劉美香

【摘要】在當(dāng)前的教育背景下，核心素養(yǎng)成為教育領(lǐng)域的一個熱點課題，各個學(xué)科的核心素養(yǎng)又有所差異.基于物理學(xué)科核心素養(yǎng)來看，科學(xué)思維屬于重要構(gòu)成部分，又細分為多個方面，科學(xué)論證素養(yǎng)即為其中之一.在高中物理課堂教學(xué)中，教師要將科學(xué)論證素養(yǎng)的培養(yǎng)當(dāng)作重點，本文據(jù)此展開分析與探討，同時提出一些適當(dāng)?shù)呐囵B(yǎng)路徑.

【關(guān)鍵詞】高中物理；課堂教學(xué)；科學(xué)論證素養(yǎng)

在高中物理學(xué)科核心素養(yǎng)中，科學(xué)論證是科學(xué)思維的組成部分之一，主要由科學(xué)主張、證據(jù)和推理三個基本要素組成，是利用物理學(xué)視角來認(rèn)識客觀事物本質(zhì)屬性、內(nèi)在規(guī)律與彼此聯(lián)系的方式之一，也是對分析、推理、概括和論證等科學(xué)思維的有效強化.在高中物理課堂教學(xué)中，教師可通過培養(yǎng)科學(xué)論證素養(yǎng)促進學(xué)生深度學(xué)習(xí)，深層次理解物理概念與規(guī)律，使其思維能力得到發(fā)展，讓物理學(xué)習(xí)變得更具有探究性，推動他們更好地掌握物理本質(zhì).

1?借助理論知識講授，培養(yǎng)科學(xué)論證素養(yǎng)

1.1?注重基礎(chǔ)知識教學(xué)，培養(yǎng)科學(xué)論證素養(yǎng)

在整個高中物理課程體系中，理論知識所占的比例較大，也是學(xué)生學(xué)習(xí)物理知識的前提與基礎(chǔ)，以一些概念、規(guī)律、性質(zhì)與公式為主，只有學(xué)生掌握這些理論知識，才能夠?qū)ξ锢韺W(xué)習(xí)內(nèi)容進行有效的思維加工，推動學(xué)生深度探索物理科學(xué)的奧秘，為學(xué)生科學(xué)論證素養(yǎng)的培養(yǎng)奠定堅實基礎(chǔ).對此，高中物理教師在課堂教學(xué)中可借助理論知識的講授培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)論證素養(yǎng)，注重基礎(chǔ)知識教學(xué)，帶領(lǐng)學(xué)生一邊學(xué)習(xí)物理理論知識，一邊促進科學(xué)論證素養(yǎng)的培養(yǎng)與發(fā)展[1].

例如?在進行“質(zhì)點”教學(xué)時，教師先利用多媒體設(shè)備播放老鷹在天空中展翅飛翔、足球在草地上滾動的畫面，引出問題：如何描述雄鷹、足球的運動？給予提示：要想描述雄鷹、足球的運動情況，并非一件容易之事，原因是什么？啟發(fā)學(xué)生思考與討論，因為老鷹與足球都有一定的形狀和大小，前者往前飛翔時，翅膀進行上下運動，后者往前運動時是在滾動.與學(xué)生一起展開設(shè)想：如果在現(xiàn)實世界中，所有物體都是無需考慮形狀和大小的“點”，就能夠解決上述問題.接著，教師設(shè)問：是否可以把生活中的物體看成無需考慮形狀與大小的“點”？教師繼續(xù)列舉生活實例，啟發(fā)學(xué)生一起分析與研究，使學(xué)生意識到在一些特殊情況下真的不用考慮物體形狀與大小，忽視物體的質(zhì)量要素，將其視作為具有質(zhì)量的“點”，就是質(zhì)點；一個物體能否看成質(zhì)點是由問題性質(zhì)決定的，即為即使不考慮物體的形狀和大小，也不會影響到問題的研究.這是一種物理學(xué)中的理想模型，也是比較常用的科學(xué)研究方法之一，借此培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)論證素養(yǎng).

