初中物理教学中学生科学素养的培养

刘宝利

【摘要】初中物理教学是一门集理解、观察、分析和实验于一体的教学体系，最新版物理课程标准对初中物理教学进行了更深入的定义，将核心素养作为指导方针。核心素养的培养是为了适应社会的发展和科学技术进步的需要，即包含物理观念、科学思维、科学探究、学习兴趣等素养的培养，而其中科学思维和科学探究是最为关键的两点，统称为科学素养。文章以核心素养中的科学素养培养为例，展开初中物理教学实践研究。

【关键词】初中物理；科学素养；培养

【中图分类号】G633.7【文献标志码】A【文章编号】1004—0463（2022）03—0059—04

新课程对各级各类学校教育提出了要求，指出各学段教育应该要发展学生的核心素养，也就是学生为了融入并适应社会所需要的人格、技能等方面的素养[1]。因此，在学科教学中必须要体现出核心素养教学内涵，而学习初中物理最重要的是学会思考和探究，所以科学素养的培养成了初中物理教学的主要目标。

通过对最新版初中物理课程标准和核心素养教学内容的深度解读，在本阶段研究中，笔者将对初中物理核心素养中的科学素养内涵展开分析和研究。

1.科学思维素养。科学思维素养指的是通过物理学的角度对物质的结构、变化规律以及本质属性和内在联系进行分析的过程，科学素养包括学生基于已有的经验理论事实解决某个问题而建构模型的心理过程，该心理活动包括想象、分析、推理、论证以及意志行为过程等[2]。在初中物理教学中，有些现象和问题，学生并不能直接在书本上找到概念，需要整合多个概念进行分析研究。比如，分析某个电路图中的一个小灯泡的电压，学生需要将串联和并联电路知识、电压表测电压方法、欧姆定律等知识整合起来分析该问题，这些知识应该怎样进行应用，需要应用哪些公式以及这些公式在应用过程中需要注意的问题，等等，这些任务的完成都需要学生具备一定的科学思维素养。

2.科学探究素养。科学探究素养和科学思维素养都是科学素养的主要内容，是指学生基于现象、问题、假设、计划、实践、观察分析以及结论等探究过程所展开的学习过程。初中物理所研究的是最基本的物理现象，这些物理现象都是在生活中常见的，学习的难度也不会很大，所以非常适合通过实验的形式将物理现象迁移至课堂教学中[3]。在教学中教师设计不同类型的实验，让学生参与实验操作，锻炼学生的实验操作能力，培养学生对问题的分析探究能力。

3.科学交流素养。在物理教学中，还要注重学生科学交流素养的培养。教学中，教师可以通过各种教学方法来培养学生的科学思维和科学探究素养，但是往往会忽视让学生将自己的解题思路展示出来，忽视让学生通过交流互动的形式将自己的学习成果和他人分享交流。所以，交流在教学中非常重要。如果学生在学习的过程中能够完整地将解题的思路和方法清晰地呈现出来，并且和同学们展开交流，那么对学生的学习将会有很大的帮助。

1.信息化情境助力学生理解物理概念。初中物理知识体系中有百分之八十的内容是以概念为主，掌握初中物理概念是学习物理知识最基本的方法，而且概念是培养学生科学素养的重要内容，因为初中物理概念都需要理解，需要联系实际生活，不能够死记硬背。但是对于初中生来说，特别是对刚学习物理知识的学生来讲，他们在理解概念的过程中会有一定的困难，无法在脑海中构建概念的情境，很多学生会把相类似的概念混淆，甚至有的学生以死记硬背的方式进行概念学习[4]。

