王銀珍

摘? ?要：培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的關(guān)鍵是讓學(xué)生掌握物理學(xué)科特有的思維方法。在教學(xué)中可以利用實(shí)驗(yàn)創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境為科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)奠定心理基礎(chǔ)，重視實(shí)驗(yàn)探究的過(guò)程，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的思維，利用實(shí)驗(yàn)的直觀性培養(yǎng)學(xué)生的抽象思維，利用實(shí)驗(yàn)課上生成的問(wèn)題資源，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的科學(xué)探究精神。

關(guān)鍵詞：科學(xué)素養(yǎng);問(wèn)題情境;探究過(guò)程;直觀實(shí)驗(yàn);生成的問(wèn)題資源

科學(xué)素養(yǎng)主要包括科學(xué)知識(shí)、科學(xué)能力及科學(xué)態(tài)度、情感與價(jià)值觀三部分[ 1 ]，如何培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)是當(dāng)下教育的主題。培養(yǎng)學(xué)生的物理科學(xué)素養(yǎng)，關(guān)鍵是要讓學(xué)生掌握物理學(xué)科特有的思維方法，內(nèi)化帶有物理特征的思維品質(zhì)。

眾所周知，物理是一門(mén)實(shí)驗(yàn)科學(xué)，物理概念和物理規(guī)律的建立需要堅(jiān)實(shí)的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。物理實(shí)驗(yàn)肩負(fù)著幫助學(xué)生建立新的概念和認(rèn)識(shí)新的規(guī)律、訓(xùn)練學(xué)生的認(rèn)知能力、培養(yǎng)學(xué)生的觀察和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?、建立正確的物理觀念和科學(xué)思維等功能。新課程改革下的課堂教學(xué)，進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)利用實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度和責(zé)任感、創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力。這決定了在物理教學(xué)中，實(shí)驗(yàn)對(duì)培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的地位和作用，因此我們要最大化的實(shí)現(xiàn)和提升實(shí)驗(yàn)的育人價(jià)值。下面，就自己的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，談?wù)劺脤?shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的一些拙見(jiàn)。

1? 利用實(shí)驗(yàn)巧妙創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境，激發(fā)探究的欲望

在教學(xué)活動(dòng)中，要培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，就必須重視學(xué)生的科學(xué)思考。學(xué)貴于思，思起于疑。疑是點(diǎn)燃學(xué)生思維的火種。單調(diào)的教學(xué)吸引不了學(xué)生的興趣，更別談科學(xué)思維了。因此教師應(yīng)巧妙創(chuàng)設(shè)問(wèn)題的情境，用懸念來(lái)激發(fā)學(xué)生探究的欲望，引發(fā)學(xué)生思維。在這方面，實(shí)驗(yàn)具有得天獨(dú)厚的條件，且分組實(shí)驗(yàn)比演示實(shí)驗(yàn)對(duì)激發(fā)學(xué)生探究的欲望效果更佳，日常教學(xué)中盡可能將演示實(shí)驗(yàn)變?yōu)榉纸M實(shí)驗(yàn)，調(diào)動(dòng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性，激活學(xué)生求知的欲望。

例如：在“流體壓強(qiáng)與流速關(guān)系”的教學(xué)中，將演示實(shí)驗(yàn)變?yōu)閷W(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，課前引導(dǎo)學(xué)生用礦泉水瓶或一次性紙杯和一根吸管（或兩端開(kāi)口的筆管）自制漏斗，因?yàn)閷?duì)氣密性要求不高，學(xué)生的器材自制也是百分百成功的。課堂上讓學(xué)生利用自制的這個(gè)漏斗和乒乓球（如圖1）在老師的引導(dǎo)下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：（1）用手指托住乒乓球，放在倒置的漏斗里，然后移開(kāi)手指，觀察現(xiàn)象。（2）通過(guò)吸管對(duì)著乒乓球向下持續(xù)快速吹氣，將壓住乒乓球的手放開(kāi)，將會(huì)觀察到什么現(xiàn)象？（兩次實(shí)驗(yàn)都要求學(xué)生先猜后做）

