基于科學(xué)精神培養(yǎng)的初中物理教學(xué)改革研究

摘 要：核心素養(yǎng)背景下，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神是物理教學(xué)的題中之義。對(duì)此，初中物理教師應(yīng)該及時(shí)、有效地革新物理教學(xué)理念，優(yōu)化物理教學(xué)方法，使學(xué)生在物理課堂中既能獲得豐富的物理知識(shí)，還能形成良好的科學(xué)精神。文章從物理教學(xué)實(shí)際出發(fā)，指出初中物理教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)精神的意義，并在此基礎(chǔ)上針對(duì)如何在初中物理教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神這一問(wèn)題進(jìn)行了探究。

關(guān)鍵詞：初中物理；科學(xué)精神；信息技術(shù)；實(shí)驗(yàn)探究

作者簡(jiǎn)介：曹麗（1987—），女，甘肅省金昌市第五中學(xué)。

在初中階段，物理是一門(mén)學(xué)生有必要學(xué)習(xí)、掌握和運(yùn)用好的重要學(xué)科，它對(duì)塑造學(xué)生的物理觀念、鍛煉學(xué)生的思辨能力、增強(qiáng)學(xué)生的責(zé)任意識(shí)以及培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神具有良好作用。然而，一些初中物理課堂教學(xué)本末倒置，撿了“考試分?jǐn)?shù)”的芝麻，卻丟了“核心素養(yǎng)”這一西瓜。這必然會(huì)阻礙初中物理教學(xué)效果和品質(zhì)的提升。隨著新課程改革的不斷推進(jìn)，初中物理教學(xué)不僅要讓學(xué)生學(xué)到豐富的物理知識(shí)，還要培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神，為學(xué)生的全面發(fā)展和長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ)。因此，初中物理教師應(yīng)該深刻意識(shí)到培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)精神的重要意義，并引導(dǎo)學(xué)生樹(shù)立良好的科學(xué)思維。

一、在初中物理教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)精神的意義

（一）有助于鍛煉學(xué)生的思辨能力

思辨能力是學(xué)生應(yīng)該具備的關(guān)鍵能力之一［1］。學(xué)生只有敢于思辨、善于思辨、樂(lè)于思辨，才能認(rèn)清事物的本質(zhì)。為此，物理教師應(yīng)該積極培養(yǎng)學(xué)生的思辨能力。然而，就目前初中物理教學(xué)實(shí)際而言，部分教師未能有效鍛煉學(xué)生的思辨能力。這主要是因?yàn)樗麄冊(cè)谡n堂中直接灌輸物理知識(shí)，沒(méi)有調(diào)動(dòng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性，未讓學(xué)生進(jìn)行自主思考、分析、批判和辨識(shí)。久而久之，學(xué)生的思辨能力得不到有效發(fā)展。為了解決這一問(wèn)題，教師應(yīng)改變單純灌輸知識(shí)的教學(xué)模式，積極主動(dòng)地培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神。當(dāng)學(xué)生具備科學(xué)精神后，他們會(huì)以思辨的眼光審視、判斷和研究物理現(xiàn)象。

（二）有助于提升學(xué)生的創(chuàng)新能力

如今，社會(huì)高度重視學(xué)生的創(chuàng)新能力提升。初中物理教師應(yīng)重視這一點(diǎn)，精心培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，使他們敢于創(chuàng)新、善于創(chuàng)新、樂(lè)于創(chuàng)新。然而，在實(shí)際的初中物理教學(xué)中，一些教師要么只注重知識(shí)的傳授，忽視對(duì)學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，要么不懂得如何有效培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和能力［2］。針對(duì)這一情況，教師在教學(xué)中應(yīng)改變唯分論的教學(xué)觀念，采用行之有效的方法培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神，從而喚醒學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。初中物理教師應(yīng)主動(dòng)改變物理教學(xué)模式，優(yōu)化教學(xué)方法，引導(dǎo)學(xué)生深入探究物理奧秘，研究物理規(guī)律。通過(guò)從物理學(xué)的視角思考和解決問(wèn)題，學(xué)生能夠產(chǎn)生新的想法和思路，從而在科學(xué)探究的過(guò)程中提升創(chuàng)新能力。

（三）有助于培養(yǎng)學(xué)生迎難而上的品質(zhì)

