摘 要：培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)論證能力是教育改革背景下初中物理教學(xué)的重要任務(wù)之一.在課堂中，教師需要優(yōu)化教學(xué)模式，基于發(fā)展學(xué)生科學(xué)論證能力要求，引導(dǎo)學(xué)生對物理概念進(jìn)行全方位論證，深化對概念的理解，發(fā)展核心素養(yǎng).文章以人教版八年級上冊《聲音的產(chǎn)生與傳播》一課教學(xué)為例，從構(gòu)建情境、問題引導(dǎo)、交流評估、整合論證等環(huán)節(jié)探討面向科學(xué)論證能力培養(yǎng)的初中物理概念教學(xué)策略，旨在為一線教師提供參考.

關(guān)鍵詞：科學(xué)論證；初中物理；概念教學(xué)

中圖分類號：G632 ""文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A"""文章編號：1008-0333（2025）02-0121-03

收稿日期：2024-10-15

作者簡介：鄭守捷，本科，中學(xué)一級教師，從事初中物理教學(xué)研究.

《義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》的發(fā)布，正式明確了義務(wù)教育階段學(xué)生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)要素，科學(xué)論證作為科學(xué)思維的基本要素正式列入初中階段物理教學(xué)的培養(yǎng)目標(biāo)，并提出了相應(yīng)的學(xué)業(yè)質(zhì)量要求.在這樣的背景下，教師要關(guān)注學(xué)生科學(xué)論證能力的培養(yǎng)，改變當(dāng)前學(xué)生盲目服從、人云亦云、缺乏理性思考等問題，通過概念學(xué)習(xí)引導(dǎo)學(xué)生參與科學(xué)論證活動，幫助他們強(qiáng)化核心素養(yǎng)，提高科學(xué)論證能力.

1 科學(xué)論證的內(nèi)涵

科學(xué)論證是一種基于證據(jù)和邏輯推理的理性思維方法，用于支持或證實(shí)某種觀點(diǎn)、假設(shè)或理論[1].通過合理的論證和支撐，驗(yàn)證某種觀點(diǎn)或理論的正確性，并為科學(xué)界的共識提供依據(jù).科學(xué)論證構(gòu)成了科學(xué)探究的核心，科學(xué)論證的過程即為尊重證據(jù)、尋找證據(jù)和解釋證據(jù)的過程.科學(xué)論證作為科學(xué)思維的重要組成部分，對學(xué)生科學(xué)思維的形成與科學(xué)精神的發(fā)展都有著積極的促進(jìn)作用.科學(xué)論證通常包含三個(gè)階段：引導(dǎo)、論證和總結(jié).引導(dǎo)階段，教師需擔(dān)當(dāng)起為學(xué)生即將踏入的論證學(xué)習(xí)之旅鋪設(shè)道路和創(chuàng)設(shè)環(huán)境的重任，喚醒學(xué)生對問題的好奇心與探索欲.進(jìn)入論證階段后，教師轉(zhuǎn)變?yōu)橹笇?dǎo)者角色，鼓勵學(xué)生以小組為單位，圍繞各自的論點(diǎn)，通過協(xié)作與討論進(jìn)行深入剖析.這一過程不僅強(qiáng)化了學(xué)生的邏輯思維能力，也鍛煉了他們的團(tuán)隊(duì)協(xié)作與溝通能力.最后總結(jié)階段，學(xué)生需展現(xiàn)自己對科學(xué)問題的終極認(rèn)知以及對整個(gè)論證流程的領(lǐng)悟與反思.

2 指向科學(xué)論證能力培養(yǎng)的初中物理概念教學(xué)策略

論證的本質(zhì)是利用資料和證據(jù)不斷消除不確定性的過程[2].在實(shí)踐中，教師需要基于物理學(xué)科特點(diǎn)，圍繞學(xué)生個(gè)性化發(fā)展需求，以促進(jìn)學(xué)生科學(xué)論證能力發(fā)展為目標(biāo)設(shè)計(jì)教學(xué)活動.本研究選擇人教版八年級上冊《聲音的產(chǎn)生與傳播》一課內(nèi)容，探討培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)論證能力的具體方法，以供廣大教師參考.

2.1 構(gòu)建情境，引出論題，激發(fā)探索興趣

在培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)論證能力的課堂中，為激發(fā)學(xué)生參與學(xué)習(xí)活動的積極性，教師可以通過創(chuàng)設(shè)情境的方式，引出論題，吸引學(xué)生的關(guān)注并激發(fā)他們的探索興趣.具體來說，教師需要深入分析教材內(nèi)容，挖掘教材中與生活相關(guān)的元素信息，借助信息技術(shù)手段再現(xiàn)生活場景，構(gòu)建生動、真實(shí)的情境，引發(fā)學(xué)生對情境的關(guān)注與討論.在激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的基礎(chǔ)上，教師可以引出論題，鼓勵學(xué)生進(jìn)行探索.這樣，既能幫助學(xué)生建立學(xué)科知識同生活的聯(lián)系，還能為后續(xù)教學(xué)活動的順利進(jìn)行奠定良好基礎(chǔ).