學(xué)生基本上猜想兩次球都下落，向下吹球肯定會(huì)掉的更快下來(lái)，有的學(xué)生猜想不會(huì)落下（問(wèn)他原因，學(xué)生說(shuō)肯定老師在賣(mài)關(guān)子）。在老師發(fā)出可以進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的指令時(shí)，學(xué)生迫不及待地拿起漏斗用力向下吹氣，一個(gè)個(gè)憋足了勁漲紅了臉。神奇的現(xiàn)象出現(xiàn)了，球不但沒(méi)有掉下來(lái)，反而被緊緊的吸在漏斗口。實(shí)驗(yàn)過(guò)程學(xué)生熱情高漲，反復(fù)做，有點(diǎn)樂(lè)不思蜀，很好地激發(fā)了學(xué)生的求知欲，有了強(qiáng)烈的愿望想盡快知道是什么神奇的力量使球不下落？還有硬幣跳高、向兩靠近的乒乓球之間吹氣兩球相吸、向兩靠近的紙船舶之間噴水（噴水槍也是自制的）兩船相吸（如圖2）等實(shí)驗(yàn)，每位學(xué)生均是在老師引導(dǎo)下，自備自制儀器，動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，觀察現(xiàn)象。因此在引導(dǎo)學(xué)生分析現(xiàn)象得結(jié)論的過(guò)程，就很自然地水到渠成。

課后，學(xué)生興奮地圍著老師說(shuō)：用自己自制的儀器做實(shí)驗(yàn)，觀察現(xiàn)象，分析得結(jié)論，更容易理解學(xué)習(xí)的知識(shí)，對(duì)知識(shí)理解也更加透徹。顯然，自制學(xué)具極大滿(mǎn)足了初中學(xué)生的好奇心，激活了求知欲，跟以往采取老師演示或者請(qǐng)一個(gè)學(xué)生上來(lái)演示相比較，效果有了質(zhì)的提升。

又如：在平面鏡教學(xué)的新課引入時(shí)演示了這樣一個(gè)實(shí)驗(yàn)，在平面鏡前面放一根點(diǎn)燃的蠟燭（如圖3），學(xué)生透過(guò)平面鏡觀察到平面鏡后面也有一根點(diǎn)燃的蠟燭，而且，該蠟燭風(fēng)吹不滅，水澆不滅，讓學(xué)生深感不可思議，也產(chǎn)生了極大的興趣。當(dāng)鏡子前的蠟燭被吹滅的同時(shí)，鏡子后的蠟燭卻不吹自滅，學(xué)生被這現(xiàn)象驚得睜大了充滿(mǎn)疑惑的眼睛，求知欲被激活了，全體學(xué)生輕松自然快速的進(jìn)入了新課學(xué)習(xí)狀態(tài)。

孔子曾說(shuō)過(guò)：知之者不如好之者，好之者不如樂(lè)之者。只有當(dāng)學(xué)生對(duì)問(wèn)題感興趣時(shí)，才會(huì)主動(dòng)去積極思考，積極探究。因此教師在教學(xué)中要善于創(chuàng)設(shè)情境，激發(fā)學(xué)生的興趣，為科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)奠定良好的心理基礎(chǔ)。

2? 重視實(shí)驗(yàn)探究的過(guò)程，激活探究的思維

科學(xué)素養(yǎng)不單單指讓學(xué)生具備足夠的知識(shí)和技能，更需要具有科學(xué)的思維和科學(xué)的精神，物理學(xué)處處閃耀著人類(lèi)思維的光華。因此在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中應(yīng)強(qiáng)調(diào)觀察與思維同步，重視實(shí)驗(yàn)思路的分析，突出研究物理的思維和方法，為學(xué)生的思維發(fā)展創(chuàng)造一個(gè)最佳的課堂學(xué)習(xí)環(huán)境。

在探究電流與電壓、電阻的關(guān)系實(shí)驗(yàn)中，筆者是這么設(shè)計(jì)教學(xué)思路的引導(dǎo)：

（1）猜想：電流的大小與哪些因素有關(guān)？

猜想不是盲目的猜想。但這個(gè)問(wèn)題比較難，因?yàn)閷W(xué)生在生活經(jīng)驗(yàn)中沒(méi)有很多相關(guān)的體驗(yàn)，所以設(shè)計(jì)了如下所示的演示實(shí)驗(yàn)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)做個(gè)鋪墊，通過(guò)實(shí)驗(yàn)創(chuàng)設(shè)情境，讓學(xué)生有依據(jù)地進(jìn)行猜想。

①將2.5V的小燈泡、電流表、2節(jié)電池、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線等組成電路，讓學(xué)生觀察。

②將上述實(shí)驗(yàn)中的兩節(jié)電池改為一節(jié)，讓學(xué)生觀察。

③將上述實(shí)驗(yàn)中的燈泡，改換為3.8V的燈泡，交待給學(xué)生3.8V燈泡電阻比2.5V的燈泡電阻大，引導(dǎo)學(xué)生觀察。

讓學(xué)生觀察示教板上小燈泡的亮度情況，再引導(dǎo)學(xué)生做出大膽猜想。

（2）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)

在這一環(huán)節(jié)的教學(xué)中，教師應(yīng)該根據(jù)教學(xué)的內(nèi)容和特點(diǎn)，有針對(duì)性地設(shè)置相應(yīng)的問(wèn)題，激發(fā)學(xué)生思考，引導(dǎo)學(xué)生探究。