初中學(xué)生在學(xué)習(xí)物理知識(shí)、解決物理難題的過(guò)程中難免會(huì)遇到各種各樣的“攔路虎”。不同的學(xué)生會(huì)采取不同的態(tài)度和方法，有些學(xué)生能夠迎難而上解決難題，但也有一些學(xué)生不敢面對(duì)問(wèn)題，甚至一味地逃避。如果教師不能幫助后者解決問(wèn)題，他們很容易加重畏難情緒，陷入?yún)拰W(xué)的困境中。為此，教師應(yīng)該積極主動(dòng)地培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神，鼓勵(lì)學(xué)生勇敢面對(duì)學(xué)習(xí)中的問(wèn)題，學(xué)會(huì)解決各種各樣的物理難題，使學(xué)生愈挫愈勇、迎難而上。通過(guò)這樣的努力，學(xué)生不僅能夠獲得成就感，還能夠體驗(yàn)到學(xué)習(xí)的快樂(lè)。

二、在初中物理教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)精神的策略

（一）基于主題，引入關(guān)于科學(xué)家的生動(dòng)素材

為了培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神，初中物理教師在教學(xué)中不僅要引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)物理知識(shí)，還要引入與科學(xué)家有關(guān)的生動(dòng)素材，使學(xué)生了解科學(xué)家的優(yōu)秀事跡，挖掘科學(xué)家的可貴品質(zhì)，學(xué)習(xí)科學(xué)家的優(yōu)良精神。例如，在講授歐姆定律這一知識(shí)點(diǎn)時(shí)，教師可以根據(jù)具體的教學(xué)內(nèi)容引入科學(xué)家的相關(guān)故事。首先，教師對(duì)學(xué)生說(shuō)：“同學(xué)們，今天我們要學(xué)習(xí)的課題是‘歐姆定律的應(yīng)用。在正式學(xué)習(xí)之前，我想問(wèn)大家一個(gè)問(wèn)題。你們知道歐姆定律的發(fā)現(xiàn)者是誰(shuí)嗎？”學(xué)生不約而同地回答：“歐姆?！苯處熁貞?yīng)道：“回答正確。那么你們了解歐姆這個(gè)人嗎？誰(shuí)能根據(jù)課前搜集到的資料講一講有關(guān)物理學(xué)家歐姆的小故事呢？”接著，學(xué)生紛紛圍繞“歐姆的事跡以及物理成就”進(jìn)行了分享。有的學(xué)生講到了歐姆小時(shí)候刻苦求學(xué)的故事，有的學(xué)生談到了歐姆數(shù)十年如一日努力研究的故事，還有的學(xué)生總結(jié)了歐姆的物理成就：歐姆發(fā)現(xiàn)了電阻中電流與電壓的正比關(guān)系，這就是舉世聞名的歐姆定律；他還證明了導(dǎo)體的電阻與其長(zhǎng)度成正比，并指出在穩(wěn)定電流的情況下，電荷不僅在導(dǎo)體的表面上，而且在導(dǎo)體的整個(gè)截面上運(yùn)動(dòng)。在學(xué)生分享后，教師對(duì)學(xué)生說(shuō)：“你們講得很好。那么，通過(guò)這些小故事，你們覺(jué)得歐姆是一個(gè)怎樣的科學(xué)家呢？誰(shuí)來(lái)說(shuō)一說(shuō)自己的看法？”經(jīng)過(guò)片刻思考，學(xué)生們踴躍發(fā)言。有的學(xué)生說(shuō)：“從歐姆的身上，我看到了刻苦鉆研、精于研究的科學(xué)精神?！庇械膶W(xué)生說(shuō)：“通過(guò)傾聽(tīng)歐姆的個(gè)人奮斗史，我發(fā)現(xiàn)他是一個(gè)善于探索、不懼困難、勇于創(chuàng)新的科學(xué)家?！边€有的學(xué)生說(shuō)：“雖然物理學(xué)家歐姆已經(jīng)去世了，但他的物理成就得到了廣泛應(yīng)用，他的科學(xué)精神永遠(yuǎn)光輝燦爛，值得我們學(xué)習(xí)?！弊詈螅處熯M(jìn)行總結(jié)：“請(qǐng)同學(xué)們?cè)趯W(xué)習(xí)歐姆定律的同時(shí)，以歐姆為榜樣，學(xué)習(xí)他身上所具有的優(yōu)秀的科學(xué)精神。”這樣的教學(xué)方法，不僅激發(fā)了學(xué)生對(duì)歐姆定律的興趣，還使學(xué)生學(xué)習(xí)到了勤于探究、吃苦耐勞、求真務(wù)實(shí)的科學(xué)精神。

（二）學(xué)貴有疑，鼓勵(lì)學(xué)生自主提出疑問(wèn)