為科學(xué)設(shè)計(jì)論題，教師首先需要對教材進(jìn)行解讀.本次教學(xué)活動選擇人教版八年級上冊第二章《聲現(xiàn)象》中的第一小節(jié)《聲音的產(chǎn)生與傳播》，根據(jù)對教材的梳理發(fā)現(xiàn)：本節(jié)內(nèi)容以撥動橡皮筋為情境引出聲音的產(chǎn)生，借助演示實(shí)驗(yàn)描述聲音傳播的方法，以表格的方式展示介質(zhì)中的聲速，期望學(xué)生能夠通過學(xué)習(xí)感受自然界美妙的聲音，掌握聲音產(chǎn)生原因以及傳播條件等基礎(chǔ)概念.根據(jù)教材信息，教師可以借助信息技術(shù)手段，向?qū)W生分享音頻，比如海浪撞擊巖石的聲音、火車鳴笛的聲音、飛機(jī)起飛的聲音等，引導(dǎo)他們結(jié)合生活經(jīng)驗(yàn)嘗試猜測音頻中是何種聲音.與學(xué)生生活息息相關(guān)的情境，能調(diào)動他們對聲音的好奇與興趣.借此機(jī)會，教師可以順利引出論題“聲音的傳播是否需要空氣？”這樣能夠促進(jìn)學(xué)生思維的縱向發(fā)展，使他們主動參與到論題的討論之中.在提出論題后，教師可基于物理現(xiàn)象引導(dǎo)學(xué)生做出猜想與假設(shè)，比如聲音的產(chǎn)生可能是物體振動產(chǎn)生的，因?yàn)槿嗽诎l(fā)出聲音時(shí)聲帶會振動.

2.2 問題引導(dǎo)，構(gòu)建論證，發(fā)展高階思維

順利引入論題后，為保障學(xué)生的廣泛參與，教師可以采用問題驅(qū)動等方式，指導(dǎo)學(xué)生參與概念學(xué)習(xí)[3].教師可以引導(dǎo)學(xué)生以小組為單位進(jìn)行交流、討論，合作協(xié)商并解決問題，提出自己對物理概念的理解與認(rèn)識，并用證據(jù)證實(shí)自己的觀點(diǎn).此過程中，教師需要扮演好引導(dǎo)者的角色，巧用問題支架驅(qū)動學(xué)生高階思維發(fā)展，幫助他們在分享證據(jù)期間更好地提高思維活力，養(yǎng)成良好的合作習(xí)慣，提升協(xié)作能力，以主動探究的方式增進(jìn)對概念的了解.

結(jié)合教師提出的論題，學(xué)生需要以小組為單位，嘗試探索聲音的產(chǎn)生和傳播條件.首先，為指明探究方向，教師可以引導(dǎo)學(xué)生思考：想要了解聲音的產(chǎn)生，需要怎樣設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)？基于此問題，各組成員進(jìn)行簡單討論并得出答案：可以通過觀察、觸摸或者聆聽的方式來感知發(fā)聲物體.根據(jù)學(xué)生給出的答案，教師可以鼓勵他們利用教室內(nèi)的材料進(jìn)行自主設(shè)計(jì).學(xué)生在參與實(shí)驗(yàn)的過程中，教師還可以不斷設(shè)問：如果把鬧鐘放在一個(gè)完全密封的盒子里，你覺得還能聽到聲音嗎？為什么？聲音在太空中能傳播嗎？太空和我們周圍的環(huán)境有什么不同？結(jié)合教師提出的問題，各組成員需要持續(xù)討論，并給出自己的觀點(diǎn).部分小組認(rèn)為聲音的傳播需要空氣，在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，將發(fā)聲的物體用密閉的容器隔起來，聲音會變小，因此得出猜想：如果沒有空氣，聲音將不再傳播.還有的小組成員認(rèn)為聲音的傳播不一定完全依靠空氣，比如自己在游泳時(shí)就能夠聽見水下的聲音等.在探究問題的過程中，學(xué)生的思維得到深層發(fā)展，同時(shí)，教師也能根據(jù)他們的反饋情況判斷學(xué)生對知識的理解情況，以便更好地調(diào)整后續(xù)教學(xué)活動.

2.3 交流評估，合作討論，深化概念理解

當(dāng)各組成員都完成論證的建構(gòu)后，為了讓學(xué)生走出認(rèn)知沖突，教師需要在班級內(nèi)組織討論活動，鼓勵學(xué)生以合作的方式，分享本組在探究中的學(xué)習(xí)成果，回歸到中立的角度對論點(diǎn)的合理性以及證據(jù)的真實(shí)性進(jìn)行評估，引導(dǎo)學(xué)生批判性提出論證中的不足.這樣，在交流與分享的過程中，能夠促進(jìn)學(xué)生思維能力以及表達(dá)能力的發(fā)展；在科學(xué)論證的過程中，學(xué)生能夠?qū)W會如何表達(dá)自己的觀點(diǎn)以及怎樣利用證據(jù)支撐自己的觀點(diǎn).

