依托物理实验教学 培养学生科学素养

刘建国

[摘要]公民的科学素养水平直接影响到一个国家科学技术的发展，因此，培养学生的科学素养，显得尤为重要。在中学阶段，科学素养既是学生学习的源动力，也是学生后续学习的重要基础。特别是初中阶段的实验教学，在培养学生科学素养方面具有不可替代的作用。教师应依托物理实验教学，积极开展实践研究，培养学生的科学素养。

[关键词]实验教学；科学素养；实践研究

物理是一门以观察、实验为基础的自然科学，在初中物理知识中，有许多概念、规律都建立在观察、实验的基础上，所以，在“做中学”对于初中生学习物理就显得非常重要。笔者从物理实验教学的角度，针对初中阶段如何培养学生的科学素养开展了一些实践研究，期望能给同行们提供一些参考与建议。

一、關键性概念解释

1.实验教学的含义

实验教学是指学生在老师的指导下，借助一些仪器、设备，采用科学方法，并根据观察到的实验现象及记录的实验数据进行对比分析，寻找各因素之间的定量或定性关系，从而发现和验证科学规律的一种教学方法。

2.科学素养的含义

国际上普遍将科学素养概括为三个组成部分，即对科学知识达到基本的了解程度，对科学的研究过程和方法达到基本的了解程度，对科学技术对社会和个人所产生的影响达到基本的了解程度。只有在上述三个方面都达到要求者才算具备基本科学素养。

二、依托初中物理实验教学，培养学生科学素养的依据

1.初中物理学科知识是形成科学素养的重要基础

众所周知，物理学科涉及到大量的科学知识。在课堂教学过程中，学生只有重视物理学科知识的学习，掌握好必备的科学文化基础知识，才能具备形成科学素养的基础，从而逐步形成良好的科学文化素养。

2.初中物理实验教学是形成科学素养的有效途径

实验教学的过程就是教师引导学生发现问题、分析问题和解决问题的过程。在实验开始阶段，教师必须引导学生明确观察的目的和要求，掌握科学的观察方法，并根据所观察到的实验现象科学地思考，以此来锻练学生的科学思维能力，使学生逐步养成认真、细致、实事求是的科学态度，形成敢于质疑、不迷信权威的良好科学品质。

3.初中物理实验教学是形成科学素养的重要保障

初中物理实验教学应充分体现课堂教学中以“学生为主，教师为辅”的课改新模式。这种课改新模式，不仅能保证学生更好地学习物理知识，而且还能促进学生在实验教学过程中锻炼自身的观察能力、动手操作能力，以及培养自身的分析问题、解决问题的能力，使学生养成严谨治学、求真务实的科学态度。

三、依托初中物理实验教学，培养学生科学素养的实践

1.增加演示实验的趣味性

演示实验一般是指教师事先准备一些实验器材，在课堂上为学生展示一些趣味性的实验，再引出一些物理概念，得出一些物理规律。

俗话说：“良好的开始是成功的一半。”教师精彩的演示，往往能冲击学生的视觉感官，留给学生难以忘怀的印象。如在演示模拟马德堡半球实验中，教师先用黄油把两个半球密封好，然后抽出球内空气，请力气小一点的同学上来拉，没拉开。这时下面的同学个个摩拳擦掌，都想上来试一试，教师则顺其自然，让同学们推荐一个力气最大的同学上来拉，还是没拉开。这到底是怎么回事？难道还是力气太小了？于是教师干脆请两位“大力士”上来对拉，仍然拉不开。这到底是什么力量把两个半球压的这么紧呢？此时此刻，教师把阀门打开，让空气进入球内，然后轻轻一拉，两个半球就分开了。看见半球被拉开了，学生中爆发出热烈的掌声。

实践证明，演示实验是初中物理教学中最直观、最有效、最常用的教学手段之一。它不仅能吸引学生的注意力，最大限度地活跃课堂气氛，而且能有效培养学生的观察能力和思维能力，使学生的科学素养逐步提高。

