浅析初中物理教学中科学精神的培养策略

摘 要：当今社会处处讲科学、处处用科学，弘扬科学精神是整个时代的主题。物理学科蕴含了丰富的科学精神资源，在培养学生科学精神方面具有其他学科不可比拟的优势。在具体的教学过程中，初中物理教师不仅要重视知识技能的传授，还要重视科学精神的培养，充分展示学科价值，促使教学活动得以顺利高效地开展下去。本文对科学的含义及物理学科科学精神的构成要素作出了分析，并提出了可培养学生科学精神的相关策略。希望此课题研究能够为教师同仁提供借鉴启示，仅供参考。

关键词：初中物理;科学精神;核心素养;问题情境;合作学习

中图分类号：G63          文献标识码：A          文章编号：1673-9132（2022）19-0056-03

DOI：10.16657/j.cnki.issn1673-9132.2022.19.019

教育是促进人类发展的社会实践活动，教育要与时代发展相适应，要培养学生切合社会需要的品质与能力。而社会的进步与发展离不开科学技术人才的支持，培养学生科学精神是现代教育的关键。为此在2016年颁布的《中国学生发展核心素养》中，将“科学精神”作为中国学生核心素养发展的六大关键要素之一，因此初中物理教学也应该积极响应这一文件政策，强化培养学生科学精神。

一、初中物理科学精神的含义及构成要素

“科学精神”是一个多元概念，是科学活动所表现出的一种非物质的东西，是科学文化的重要组成部分，是人类在追问自然的合理性和对自然进行理性探索过程中所提升出的价值观念体系。“理性与求真”“判断与创新”“独立与协作”“自由与宽容”是构成初中物理科学精神框架的四大要素。（1）理性与求真：理性在科学中表现为世界是被认识的，科学原理就是客观理性的，而通过理性可以达到求真的目的;求真精神是科学发展的内在动力;理性与求真的科学精神表现就是尊重事实，实事求是[1]。（2）判断与创新：科学理论并不是一成不變的，也不是永远正确的，人对科学的认识就是在不断质疑、批判下形成的。这种科学精神可以解放个体的精神世界，让思维不被禁锢，使科学得到推动发展。（3）独立与协作：独立是科学发展的重要表现，科学活动要有独立的价值取向和目标追求，科学家若是没有独立精神，科学将停滞不前;但在科学中，协作也同样重要，尤其是现代科学日益复杂，但依靠个人力量往往难以寻求突破，因此还必须学会协作。（4）自由与宽容：科学研究是自由的，科学应是为了科学而科学，不能受科学之外的事干扰;而宽容则是指要对异于自身的观点包容体谅，以谦逊的态度对待科学研究。本文就是基于科学精神的四大要素来制定物理教学培养策略。