在小組合作探究中，有的小組認(rèn)為聲音的傳播一定需要空氣，有的小組則認(rèn)為聲音的傳播并不需要依賴空氣，就此問題產(chǎn)生沖突.對此，在評估與交流的過程中，教師可以引導(dǎo)他們分享自己的論點(diǎn)，讓其他學(xué)生進(jìn)行評估，判斷哪一方更有說服力，并闡明原因.此環(huán)節(jié)中，學(xué)生對論證做出分析并表示：聲音的傳播必須依靠空氣，因?yàn)槿绻麑l(fā)聲的物體放在真空罩中，逐漸抽走真空罩內(nèi)的空氣可以聽到聲音會隨之減弱直至消失.再如，擊鼓時(shí)鼓面的振動帶動空氣的振動，形成了疏密相間的波動并向遠(yuǎn)處傳播，由此可見，聲音的傳播必須依靠空氣.持相反意見的學(xué)生提出自己的論點(diǎn).比如，學(xué)生發(fā)現(xiàn)除了空氣可以傳聲外，將耳朵貼近桌面，另一位學(xué)生用手敲擊桌面，也能夠聽到聲音.由此可見，聲音的傳播并不完全依靠空氣，固體也能夠傳播聲音.基于這一發(fā)現(xiàn)，教師可以順勢提出問題：教材中提到除了空氣能夠傳播聲音外，還有哪些途徑能夠傳播聲音？我們將這些能夠傳播聲音的物質(zhì)稱為什么？通過持續(xù)探究，幫助學(xué)生獲得更為完整的物理概念，進(jìn)一步了解聲音的傳播方法，達(dá)成本課學(xué)習(xí)目標(biāo).

2.4 整合論證，導(dǎo)圖引領(lǐng)，提高教學(xué)質(zhì)量

論證的整合環(huán)節(jié)是教學(xué)活動中的重要組成部分[4].為發(fā)展學(xué)生科學(xué)論證能力，在教學(xué)任務(wù)結(jié)束后，教師可以引導(dǎo)學(xué)生將論證的過程以及成果進(jìn)行整合，用思維導(dǎo)圖的方式進(jìn)行梳理，深入了解概念.在整合與總結(jié)活動中，學(xué)生能建立更為完善的知識結(jié)構(gòu)，借助思維導(dǎo)圖夯實(shí)基礎(chǔ)知識，進(jìn)一步發(fā)展并提升自身的科學(xué)論證能力，凸顯物理學(xué)科學(xué)習(xí)的價(jià)值與作用.

在上一環(huán)節(jié)中，各組成員通過交流、分享的方式最終得出結(jié)論，明白了聲音是怎樣從發(fā)聲的物體傳播到遠(yuǎn)處的.總結(jié)期間，教師可以引導(dǎo)學(xué)生對自己在本次學(xué)習(xí)活動中掌握的概念進(jìn)行梳理，比如，聲音是由物體的振動產(chǎn)生的，聲音以波的形式傳播，因此將其稱為聲波；除空氣外還有氣體、固體和液體能夠傳播聲音，聲音的傳播需要物質(zhì)，物理學(xué)中將這樣的物質(zhì)稱之為介質(zhì).為更好地幫助學(xué)生完成對概念的梳理，教師還可以呈現(xiàn)思維導(dǎo)圖，如圖1所示，讓學(xué)生根據(jù)思維導(dǎo)圖的提示將內(nèi)容補(bǔ)充完整.

學(xué)生在完成思維導(dǎo)圖的繪制后，教師可以引導(dǎo)他們分享學(xué)習(xí)成果，總結(jié)自己在論證活動中取得的收獲，以此加深對概念的認(rèn)知，學(xué)會將概念運(yùn)用到實(shí)際問題的解決之中，更好地提高科學(xué)論證能力，落實(shí)核心素養(yǎng).

3 結(jié)束語

綜上所述，在教育改革背景下，教師需要關(guān)注學(xué)生科學(xué)論證能力的培養(yǎng)，用有效的教學(xué)方式引導(dǎo)學(xué)生從實(shí)際問題出發(fā)探索物理概念.在合作交流的過程中參與論證，學(xué)生結(jié)合證據(jù)闡明自己的觀點(diǎn)，教師可以更好地掌握學(xué)生真實(shí)學(xué)習(xí)情況，提升學(xué)生的科學(xué)論證能力，為后續(xù)的高中物理學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ).

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[2] 楊華軍，史獻(xiàn)計(jì).指向高階思維的初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué) [J].物理教師，2023，44（03）：58-61.

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[4] 張恩德.“物理學(xué)科核心素養(yǎng)”課堂教學(xué)落實(shí)的路徑：以兩節(jié)物理同課異構(gòu)教學(xué)為例 [J].物理教學(xué)，2020，42（11）：13-16.

［責(zé)任編輯：李 璟］