲音傳播需要哪些條件展開討論，然后再根據(jù)傳播條件讓學(xué)生展開關(guān)于生活中聲音傳播的自主實(shí)驗(yàn)設(shè)計，類似這樣的將課程內(nèi)容與實(shí)際生活聯(lián)系在一起的趣味性實(shí)驗(yàn)教學(xué)能夠進(jìn)一步加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果，也能夠使學(xué)生產(chǎn)生更深層次的思考。在未來物理學(xué)習(xí)中學(xué)生也能夠順延實(shí)驗(yàn)聯(lián)系生活的學(xué)習(xí)思路，在生活中也能發(fā)現(xiàn)更多物理現(xiàn)象。隨著時間的推移，學(xué)生會減少對于物理學(xué)習(xí)恐懼感而逐漸愛上學(xué)習(xí)物理，對物理實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)興趣度提升，才能使學(xué)生擁有更加強(qiáng)大的科學(xué)精神。

（六）引導(dǎo)學(xué)生養(yǎng)成良好科學(xué)態(tài)度

學(xué)生科學(xué)精神的形成離不開嚴(yán)謹(jǐn)、認(rèn)真科學(xué)態(tài)度的養(yǎng)成，在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程之中，教師應(yīng)該將科學(xué)態(tài)度培養(yǎng)作為重要教學(xué)目標(biāo)。但是良好科學(xué)態(tài)度的養(yǎng)成絕對不是短時間內(nèi)可以實(shí)現(xiàn)的，因此，教師不僅僅只需要在日常物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中重視學(xué)生科學(xué)態(tài)度，還要建立一個長期、完善且具有實(shí)效的培養(yǎng)體系，并將它融入日常教學(xué)之中。為實(shí)現(xiàn)這一養(yǎng)成目標(biāo)，教師在實(shí)驗(yàn)選擇時可以選擇一些代表性強(qiáng)、研究意義大的實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)進(jìn)行過程之中讓學(xué)生對于每一個實(shí)驗(yàn)步驟都做出思考，并研究出這樣操作涉及的物理知識，在實(shí)驗(yàn)中要求每一個學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作都必須規(guī)范，不能夠出現(xiàn)跳步驟、簡化實(shí)驗(yàn)過程等情況出現(xiàn)，且要求學(xué)生對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行詳細(xì)記錄。例如，在進(jìn)行“液體內(nèi)部壓強(qiáng)影響因素”這一實(shí)驗(yàn)時，金屬盒子浸入水中并出現(xiàn)不同程度的上下浮動時，U 型管內(nèi)部液面會隨著金屬盒浸入水中深淺程度而產(chǎn)生高度差；若金屬盒浸入深淺不變，只改變金屬盒的方向，發(fā)現(xiàn)U型管內(nèi)也會相應(yīng)出現(xiàn)高度差；若是直接將清水替換為鹽水，U 型管內(nèi)依然會出現(xiàn)液面高度差。在進(jìn)行此實(shí)驗(yàn)時，教師可以讓學(xué)生充分改變實(shí)驗(yàn)條件，做出對比試驗(yàn)，完整記錄數(shù)據(jù)后結(jié)合實(shí)驗(yàn)結(jié)果和自身物理知識，思考是什么因素導(dǎo)致了U型管內(nèi)壓強(qiáng)發(fā)生改變，這樣完整實(shí)驗(yàn)過程能夠充分發(fā)揮學(xué)生獨(dú)立思考能力和動手實(shí)踐能力，且能夠培養(yǎng)學(xué)生良好科學(xué)態(tài)度。一方面，教師應(yīng)該將學(xué)生科學(xué)態(tài)度培養(yǎng)作為一個長期教學(xué)目標(biāo)。另一方面，教師應(yīng)該根據(jù)這一目標(biāo)落實(shí)好有效教學(xué)方法，最終實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)讓學(xué)生形成嚴(yán)謹(jǐn)、認(rèn)真的科學(xué)精神。

因此，要在物理實(shí)驗(yàn)中培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神，就要讓學(xué)生對物理實(shí)驗(yàn)感興趣，在實(shí)驗(yàn)中培養(yǎng)他們的探索與創(chuàng)新能力以及在實(shí)驗(yàn)中培養(yǎng)學(xué)生理性思考的科學(xué)精神。這些能力可能學(xué)生一開始并不一定都具備，教師們要慢慢地在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中培養(yǎng)，由量變引起質(zhì)變，最終使學(xué)生具備在物理實(shí)驗(yàn)中的科學(xué)精神。