例如，在讲授北师大版初中物理八年级下册“汽化和液化”这一节课时，本节课教师要指导学生学习汽化和液化的物态变化方式，理解汽化是吸热，液化是放热的过程，实际上就是要让学生在脑海中形成有关汽化和液化的动态化过程，从而能够将两个概念合理应用，在生活中以此来培养学生的学习能力。但是在生活中学生所遇到的有关汽化和液化的现象并不常见，所以概念理解起来有些困难，阻碍了学生的科学素养培养。为了解决该问题，教师可借助信息技术这个载体来探索初中物理概念教学的路径。首先教师展示的是生活中利用液化石油气烧火做饭的过程，当打开液化石油气罐的开关时，即可听到液化石油气从管口喷出的声音，教师询问学生液化石油气是液态还是气态，学生都知道液化石油气是气态。随后教师展示一个透明的液化石油气罐的图片，学生通过图片发现在罐内液化石油气却变成了液态。教师引导学生将这两段视频整合起来分析，实际上就是：液化石油气在密封的罐内是液体的状态，但是打开开关后罐内的液化石油气立刻会转化为气体，整个过程就是液态转化为气态的过程，即汽化。随后教师继续展示第二段视频，该段视频中显示一辆在马路上行驶的汽车，车内开了冷气，学生通过视频发现汽车行驶的路上，有水滴从车上滴下。水滴是从哪里来的呢？需要学生思考分析。问题的关键就在于车内开着空调，压缩机里不断地冒出冷气，当压缩机冒出的冷气和周围空气结合时，就会导致周围空气遇冷放热液化为水，这就是液化的过程。

教师根据学生的生活经验，通过视频展示生活中与汽化和液化相关的现象，激发学生的学习兴趣，引发学生的思考和研究。在教师的启发诱导下，学生对现象产生的原因进行思考，通过教师的点拨学习汽化和液化的知识，从而让学生认识到物理知识解决生活化问题的功能，通过科学思维的培养指导学生理解概念，最终实现科学素养的提高。

2.小组合作为主导的初中物理实验教学研究。实验是初中物理教学的重要部分，在教学中教师以小组合作的形式开展实验教学可培养学生的实验操作能力和问题探究能力。随后教师再对实验进行延伸，设置新问题让学生思考分析，并且让学生通过实验来探究问题，培养学生的科学探究素养。在实验探究的过程中，学生又会生成新的问题，新问题的解决也需要学生思考分析，对培养学生科学思维能力有很好的帮助。

例如，在讲授“摩擦力”这部分知识时，本节课有一个实验需要学生探究影响滑动摩擦力的因素有哪些，教师组织学生以小组合作的形式来开展实验，学生三人为一小组，教师给予学生一些实验器材：相同质量的小车、相同质量的砝码、不同粗糙程度的木板。学生通过实验探究得出木板越粗糙小车所受的摩擦力越大，小车的质量越大所受的摩擦力也越大。这时候教师继续探究下去，让学生思考如果再继续增加木板的光滑程度，小车所受的摩擦力就减小，相同时间施加相同的牵引力，小车向前滑行相同距离是否会增加呢？如果无限制地减小斜面的粗糙程度，最后换为光滑的木板，以同样的牵引力牵引小车，那么小车是否会始终匀速向前运动呢？这个问题是教师将牛顿第一定律和影响摩擦力因素实验结合起来教学，让学生对实验进一步深入思考，探索问题解决的办法。这时需要学生重新设计实验，设计的思路是探究小车在相同牵引力下，在摩擦力不同的平面上运动的状态。如何保证小车所受的牵引力相同是本次实验的关键点，这个问题教师要求学生以小组为单位进行思考，鼓励学生将自己的意见表达出来，有的学生提出每一组实验的小车都从相同高度的斜面滑下，这样就能够确保小车所受的摩擦力相同。

3.联系自然培养学生科学思维素养。在初中物理教学中教师可以设计联系自然的素材，将熟悉的自然情境呈现在课堂上，或者可以带领学生来到户外让学生通过亲近大自然学习初中物理知识。科学知识源自自然，同时知识也是解决自然问题的钥匙。通过自然情境引发学生思考和想象，也是培养学生科学思维素养的有效途径。