1.2?注重物理探究學(xué)習(xí)，培養(yǎng)科學(xué)論證素養(yǎng)

物理學(xué)主要研究的是物質(zhì)最一般的運動規(guī)律與基本結(jié)構(gòu)，屬于自然科學(xué)中的“領(lǐng)頭者”，涉及范圍大至宇宙，小至粒子，研究其他自然學(xué)科均離不開物理知識的輔助與支持.高中物理教學(xué)內(nèi)容同初中相比，無論是難度、深度，還是廣度，均有所提升，對學(xué)生的整體學(xué)習(xí)能力要求較高，探究性學(xué)習(xí)是不可或缺的，教師應(yīng)當(dāng)以教材內(nèi)容為依托，帶領(lǐng)學(xué)生對物理知識進行探究性學(xué)習(xí)，使其在探究過程中進行科學(xué)分析、推理與論證，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)論證素養(yǎng)[2].

例如?在開展“自由落體運動”教學(xué)時，教師先在課件中展示以下生活現(xiàn)象，如：房檐滴水、樹葉飄落與冬天下雪等，要求學(xué)生觀察這些現(xiàn)象有什么共同特征？學(xué)生發(fā)現(xiàn)物體都是從上往下自由下落，由此揭示新課主題.接著，教師演示紙片和金屬片的下落過程，搭配問題：重的物體一定下落得快嗎？如何證明？啟發(fā)學(xué)生觀察與思考，提出各自的猜想且動手設(shè)計方案，使學(xué)生著重探究紙片和金屬片不會同時落地的原因，讓學(xué)生探究后得到結(jié)論，發(fā)現(xiàn)是因為空氣阻力所產(chǎn)生的影響，以至于物體下落快慢不同.之后，教師設(shè)問：假如物體在下落過程中不會受到空氣阻力的影響，受力情況會發(fā)生哪些變化？學(xué)生知道這時物體只會受到重力的作用，明確自由落體運動的概念，然后利用牛頓管演示質(zhì)量不同物體在真空中的下落情況，引領(lǐng)他們探究出自由落體運動的條件.隨后教師帶領(lǐng)學(xué)生探究自由落體運動的規(guī)律，使其經(jīng)歷一個由淺入深的探究過程，培養(yǎng)他們的科學(xué)論證素養(yǎng).

2?借助實驗教學(xué)良機，培養(yǎng)科學(xué)論證素養(yǎng)

2.1?制造更多實驗機會，培養(yǎng)科學(xué)論證素養(yǎng)

在高中物理課程教學(xué)中，實驗教學(xué)的重要性不言而喻，通常用來驗證、還原與補充理論知識，兩者相輔相成、相互促進，一起組建成完善的物理知識體系.在高中物理課堂教學(xué)中，要想更好地培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)論證素養(yǎng)，教師在平常的教學(xué)中應(yīng)把握好實驗的機會，通過實驗將一些物理現(xiàn)象直觀化地呈現(xiàn)出來，讓他們在實驗輔助下展開科學(xué)探究活動，不過在這里要盡可能為學(xué)生制造更多親自動手進行實驗操作的機會，使其科學(xué)論證素養(yǎng)得到很好的培養(yǎng).

例如?以“彈力”教學(xué)為例，教師先在多媒體設(shè)備的大屏幕上展示跳水、拉弓射箭與蹦極的圖片，要求學(xué)生認(rèn)真觀察后分析這些動作的完成存在哪些共同之處？使其發(fā)現(xiàn)均是對物體彈性功能的使用，告知他們接下來要采用實驗的方式學(xué)習(xí)彈力相關(guān)知識.接著，教師指導(dǎo)學(xué)生使用一根細鐵絲制作一個微型彈簧，用較小的力壓與拉，交流各自的感受，使其產(chǎn)生質(zhì)疑：當(dāng)用手按壓或者拉伸彈簧時，均要給彈簧施加一個力，那么這又是什么力？是如何產(chǎn)生的？大小、方向怎么樣？讓他們明確接下來的實驗?zāi)康?之后，教師要求學(xué)生繼續(xù)進行自主實驗，用手彎曲竹片與按壓海綿，描述出現(xiàn)的實驗現(xiàn)象，即為物體的形狀或者體積會出現(xiàn)變化，使其搜集證據(jù)與進行推理，親身經(jīng)歷科學(xué)探究過程，讓他們明確認(rèn)識兩類形變.隨后教師引領(lǐng)學(xué)生探究彈簧的形變程度與彈力大小的關(guān)系，使其經(jīng)歷基本的探究過程，讓他們通過觀察、實驗總結(jié)出彈簧的伸長與拉力大小之間的具體關(guān)系.