敢于質(zhì)疑、善于提問(wèn)是十分可貴的科學(xué)精神［3］。在初中物理教學(xué)中，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神需要鼓勵(lì)學(xué)生大膽質(zhì)疑、善于提問(wèn)。教師不能以大包大攬的方式直接把現(xiàn)成的物理結(jié)論拋給學(xué)生，而應(yīng)該讓學(xué)生根據(jù)自己的自主學(xué)習(xí)情況，有針對(duì)性地提出具有探究?jī)r(jià)值的問(wèn)題。如此一來(lái)，既能讓學(xué)生從被動(dòng)的學(xué)習(xí)狀態(tài)中解脫出來(lái)，又能激發(fā)學(xué)生的探究興趣，使其進(jìn)行深入思考。

例如，在講授《光的折射》這一課的過(guò)程中，為了培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神，教師沒(méi)有直接告訴學(xué)生現(xiàn)成的物理結(jié)論，也沒(méi)有提出問(wèn)題等待學(xué)生回答，而是先讓學(xué)生提出自己的問(wèn)題。首先，教師對(duì)學(xué)生說(shuō)道：“大家在課前已經(jīng)初步預(yù)習(xí)了本課?，F(xiàn)在，請(qǐng)大家再次自學(xué)教材中的內(nèi)容，并提出問(wèn)題?！庇谑?，學(xué)生積極主動(dòng)地翻閱教材，梳理本課的重難點(diǎn)知識(shí)，并圍繞重難點(diǎn)知識(shí)設(shè)計(jì)了一些問(wèn)題。然后，教師讓學(xué)生分享他們?cè)O(shè)計(jì)的物理問(wèn)題，大多數(shù)學(xué)生都能熱情踴躍地發(fā)言。根據(jù)學(xué)生的發(fā)言情況，教師對(duì)他們提出的各種物理問(wèn)題進(jìn)行分類(lèi)。

【基礎(chǔ)性問(wèn)題】什么是光的折射？光的折射有哪些類(lèi)型？

【探究性問(wèn)題】光的折射的原理、規(guī)律是什么？

【拓展性問(wèn)題】生活中有哪些現(xiàn)象涉及光的折射這一物理原理？光的折射與光的反射有哪些異同點(diǎn)？

通過(guò)對(duì)學(xué)生提出的問(wèn)題進(jìn)行分類(lèi)，我們可以發(fā)現(xiàn)這些問(wèn)題的難易度不同。最后，根據(jù)學(xué)生的物理學(xué)習(xí)水平，教師讓物理學(xué)困生解答基礎(chǔ)性問(wèn)題，讓中等生解答探究性問(wèn)題，讓學(xué)優(yōu)生解答拓展性問(wèn)題。這樣做不僅能讓學(xué)生學(xué)會(huì)自主提出問(wèn)題，還能根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)水平的不同進(jìn)行差異化、層次化的培養(yǎng)。在提出問(wèn)題、思考問(wèn)題和解答問(wèn)題的過(guò)程中，學(xué)生有效地培養(yǎng)了敢于質(zhì)疑、善于提問(wèn)的科學(xué)精神。

（三）利用信息技術(shù)，展示物理科技成果

如今，信息技術(shù)在教育教學(xué)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。為了更好地培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神，教師應(yīng)該積極結(jié)合信息技術(shù)等先進(jìn)手段，全面優(yōu)化物理教學(xué)方式，提高物理教學(xué)質(zhì)量，帶給學(xué)生更加良好的物理學(xué)習(xí)體驗(yàn)。因此，初中物理教師應(yīng)該積極主動(dòng)地將信息技術(shù)與物理教學(xué)相結(jié)合，讓學(xué)生更直觀地感受科技成果的魅力，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理知識(shí)的熱情和動(dòng)力［4］。

例如，在學(xué)習(xí)《聲現(xiàn)象在科技中的運(yùn)用》這一課時(shí)，為了更好地培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神，使學(xué)生更加深入地了解物理原理在科學(xué)技術(shù)方面的應(yīng)用，教師采用了信息技術(shù)進(jìn)行教學(xué)。首先，教師帶領(lǐng)學(xué)生學(xué)習(xí)了超聲波，通過(guò)提出“超聲波是什么？”“超聲波的波長(zhǎng)是多少？”“超聲波有什么用途？”等問(wèn)題，引發(fā)學(xué)生思考。然后，教師利用信息技術(shù)向?qū)W生播放了關(guān)于超聲波應(yīng)用的視頻，比如利用超聲波探測(cè)海深、利用超聲波檢查身體內(nèi)部器官等。通過(guò)觀看這些視頻動(dòng)畫(huà)，學(xué)生不僅了解了超聲波的應(yīng)用，也感受到了物理技術(shù)的強(qiáng)大。最后，教師利用信息技術(shù)播放了關(guān)于可以利用語(yǔ)音控制的機(jī)器人的視頻。在觀看的過(guò)程中，學(xué)生再次體驗(yàn)到聲現(xiàn)象在科技方面的有效應(yīng)用和優(yōu)秀成果。如此一來(lái)，能喚醒學(xué)生的科技?jí)簦瑫r(shí)培養(yǎng)學(xué)生積極觀察、善于發(fā)現(xiàn)和樂(lè)于創(chuàng)新的科學(xué)精神。