問(wèn)題：

①要用什么方法來(lái)做實(shí)驗(yàn)?zāi)兀?/p>

②實(shí)驗(yàn)要分幾次來(lái)做？

③每次實(shí)驗(yàn)中要控制什么量，改變什么量？

④利用桌面上的實(shí)驗(yàn)器材，怎樣來(lái)實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)條件？

⑤設(shè)計(jì)出滿(mǎn)足實(shí)驗(yàn)要求的電路圖。

通過(guò)教師清晰的物理思維下的有效引導(dǎo)，學(xué)生很順利地明確實(shí)驗(yàn)思路、方法（如何控制變量進(jìn)行實(shí)驗(yàn)）、需要的器材及步驟、輕松畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路圖?？梢?jiàn)教學(xué)中滲透了研究物理的科學(xué)方法，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)思考、大大提高學(xué)習(xí)的效果。

事實(shí)證明，只有通過(guò)教師精心設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，才能剖析實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的精髓所在，才能弄清實(shí)驗(yàn)原理，才能在提高實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ耐瑫r(shí)讓學(xué)生的思維得到發(fā)展，從而培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的理性思維，學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)就會(huì)得到發(fā)展。

3? 利用實(shí)驗(yàn)的直觀性，培養(yǎng)學(xué)生的抽象思維

學(xué)生在初中階段的思維主要以形象思維為主，但已開(kāi)始向抽象邏輯思維轉(zhuǎn)化，這種思維屬于經(jīng)驗(yàn)型的抽象邏輯思維，在很大程度上仍然要以形象思維為基礎(chǔ)[ 2 ]。而初中物理很多的概念和規(guī)律都比較抽象，實(shí)驗(yàn)可以讓學(xué)生觀察到大量直觀感性的信息，有利于學(xué)生的形象思維向抽象思維過(guò)渡。因此實(shí)驗(yàn)成了初中物理課堂教學(xué)中的重要手段。

例如：在“簡(jiǎn)單的光現(xiàn)象”教學(xué)中，為學(xué)生提供一把激光筆，一個(gè)裝水（加了幾滴蜂蜜）的方型容器、一個(gè)長(zhǎng)方形玻璃磚。在老師的引導(dǎo)下學(xué)生做了如圖4所示的實(shí)驗(yàn)，并要求學(xué)生將光的傳播路徑用示意圖的方式記錄。實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)單易操作，且現(xiàn)象非常明顯有趣，學(xué)生享受著如此美的實(shí)驗(yàn)意境，愉悅的實(shí)驗(yàn)過(guò)程，表現(xiàn)出極大的熱情、專(zhuān)注和開(kāi)心。再利用學(xué)生匯報(bào)的實(shí)驗(yàn)記錄示意圖，引導(dǎo)全體學(xué)生共同分析，得出光的直線傳播現(xiàn)象（增加一個(gè)演示實(shí)驗(yàn)，光在不均勻的蜂蜜水中傳播路徑是彎曲的）、光的反射現(xiàn)象、光的折射現(xiàn)象、光的全反射現(xiàn)象。這個(gè)過(guò)程是輕松的，充分體現(xiàn)玩中學(xué)的良好心理所提升的學(xué)習(xí)效果。

最讓筆者驚喜的是，在“光的反射定律和折射規(guī)律”教學(xué)中，課堂教學(xué)及時(shí)反饋的作圖中，居然幾乎找不到畫(huà)錯(cuò)的例子，這是以前從未出現(xiàn)過(guò)的，究其原因應(yīng)歸功于化抽象為形象的“直觀教學(xué)”，每位學(xué)生均親自動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，觀察現(xiàn)象，并用示意圖的方式記錄光的傳播路徑，這些光現(xiàn)象深深地印在學(xué)生的腦海里。本節(jié)課的教學(xué)，不僅培養(yǎng)了學(xué)生的動(dòng)手能力、觀察能力，還培養(yǎng)了學(xué)生的物理建模思維和能力。

又如：在“神奇的眼睛”教學(xué)中，學(xué)生對(duì)“凸透鏡的折光能力與彎曲程度的關(guān)系”這個(gè)知識(shí)點(diǎn)不理解，導(dǎo)致不能真正掌握近視眼和遠(yuǎn)視眼的成因及如何矯正。為此設(shè)計(jì)了一種學(xué)具（如圖5），其中的水透鏡是用可樂(lè)瓶的側(cè)壁和彈性絕緣膠及絕緣膠布制成的，里面加上水模擬眼睛的晶狀體，通過(guò)拉或擠連接在兩端的絕緣膠布改變其彎曲程度（向外拉，它的彎曲程度會(huì)減小;向內(nèi)擠壓，它的彎曲程度會(huì)增大）。實(shí)驗(yàn)直觀形象地呈現(xiàn)了正常眼、近視眼和遠(yuǎn)視眼的視物情況，還可以生動(dòng)呈現(xiàn)近視眼和遠(yuǎn)視眼的矯正過(guò)程，實(shí)現(xiàn)學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程知其然還知其所以然，真正應(yīng)驗(yàn)朱正元教授說(shuō)過(guò)的那句話(huà)“千言萬(wàn)語(yǔ)說(shuō)不清，一看實(shí)驗(yàn)就分明”，教學(xué)效果大大超出教學(xué)設(shè)計(jì)的預(yù)期，很好的體現(xiàn)了直觀教學(xué)的優(yōu)越性。