2.2?鼓勵學(xué)生進行合作實驗，培養(yǎng)科學(xué)論證素養(yǎng)

上文已經(jīng)提到，高中物理知識不僅難度相對較大，還較為深邃.雖然實驗是一個不錯的輔助性學(xué)習(xí)方法，也是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)論證素養(yǎng)的有效途徑之一，不過部分物理現(xiàn)象探究起來困難重重，有時僅靠學(xué)生個人很難順利完成實驗任務(wù)，無法得到相應(yīng)的科學(xué)論證，自然影響到他們科學(xué)論證素養(yǎng)的培育.高中物理教師在課堂教學(xué)中應(yīng)鼓勵學(xué)生進行小組合作實驗，極力發(fā)揮出團隊協(xié)作的優(yōu)勢，使其互幫互助、共同完成實驗，借此培養(yǎng)他們的科學(xué)論證素養(yǎng)[3].

例如?在“摩擦力”教學(xué)中，本課知識是對初中摩擦力的延伸和拓展，主要采用實驗的方式重新認(rèn)識摩擦力.課堂上，教師以學(xué)生的認(rèn)知能力和實驗出現(xiàn)的前后順序為出發(fā)點，先介紹靜摩擦力，再介紹滑動摩擦力，使其著重思考生活中大量的摩擦力現(xiàn)象，總結(jié)摩擦力的特點，假設(shè)哪些因素會影響到摩擦力的大小，提出科學(xué)假設(shè)，為他們指明科學(xué)推理與論證的方向.接著，教師組織學(xué)生以小組為單位采用控制變量法進行實驗，如：使用一個彈簧測力計勻速拉動一個木塊，使之沿著水平長木板緩慢滑動，測出木塊和長木板之間滑動摩擦力的大??；增加木塊上所放砝碼的數(shù)量，加大對長木板施加的壓力，測出這種狀態(tài)下滑動摩擦力的大小：換作表面較為粗糙的長木板重復(fù)上述操作，測出此時滑動摩擦力的大小.引導(dǎo)他們分析實驗數(shù)據(jù)與現(xiàn)象之間的聯(lián)系，使其意識到影響滑動摩擦力的大小同時接觸面受到的壓力大小存在關(guān)系，接觸面受到的壓力越大，滑動摩擦力也就越大；還同接觸面的粗糙程度存在關(guān)系，接觸面愈加粗糙滑動摩擦力則越大.

3?善于發(fā)現(xiàn)教學(xué)契機，培養(yǎng)科學(xué)論證素養(yǎng)

3.1?發(fā)揮問題導(dǎo)向作用，培養(yǎng)科學(xué)論證素養(yǎng)

針對高中物理教學(xué)來說，為在課堂中更好地培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)論證素養(yǎng)，教師往往要起到很好的引導(dǎo)作用，做好課堂教學(xué)輔助者、組織者與實施者的工作，關(guān)鍵是要為其指明學(xué)習(xí)與探究的大方向，只有這樣才能夠減少低效或無效學(xué)習(xí)行為的出現(xiàn)，推動他們科學(xué)論證素養(yǎng)的發(fā)展.具體來說，高中物理教師課堂教學(xué)實踐中可以根據(jù)具體教學(xué)內(nèi)容設(shè)計一組合理的問題，善于發(fā)揮問題的導(dǎo)向作用，引導(dǎo)學(xué)生通過對問題的分析與處理提高自身的科學(xué)論證素養(yǎng)[4].

例如?在教學(xué)“拋體運動的規(guī)律”過程中，教師先將粉筆從水平方向沿著不同角度拋出去，講述到當(dāng)把空氣阻力忽視掉時可以將粉筆看作在做拋體運動，引領(lǐng)學(xué)生思考、討論后發(fā)現(xiàn)，把物體用一定的初速度沿著水平方向拋出，如果忽視空氣阻力，當(dāng)物體只受到重力作用時就在進行平拋運動，使學(xué)生得出物體進行平拋運動所需的條件，詢問：你們在實際生活中見到過哪些平拋運動？讓學(xué)生根據(jù)實例確定平拋運動的軌跡.接著，教師以黑板當(dāng)作平面，用力把一個小球沿著水平方向拋出去，利用粉筆描出小球的運動軌跡，設(shè)計問題：小球在豎直方向都受到哪些力的作用？有沒有初速度與加速度？水平方向呢？引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合看到的現(xiàn)象分析與討論問題，搜集相關(guān)證據(jù)進行科學(xué)推理與論證，讓學(xué)生意識到由于拋出小球時只受到重力作用，豎直方向沒有初速度、存在加速度，因為小球沒有受到水平方向力的作用，它在水平方向不存在加速度，初速度則保持不變.隨后教師繼續(xù)設(shè)問：是否能以合成視角來研究拋體運動，豎直與水平兩個方向上的運動分別存在什么特征？讓學(xué)生進一步研究，培育學(xué)生的科學(xué)論證素養(yǎng).