2.提高随堂实验的参与性

随堂实验，一般指教师在课堂上针对一些材料易取、实验过程较为简单的实验，让学生参与设计、制作和实验探究，积极主动寻找各物理量之间的关系。如在讲《流体压强与流速关系》这一节内容时，教师可事先让学生准备好两个乒乓球、一只茶杯、一支牛奶吸管、两张白纸、两只小纸船等。课堂上教师先把一个乒乓球放进茶杯内，然后请一位学生平对着茶杯口吹气，乒乓球会从茶杯中跳出来，以此提问学生这是为什么。就在全班学生百思不解的时候，教师引导全体学生利用身边带来的物品进行实验探究，即引导学生利用牛奶吸管对着两个乒乓球中间吹气，用嘴对着两张白纸中间吹气，在水盆内对着两艘纸船中间冲水……动手实验之后引导学生归纳得出：水和空气都是在流速大的地方压强较小，在流速小的地方压强较大。学生听完分析之后恍然大悟。

教学实践表明，利用随堂实验进行教学，不但可以调动学生参与课堂教学的积极性，激发学生学习物理知识的兴趣，还能培养学生科学探究的意识，促使学生养成积极思考、科学实验的良好习惯。

3.充分发挥分组实验的合作性

探究性分组实验是物理教学中的重要内容，教师先创设问题情境，然后由学生自主收集分析处理相关的数据信息，归纳得出问题的答案。探究性分组实验的过程往往需要学生之间的相互协调、共同配合才能完成，教师只起到引导、督促和组织的作用。如在探究“电流跟哪些因素有关”的实验中，如何引导学生猜想电流可能与电压和电阻有关系，引入过程既不能浪费太多时间，又要直奔主题呢？这就需要教师在创设问题情境时下一番功夫。如教师可先连接一个最简单的电路，然后向学生提问：要让小灯泡变亮一些，即通过小灯泡的电流变大一些，应该怎么做？要让小灯泡变暗一些，即通过小灯泡的电流变小一些，又该怎么做呢？经过一番思考之后，学生很容易说出再增加一节干电池灯泡会变亮一些，如果再串联一个电阻灯泡会变暗一些。这样一来，要引导学生猜想“电流与电压、电阻有关”就变得非常简单了。然后，教师组织学生以学习小组为单位，采用控制变量的方法，共同讨论实验探究的方案，并请有代表性的两组各派出一名组员汇报实验探究方案，从中选择一种最合理的方案共同探究。

探究性教学实践表明，充分利用好学生分组实验，不仅能调动学生的学习积极性，促使学生密切配合、互帮互助，培养团队精神，而且还能激发学生的创造性思维，培养学生的创新能力，这些都有助于学生良好科学素养的形成。

4.利用多媒体辅助实验的直观性

利用多媒体辅助实验教学，有助于提高学生课堂学习的参与度，逐步培养学生的科学素养。如在复习《简单的运动》这一节时，经常会遇到一些有关速度变化的v-t图像题。针对这一类比较抽象又可以训练学生思维能力的试题，教师在教学中可以通过给学生播放相关的运动与时间变化的动画，引导学生在视觉刺激下强化对学习内容的理解。同时，也可以通过利用多媒体课件，激发学生对枯燥内容的学习兴趣，进而弥补学生在感知上的欠缺，提高学生的科学素养。

5.开展第二课堂实践活动

学生对科学知识的探索不应局限于课堂，毕竟课堂时间是有限的。教师在指导学生掌握科学探究方法的同时，应有意识地布置一些课外探究小实验、小制作、小发明，拓展科学探究的时间和空间，从而多方面、多角度、多层次地培养学生的科学素养。如学习完“声音”的知识后，布置学生课后制作一个“土电话”；学习完“光沿直线传播”的知识后，布置学生课后制作一个“小孔成像仪”和“日晷仪”；学习完“浮力”的知识后，布置学生课后自制一个“密度计”“孔明灯”等。

总而言之，教师要结合当前初中物理实验教学的实际情况，积极创新实验教学方法，促使学生养成实事求是、认真务实的科学品质，努力提高学生解决科学问题的能力，培养学生敢于质疑、不迷信权威的科学精神，为学生未来的成长和发展奠定良好的科学基础。

参考文献：

[1]蔡宁.物理教学培养科学素养的教学策略研究[D].陕西师范大学，2015，（5）.

[2]梁颖.初中物理教学中如何加强学生科学素养的培养[J].素质教育学周刊，2016，（9）.

[3]李云刚.高中物理教学中培养学生科学素养的实践研究[D].山东师范大学，2013，（4）.

（责任编辑 赵永玲）