實(shí)驗(yàn)以“直觀”做橋梁和基礎(chǔ)，能夠降低學(xué)習(xí)的難度，讓學(xué)生在直觀感知的基礎(chǔ)上理解物理規(guī)律和概念，使教學(xué)從感性走向理性，使學(xué)生更容易理解抽象事物，從而逐步提高學(xué)生的抽象思維能力，提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

4? 充分利用實(shí)驗(yàn)課生成的問(wèn)題資源，培養(yǎng)勇于追求真理的精神

科學(xué)素養(yǎng)的目標(biāo)之一是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是，不畏艱難，追求真理的精神。物理課上，影響實(shí)驗(yàn)成功與否的因素是很多的，因此實(shí)驗(yàn)出現(xiàn)生成性的問(wèn)題是很正常的，這些問(wèn)題對(duì)培養(yǎng)學(xué)生形成實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度是難能可貴的，因此課堂上老師要善于發(fā)現(xiàn)，抓住機(jī)會(huì)，引導(dǎo)學(xué)生分析原因，這樣不僅培養(yǎng)了學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，更重要的是還會(huì)培養(yǎng)學(xué)生尊重實(shí)驗(yàn)事實(shí)的科學(xué)態(tài)度，達(dá)到成功實(shí)驗(yàn)所不能替代的效果。

例如：在探究電磁鐵的磁性強(qiáng)弱與什么因素有關(guān)的實(shí)驗(yàn)中，我們用網(wǎng)絡(luò)五類(lèi)線和大鐵釘自制的電磁鐵（如圖6）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，學(xué)生發(fā)現(xiàn)同樣是100圈的線圈、1.5A的電流，為什么有的一下子吸了30多根大頭針，有的只吸幾根呢？這時(shí)老師應(yīng)留給學(xué)生足夠的時(shí)間讓他們?nèi)ソ涣?、去討論、去評(píng)估，結(jié)果發(fā)現(xiàn)不同小組用電磁鐵吸引大頭針時(shí)，電磁鐵的一端離大頭針的距離不同，而且大頭針的擺放是隨意的，有的組大頭針擺放比較密集，有的組大頭針擺放比較稀疏，這些因素都說(shuō)明實(shí)驗(yàn)沒(méi)有真正做到控制變量，原因找到了，問(wèn)題就迎刃而解。學(xué)生不僅掌握了正確的物理規(guī)律，而且對(duì)控制變量這個(gè)研究物理問(wèn)題的方法理解更深刻。如果老師沒(méi)有抓住這個(gè)機(jī)會(huì)進(jìn)一步的分析，學(xué)生就會(huì)形成錯(cuò)誤的認(rèn)識(shí)。

又如：在電學(xué)的很多實(shí)驗(yàn)中，經(jīng)常會(huì)發(fā)生燈不亮的現(xiàn)象，到底是燈短路或燈開(kāi)路，或者是其他方面的原因？這時(shí)，教師可以因勢(shì)利導(dǎo)，讓學(xué)生自己分析排除故障，有的不成功的實(shí)驗(yàn)歷程也能讓學(xué)生掌握故障電路的正確分析的方法，同時(shí)學(xué)生還收獲了成功的喜悅。

因此教師不能忽略這些課堂生成性的問(wèn)題資源，而應(yīng)當(dāng)善于發(fā)現(xiàn)問(wèn)題本身所蘊(yùn)含的內(nèi)涵，悟透內(nèi)涵中的“精彩”，并巧妙地加以利用，引導(dǎo)學(xué)生利用已知的知識(shí)找錯(cuò)和糾錯(cuò)。只有這樣才能最大程度上鍛煉學(xué)生的批判性思維，培養(yǎng)學(xué)生堅(jiān)韌不拔的科學(xué)精神和毅力，從而提升了學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

“培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)”是我們物理教師永恒的追求。在教學(xué)中我們應(yīng)充發(fā)揮實(shí)驗(yàn)的作用，利用實(shí)驗(yàn)全面提高我們教學(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。

參考文獻(xiàn)：

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