3.2?利用課堂教學(xué)機遇，培養(yǎng)科學(xué)論證素養(yǎng)

在高中物理教學(xué)中，對于科學(xué)論證素養(yǎng)的培養(yǎng)而言，是一項長期且重要的任務(wù)，很難起到立竿見影的效果，教師在教學(xué)中要善于不斷發(fā)現(xiàn)與制造教學(xué)契機，充分利用課堂教學(xué)機遇，適時培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)論證素養(yǎng)，讓他們?nèi)〉瞄L遠進步與發(fā)展.這就要求高中物理教師在課堂教學(xué)中應(yīng)把握好各個機遇，多為學(xué)生提供進行科學(xué)觀察、分析、推理與驗證的機會，促進學(xué)生物理思維的發(fā)展及對科學(xué)本質(zhì)的理解，使其科學(xué)論證素養(yǎng)得到有效培養(yǎng)[5].

例如?在實施“向心加速度”教學(xué)時，教師先呈現(xiàn)一個小球在圓形平面上進行勻速圓周運動的小動畫，給出任務(wù)：小球的運動狀態(tài)有無發(fā)生變化，如果變化，找出原因所在.讓學(xué)生展開科學(xué)探究，使學(xué)生意識到小球的速度方向在不停地變化，運動狀態(tài)同樣不斷變化，是向心力所起的作用.接著，教師布置任務(wù)：物體進行勻速圓周運動時所提供的向心力是什么？合力有什么特點？引領(lǐng)學(xué)生繼續(xù)結(jié)合剛才的動畫進行科學(xué)分析與論證，學(xué)生知道物體受到的合力提供向心力，方向始終指向圓心.之后，教師繼續(xù)呈現(xiàn)任務(wù)，提示學(xué)生借助牛頓第二定律對小球加速度的方向和作用進行研究，分析圓周運動的性質(zhì)，使學(xué)生深入探討向心加速度，構(gòu)建完善的知識體系，促進科學(xué)論證素養(yǎng)的培養(yǎng).

4?結(jié)語

綜上所述，在高中物理課堂教學(xué)實踐中，教師應(yīng)深刻意識到培養(yǎng)科學(xué)論證素養(yǎng)的重要性與必要性，結(jié)合高中物理知識的特征及高中生的身心特點制定各種各樣、豐富多彩的培養(yǎng)途徑，以原有教學(xué)經(jīng)驗為出發(fā)點，不斷改進、創(chuàng)新與優(yōu)化培養(yǎng)路徑，為學(xué)生帶來與眾不同的學(xué)習(xí)體驗，提高整體教學(xué)質(zhì)量.

參考文獻：

[1]張嘉弘.指向“科學(xué)論證素養(yǎng)”培養(yǎng)的高中物理教學(xué)策略與實踐[J].中學(xué)物理，2022，40（07）：6-10.

[2]陸軍.注重學(xué)習(xí)過程 聚焦科學(xué)思維——高中物理教學(xué)中發(fā)展科學(xué)思維的實踐探索[J].物理教學(xué)，2021，43（08）：16-19.

[3]金林軍.核心素養(yǎng)下高中物理教學(xué)中科學(xué)思維的培養(yǎng)[J].數(shù)理化學(xué)習(xí)（教研版），2020（11）：25-26.

[4]張嘉弘.培養(yǎng)“科學(xué)論證素養(yǎng)”的高中物理教學(xué)策略與實踐[J].物理教師，2022，43（05）：22-26.

[5]戚桂雄.培養(yǎng)“科學(xué)論證素養(yǎng)”的高中物理教學(xué)策略與實踐[J].考試周刊，2022（45）：132-135.