（四）劃分小組，進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)探究

開(kāi)展實(shí)驗(yàn)探究是物理教學(xué)中必不可少的重要環(huán)節(jié)，也是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)精神的有效途徑［5］。研究表明，融入了實(shí)驗(yàn)探究的物理課往往比單純的灌輸式物理課更具吸引力、感染力和生命力。因此，在培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)精神的過(guò)程中，物理教師應(yīng)該發(fā)揮實(shí)驗(yàn)探究的價(jià)值與優(yōu)勢(shì)，讓學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作、觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象并得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。實(shí)驗(yàn)探究的類(lèi)型多種多樣，對(duì)于一些簡(jiǎn)單的物理實(shí)驗(yàn)，教師可以讓學(xué)生自主獨(dú)立完成。但是，物理實(shí)驗(yàn)往往涉及多方面的事宜，讓初中學(xué)生獨(dú)自完成一個(gè)較為復(fù)雜的物理實(shí)驗(yàn)會(huì)有些困難。因此，在進(jìn)行較為復(fù)雜的物理實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)時(shí)，教師可以讓學(xué)生以小組合作的方式開(kāi)展探究。

例如，在講授物質(zhì)的密度這一知識(shí)點(diǎn)時(shí)，為了培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手操作、深入探究和團(tuán)結(jié)合作等科學(xué)精神，教師為學(xué)生劃分了實(shí)驗(yàn)小組，組織學(xué)生進(jìn)行了“探究物質(zhì)的密度”實(shí)驗(yàn)。

首先，教師將全班學(xué)生分成了若干物理實(shí)驗(yàn)小組，并讓他們以投票的方式選出小組組長(zhǎng)。接著，教師讓各個(gè)小組按照以下幾個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)與實(shí)踐。

【環(huán)節(jié)1】問(wèn)題與猜想：為何有些物質(zhì)體積相同，質(zhì)量卻不相同？有些物質(zhì)雖然體積不一樣，但質(zhì)量卻相同？這種現(xiàn)象與物質(zhì)本身的某種特性有關(guān)嗎？

【環(huán)節(jié)2】設(shè)計(jì)方案：根據(jù)上述猜想，將煤油、鋁塊和木塊三種體積和質(zhì)量不同的物質(zhì)作為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，并使用量筒、刻度尺和天平，分別測(cè)量三種物質(zhì)的體積和質(zhì)量，并計(jì)算其體積與質(zhì)量的比值。

【環(huán)節(jié)3】記錄數(shù)據(jù)：根據(jù)測(cè)量結(jié)果，將煤油、鋁塊和木塊的體積、質(zhì)量以及兩者的比值記錄在表格中。

【環(huán)節(jié)4】實(shí)驗(yàn)結(jié)論：小組成員之間就本次實(shí)驗(yàn)的結(jié)果與結(jié)論展開(kāi)交流與探討。

經(jīng)過(guò)以上各個(gè)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，學(xué)生對(duì)物質(zhì)密度的概念以及應(yīng)用產(chǎn)生了更深入的認(rèn)識(shí)和理解。與此同時(shí)，學(xué)生的科學(xué)精神，也得到了有效的培養(yǎng)。

結(jié)語(yǔ)

在推進(jìn)課程改革、落實(shí)立德樹(shù)人根本任務(wù)的過(guò)程中，初中物理教學(xué)的主要目標(biāo)已經(jīng)轉(zhuǎn)向了培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)［6］?？茖W(xué)精神是學(xué)生必備的物理核心素養(yǎng)之一。在具體的初中物理教學(xué)實(shí)踐中，教師可以通過(guò)引入與物理學(xué)家相關(guān)的生動(dòng)素材、創(chuàng)設(shè)良好的問(wèn)題情境、利用信息技術(shù)、引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究等途徑培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神，同時(shí)，這也能有效優(yōu)化初中物理教學(xué)模式，使初中物理教學(xué)煥發(fā)生機(jī)與活力。

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