高職物理教學中融入科學論證教育的研究

王蔚 袁雪平

摘 要：研究五年制高職物理教學中融入科學論證教育，提升學生的科學素養。提出的策略有：以模板為支撐，工具引導式開展科學論證;創設情境模擬，以歷史上的科學家為榜樣進行角色扮演;強化實證意識，堅持實事求是的科學性原則;課內外相結合，以學生社團活動作為課堂論證的補充。

關鍵詞：五年制高職;物理;科學論證教育;學生社團

目前，我國互聯網發展勢頭十分迅猛，資訊發達，人們被短視頻、碎片化、快餐化的知識包圍著。搜索引擎能夠帶來各種便利的答案，人們似乎不再需要認真思考。近年來，網絡上謠言、非理性的“網絡暴力”事件偶有發生，這些現象提示了人們的思辨能力、論述表達能力的缺失。

2014年教育部提出建立學生核心素養體系，倡導培養學生的基本素質和關鍵能力，以適應學生終身學習和社會發展的需要。2019年，《國家職業教育改革實施方案》指出，職業教育要落實立德樹人的根本任務。五年制高職的課程體系中，物理課程是理工科學生的必修課程，其教學除了為后繼專業課程提供知識和技能的準備外，還肩負培養學生科學素養的重任，為學生的終身發展服務。

建構主義是目前教育領域比較有影響力的理論之一，該理論提出“以學生為中心”的教育方法。將科學論證教學融入物理教學中，符合建構主義原理，與學生的認知規律相統一，因此可以幫助學生更好地理解所學的物理規律。有研究者認為論證教學在物理概念的學習中，能幫助學生體驗認知過程。論證過程可以訓練學生的交流溝通技巧，同時引導學生進行批判性和創新性推理。學生模仿科學家進行科學論證，收集資料和數據來捍衛自己的主張，從而體驗知識的形成，加深理解科學的本質，培養學生的科學素養。[1]科學論證教學過程能培養學生的實證能力、表達能力;科學論證教學還有助于培養學生的探究性、創新性、實事求是等情感、態度和價值觀。

在傳統的物理教學中，比較注重培養的能力包括理解能力、推理能力、實驗探究能力等，物理論證能力實際上是借助科學的思維方法，進行科學探究的過程中體現出的綜合能力。學生成長過程中，這種綜合能力對學生的終身發展和社會發展更加重要，因此，和其它能力相比，科學論證能力更加不容忽視。

一、以模板為支撐，工具引導式開展科學論證

實驗探究是科學論證的重要手段，可以將實驗教學作為突破口開展論證式教學。基于ADI模型，教師可以組織學生開展論證性實驗探究活動。[2]ADI模型是建立在實驗活動的基礎上的，以問題為導向，例如“物體下落的快慢由什么決定”，“平拋運動在水平方向與豎直方向的運動有什么規律”，“加速度與物體的質量和力之間的關系是什么”，可根據ADI模型的八個教學階段進行教學設計。教師對適合開展該模型教學的內容進行梳理，確定教學內容，設計教學活動中的論證問題和相應的學生任務，確定學生需要的實驗器材，編寫好相應的導學案和實驗講義，同時在教學前需要準備的材料還包括論證引導模板，實驗探究方案模板，同伴互評指南，論證報告模板等通用材料。利用模板工具引導，可以更加流暢地進行科學論證教學。

理解科學是一項長期的工作，科學知識是由一群科學家共同構建的，需要不斷地質疑和駁斥。調查發現，當前開展科學論證教學，對教師是一項很大的挑戰。很多一線物理教師對科學本質的認識不夠全面。因此提高思想認識，改進教材，對實驗器材、教學資源等配套準備十分必要。

二、創設情境模擬，以歷史上的科學家為榜樣進行角色扮演

論證式教學的基本過程包括教師根據特定的教學目標和學習目標提出相應的問題，學生根據所學知識和現有經驗提出思路或解決問題的猜想，并提供證據來解釋猜想或思路的合理性。猜想或想法一旦獲得論證和同伴的認同，就可以得出結論。

在物理課程中，“自由落體運動”是根據伽利略等科學家的實驗和科學推理，得出自由落體運動的性質是初始速度為零的勻加直線運動。滲透物理學史，讓學生進行角色扮演，使學生能夠按科學家研究的路徑，還原科學家的實驗和推理思維過程。創設合適的情境，讓學生對實驗方法進行選擇，引導學生對實驗方法進行分析和比較、選擇論證的方案，思考其它實驗方法，來培養學生的科學論證能力。論證過程中有意識地引導學生建立物理模型，運用歸納和概括，歸謬或推理，批判性的和創造性的方法，分析和解決問題，有助于學生科學思維的發展。

在獲取事實與證據的過程中，教師應注意引導小組討論：通過哪些實驗現象獲得有效信息，哪些實驗現象不能幫助得出實驗結論，從這些實驗現象得出什么結論。引導學生將信息和有用信息進行比較和辯證思考。

由于課堂上的時間限制，下課后學生再次進行實驗并完成研究報告，以便學生深入理解論證方法和論證過程。同時，同伴互評也是論證過程的重要組成部分，這有利于培養學生尊重事實，獨立思考的科學態度。

三、課內外相結合，以學生社團活動作為課堂論證的補充

學生社團是開展集體論證的有力的補充，住校學生課余時間長，興趣相似、志趣相投，成立了相應的學生社團。指導教師可以引導社團學生分組學習，充分利用所學知識，就某一主題開展探索，結合課外信息資料，獨立設計實驗，對課題進行分析研究。以小論文或報告的形式提交研究結果。學校“判析社”、“科學社”、“物理興趣小組”、“狂想與論證社”、“創新工坊”等都可以開展科學論證活動。社團論證課題的選擇可以從課本內容挖掘，也可以超越課本內容。以運動學為例，學生社團探究的課題“最快的運動項目——水平地面上用人類自身獲得前進動力的運動速度分析”，“最快的球——人類運動項目中球類速度分析”，“電梯里的磅秤——力和速度的研究”，“空氣阻力對下落物體速度的影響”，“上拋乒乓球，最高能多高，影響因素有哪些”，“歷史上的自由落體運動觀念的演變”，“伽利略（牛頓）的歷史貢獻”等。

通過這種方式，學生可以加深理解和掌握在課堂上學習的物理概念和規律，同時加強了將學到的知識應用在實踐中的綜合能力，有利于學生建立物理思想，解決實際問題能力，同時，增強他們的獨立思考意識和激發他們的創新能力。

參考文獻：

[1]張春麗，袁光秀.提升學生科學論證能力的課堂教學實踐案例[J]，物理教學探討2018，36（9）：4-7.

[2]馬亞鵬，伏雅潔.科學論證取向的高中物理歐姆定律教學研究[J].中學物理教學參考，2019，48（3）：8-11.

[3]鄭穎，張軍朋，張玉發.高中生物理科學論證能力表現[J]. 物理教師2019，40（1）：2-6.

[4]張春麗，陳穎.關于高中物理實施“科學論證教學”的調研與思考[J]. 物理教師，2018，39（5）：5.

[5]弭樂，郭玉英.滲透式導向的兩種科學論證教學模型述評[J].全球教育展望，2017（6）