例如，在讲授北师大版初中物理八年级上册“乐音”这节课时，要求学生掌握响度、音色、音调、频率等与声音相关的概念。本节课教师将自然情境作为教学素材，首先给学生呈现的是大自然中不同鸟儿的叫声，有老鹰的叫声，有麻雀的叫声，也有乌鸦的叫声，学生根据经验很快就能够分辨不同的鸟儿的叫声，根据这个情境教师为学生展开音色的讲解。随后教师为学生展示响彻山谷的老虎的叫声，以及温柔的猫咪的叫声，让学生自主分析这两种声音的区别，学生结合教材进行分析研究，有的学生提出这两种声音的响度不一样，老虎的叫声响度明显大于猫咪，还有的学生认为两种动物叫声的频率不一样，相同时间里猫咪所叫的次数更多。为了加深学生对频率的理解，教师可以展示不同季节的雨声，初夏时节所下的雨一般比较大，而且具有急促的特点，虽然时间比较短，但是雨点密集，所以雨声的频率较高。而冬天所下的雨虽然时间长，但是雨点下落的速度较慢，所以雨声的频率比较低。

结合自然界中的物理现象，引导学生对物理现象进行思考分析，探索这些物理现象背后的知识，帮助学生理解并学习物理概念，从而培养学生的科学思维素养。

4.交流学习培养学生科学交流素养。在日常教学中，我们会发现班上有的学生不会将自己的学习成果展示出来，在学习中也很少和同学们进行学习交流。不懂得交流的学生也不会将自己的学习成果分享出来，在学习过程中的问题也很难暴露出来，长期带着问题进行学习，导致学生的学习效果大大下降，对学习是非常不利的。而且初中阶段的物理知识，本质上都是研究自然界的物理现象和规律，学生要在脑海中构建正确而且完整的概念体系，必须要在交流学习中形成，这样才能提高學习质量。

例如，在学习“光的反射”这部分知识时，主要是从光的反射概念、光的反射要素、光的反射案例和光的反射实验进行分析和教学。本节课的概念比较多，但是概念与概念之间的逻辑结构比较缜密，意味着如果学生掌握了概念之间的逻辑结构，本节课的概念将会很容易理解。在以往的教学中如果教师不去主动和学生交流，学生在学习中的问题就很难暴露出来。因此，教师开展了自主学习交流活动。在自主学习交流中，教师安排学生围绕“光的反射”这个概念进行学习和交流，首先，通过资料分析与光的反射相关的概念有哪些，并通过线路图展示出来。比如，有一组的学生在光的反射线路图中，呈现了入射光线和反射光线，并将这些概念清晰地展示出来。其次，教师要求学生将光的反射的生活实例呈现出来，比如生活中的镜面反射等等。最后，进一步深入要求学生通过交流合作，结合光的反射知识和学习资料，制作一个潜望镜。在交流学习的过程中，本着层层渗透的原则，从最简单的概念入手，先分析概念的组成，随后联系实际生活展开教学，最后让学生通过实验进一步对概念加深理解。在交流式学习活动中，学生由浅入深逐渐开展学习工作，教师作为教学的监督者，对学生的学习进行监督和考查，找出学生在学习中遇到的问题，通过解决学生的学习问题培养学生的科学素养。

在初中物理教学中培养学生的科学素养，需要注意的问题是，首先教师要以学生为本，本着尊重学生的原则对学生展开教学；其次教师联系生活实际，从生活的角度进行教学，将生活中的物理现象和知识呈现在课堂上，引导学生去思考和探索，从而培养学生的物理科学素养；最后科学素养的培养应该要全面，要落实好培养学生的科学思维素养、科学探究素养，同时还要培养学生的科学交流素养。

总之，作为一名初中物理教师，应该认真研究和学习初中物理核心素养内容，意识到核心素养中的科学思维素养和科学探究素养在初中物理学习中的重要性，将二者有机地融入到初中物理实际教学中，通过借助信息化教学情境、实验、联系自然等方式培养学生的科学素养。

[1]谢义家.初中物理实验教学中学生学科核心素养的培养研究[J].试题与研究，2020（34）：182-183.

[2]邓长荣.确立学生主体地位，构建自主学习课堂——初中物理自主学习教学模式的构建[J].天津教育，2020（33）：100-101.

[3]柴晓庆.基于核心素养提升初中物理课堂讨论交流的有效性[J].基础教育论坛，2020（31）：49-50.

[4]陈龙.浅析在核心素养背景下提升初中物理教学有效性的策略[J].天天爱科学（教学研究），2020（11）：44.

编辑：张昀