依托物理實驗教學 培養學生科學素養

劉建國

[摘要]公民的科學素養水平直接影響到一個國家科學技術的發展，因此，培養學生的科學素養，顯得尤為重要。在中學階段，科學素養既是學生學習的源動力，也是學生后續學習的重要基礎。特別是初中階段的實驗教學，在培養學生科學素養方面具有不可替代的作用。教師應依托物理實驗教學，積極開展實踐研究，培養學生的科學素養。

[關鍵詞]實驗教學；科學素養；實踐研究

物理是一門以觀察、實驗為基礎的自然科學，在初中物理知識中，有許多概念、規律都建立在觀察、實驗的基礎上，所以，在“做中學”對于初中生學習物理就顯得非常重要。筆者從物理實驗教學的角度，針對初中階段如何培養學生的科學素養開展了一些實踐研究，期望能給同行們提供一些參考與建議。

一、關鍵性概念解釋

1.實驗教學的含義

實驗教學是指學生在老師的指導下，借助一些儀器、設備，采用科學方法，并根據觀察到的實驗現象及記錄的實驗數據進行對比分析，尋找各因素之間的定量或定性關系，從而發現和驗證科學規律的一種教學方法。

2.科學素養的含義

國際上普遍將科學素養概括為三個組成部分，即對科學知識達到基本的了解程度，對科學的研究過程和方法達到基本的了解程度，對科學技術對社會和個人所產生的影響達到基本的了解程度。只有在上述三個方面都達到要求者才算具備基本科學素養。

二、依托初中物理實驗教學，培養學生科學素養的依據

1.初中物理學科知識是形成科學素養的重要基礎

眾所周知，物理學科涉及到大量的科學知識。在課堂教學過程中，學生只有重視物理學科知識的學習，掌握好必備的科學文化基礎知識，才能具備形成科學素養的基礎，從而逐步形成良好的科學文化素養。

2.初中物理實驗教學是形成科學素養的有效途徑

實驗教學的過程就是教師引導學生發現問題、分析問題和解決問題的過程。在實驗開始階段，教師必須引導學生明確觀察的目的和要求，掌握科學的觀察方法，并根據所觀察到的實驗現象科學地思考，以此來鍛練學生的科學思維能力，使學生逐步養成認真、細致、實事求是的科學態度，形成敢于質疑、不迷信權威的良好科學品質。

3.初中物理實驗教學是形成科學素養的重要保障

初中物理實驗教學應充分體現課堂教學中以“學生為主，教師為輔”的課改新模式。這種課改新模式，不僅能保證學生更好地學習物理知識，而且還能促進學生在實驗教學過程中鍛煉自身的觀察能力、動手操作能力，以及培養自身的分析問題、解決問題的能力，使學生養成嚴謹治學、求真務實的科學態度。

三、依托初中物理實驗教學，培養學生科學素養的實踐

1.增加演示實驗的趣味性

演示實驗一般是指教師事先準備一些實驗器材，在課堂上為學生展示一些趣味性的實驗，再引出一些物理概念，得出一些物理規律。

俗話說：“良好的開始是成功的一半。”教師精彩的演示，往往能沖擊學生的視覺感官，留給學生難以忘懷的印象。如在演示模擬馬德堡半球實驗中，教師先用黃油把兩個半球密封好，然后抽出球內空氣，請力氣小一點的同學上來拉，沒拉開。這時下面的同學個個摩拳擦掌，都想上來試一試，教師則順其自然，讓同學們推薦一個力氣最大的同學上來拉，還是沒拉開。這到底是怎么回事？難道還是力氣太小了？于是教師干脆請兩位“大力士”上來對拉，仍然拉不開。這到底是什么力量把兩個半球壓的這么緊呢？此時此刻，教師把閥門打開，讓空氣進入球內，然后輕輕一拉，兩個半球就分開了。看見半球被拉開了，學生中爆發出熱烈的掌聲。

實踐證明，演示實驗是初中物理教學中最直觀、最有效、最常用的教學手段之一。它不僅能吸引學生的注意力，最大限度地活躍課堂氣氛，而且能有效培養學生的觀察能力和思維能力，使學生的科學素養逐步提高。

2.提高隨堂實驗的參與性

隨堂實驗，一般指教師在課堂上針對一些材料易取、實驗過程較為簡單的實驗，讓學生參與設計、制作和實驗探究，積極主動尋找各物理量之間的關系。如在講《流體壓強與流速關系》這一節內容時，教師可事先讓學生準備好兩個乒乓球、一只茶杯、一支牛奶吸管、兩張白紙、兩只小紙船等。課堂上教師先把一個乒乓球放進茶杯內，然后請一位學生平對著茶杯口吹氣，乒乓球會從茶杯中跳出來，以此提問學生這是為什么。就在全班學生百思不解的時候，教師引導全體學生利用身邊帶來的物品進行實驗探究，即引導學生利用牛奶吸管對著兩個乒乓球中間吹氣，用嘴對著兩張白紙中間吹氣，在水盆內對著兩艘紙船中間沖水……動手實驗之后引導學生歸納得出：水和空氣都是在流速大的地方壓強較小，在流速小的地方壓強較大。學生聽完分析之后恍然大悟。

教學實踐表明，利用隨堂實驗進行教學，不但可以調動學生參與課堂教學的積極性，激發學生學習物理知識的興趣，還能培養學生科學探究的意識，促使學生養成積極思考、科學實驗的良好習慣。

3.充分發揮分組實驗的合作性

探究性分組實驗是物理教學中的重要內容，教師先創設問題情境，然后由學生自主收集分析處理相關的數據信息，歸納得出問題的答案。探究性分組實驗的過程往往需要學生之間的相互協調、共同配合才能完成，教師只起到引導、督促和組織的作用。如在探究“電流跟哪些因素有關”的實驗中，如何引導學生猜想電流可能與電壓和電阻有關系，引入過程既不能浪費太多時間，又要直奔主題呢？這就需要教師在創設問題情境時下一番功夫。如教師可先連接一個最簡單的電路，然后向學生提問：要讓小燈泡變亮一些，即通過小燈泡的電流變大一些，應該怎么做？要讓小燈泡變暗一些，即通過小燈泡的電流變小一些，又該怎么做呢？經過一番思考之后，學生很容易說出再增加一節干電池燈泡會變亮一些，如果再串聯一個電阻燈泡會變暗一些。這樣一來，要引導學生猜想“電流與電壓、電阻有關”就變得非常簡單了。然后，教師組織學生以學習小組為單位，采用控制變量的方法，共同討論實驗探究的方案，并請有代表性的兩組各派出一名組員匯報實驗探究方案，從中選擇一種最合理的方案共同探究。

探究性教學實踐表明，充分利用好學生分組實驗，不僅能調動學生的學習積極性，促使學生密切配合、互幫互助，培養團隊精神，而且還能激發學生的創造性思維，培養學生的創新能力，這些都有助于學生良好科學素養的形成。

4.利用多媒體輔助實驗的直觀性

利用多媒體輔助實驗教學，有助于提高學生課堂學習的參與度，逐步培養學生的科學素養。如在復習《簡單的運動》這一節時，經常會遇到一些有關速度變化的v-t圖像題。針對這一類比較抽象又可以訓練學生思維能力的試題，教師在教學中可以通過給學生播放相關的運動與時間變化的動畫，引導學生在視覺刺激下強化對學習內容的理解。同時，也可以通過利用多媒體課件，激發學生對枯燥內容的學習興趣，進而彌補學生在感知上的欠缺，提高學生的科學素養。

5.開展第二課堂實踐活動

學生對科學知識的探索不應局限于課堂，畢竟課堂時間是有限的。教師在指導學生掌握科學探究方法的同時，應有意識地布置一些課外探究小實驗、小制作、小發明，拓展科學探究的時間和空間，從而多方面、多角度、多層次地培養學生的科學素養。如學習完“聲音”的知識后，布置學生課后制作一個“土電話”；學習完“光沿直線傳播”的知識后，布置學生課后制作一個“小孔成像儀”和“日晷儀”；學習完“浮力”的知識后，布置學生課后自制一個“密度計”“孔明燈”等。

總而言之，教師要結合當前初中物理實驗教學的實際情況，積極創新實驗教學方法，促使學生養成實事求是、認真務實的科學品質，努力提高學生解決科學問題的能力，培養學生敢于質疑、不迷信權威的科學精神，為學生未來的成長和發展奠定良好的科學基礎。

參考文獻：

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（責任編輯 趙永玲）