二、初中物理教学中科学精神的培养策略

（一）结合学生生活设置物理问题情境

埃德蒙德·胡塞尔曾经说过，“人对科学的认识若是脱离了生活实际，抽象掉了人作为生活的主体特性，那么也就抽掉了科学当中一切的精神东西”。由此可以看出，生活是科学精神的发展基础，培养科学精神的物理教学必须与学生的现实生活紧密联系，切记不可脱离现实、不可抽掉学生作为生活主体的特性。因此从学生现实生活出发创设物理情境问题，是培养学生科学精神的一种可行方式。首先，教师可以呈现与学生生活关联性强的物理情境，激发学生求真的兴趣。物理是一门由抽象公式和定理概念组成的学科，对于绝大多数学生而言，在学习中都存在着一定的困难，很多学生的物理学习都停留在知识的浅层，并没有在精神世界上真正地接纳物理。这显然是不利于培养学生科学精神的。因此为了培养学生的科学精神，教师必须采取有效的方式激发学生的物理探索兴趣，这也是科学精神培养的保障。而物理与生活紧密相关，在生活的衣食住行中无不包含着物理现象，如高空坠物伤人是重量与能量的转换[2]。在培养学生科学精神的初中物理教学中，教师就可以从这些与学生关联性强的生活现象出发为学生创设物理情境问题，以此激发学生的物理学习兴趣，引导学生探索求真。其次，呈现生活中蕴含认知冲突的物理情境问题。在培养学生科学精神的初中物理课堂中，教师不仅要传授学生物理知识，还要帮助学生铲除固有的生活经验障碍。例如，教师要帮助学生深刻认识到他们所自以为的生活经验有时并不一定是正确的，如雷雨天在车内比车外安全，并不是因为有车身的保护而是与静电屏蔽有关;又或者荡秋千不需要人推，这与力和力矩有关。教师应将生活当中蕴含的认知冲突的情境问题展示给学生，激发学生固有经验知识与科学物理知识的矛盾，这就是学生批判创新科学精神产生的源头，可促使学生在不断修正错误的过程中向理性和求真的方向过渡发展，从而促使学生的科学精神得到发展培养。除此之外，教师在初中物理教学中要想高效培育学生的科学精神，除了要充分发挥教师的教学主导职能以外，还需要着眼于学生科学精神以及物理探究能力的自主发展。对于实现这个目标来讲，结合学生生活实际创设物理问题情境也是一条教学捷径。在具体的培养策略实施方面，教师可以沿着两条路径开展：第一，教师在依托学生日常生活设计开发物理问题情境时，应该重视并落实问题架桥和思维跳板的打造，让学生在问题情境探究中体验到思维发散和创造的过程和乐趣，多方位提升学生物理探究思维的延展性和灵活性，兼顾学生科学精神的培养以及物理知识体系的构建，从而驱动学生物理探究能力和科学精神自主发展。第二，教师在结合学生日常生活向学生呈现问题情境的过程中还应该加强对生活资源以及生活中物理现象的旁征博引，为学生密集渗透物理知识和生活元素，引导学生跟随科学思维的发散方向，在基础性物理常识中提炼更多具有广泛性的物理新问题。这样一则可以夯实学生的问题意识、质疑精神以及推理论证能力，二则也能驱动和完善学生的自主探究意识和释疑能力，从而激发并涵育学生的科学精神和物理学习能力，深化初中物理课程改革的自主学习立意。

（二）在探究中组织学生合作学习交流

合作是一种重要的科学精神，尤其是在现代社会中，单靠闭门造车是难以实现科学发展的。只有强化团队合作，调动集体智慧力量，才能获得更好的科学成果。而在初中物理教学当中也是如此。为了培养学生的科学精神，教师就应该积极地为学生创设合作交流的机会。对此本文提出以下几个方面的建议。第一，在实验探究中合作交流。实验探究是学生学习物理的重要方式，在初中物理实验教学中既可以采用组内合作，也可以采用组间合作。其中组内合作主要是指将班级中的学生按4—6人为一组进行划分，不同的成员承担不同的责任，通过共同合作完成教师布置的实验探究任务。而组间合作主要是指将班级学生划分成2—3个大组，每个组的学生负责不同的实验部分，最终结合不同小组的研究结果，将研究结论进行汇总整合[3]。在实验探究教学中，无论采取哪种合作方式，都要培养学生独立发展的精神和协作配合的能力，这都是学生科学精神发展的表现。第二，在理论学习探究中进行分组合作。在传统的初中物理教学中，理论讲授一般都是完全依靠教师进行，而在培养学生科学精神的初中物理教学当中，则可以将原来由教师讲授的部分知识，分出一部分给学生进行合作思考交流，通过这种方式促使学生充分地参与到课堂教学中来。这不仅不会对教学进度造成影响，还可以让学生在合作交流的过程中碰撞出思维智慧的火花，促使学生的批判意识和创新精神的科学理念得到培养。第三，教师在为学生规划物理合作探究活动时要从科学精神以及综合性学习能力的培育视角出发，使物理合作探究活动规避以往灌输式教学的弊病和误区，加强物理探究任务驱动、物理问题导学引领等措施与科学精神培养目标的有机整合，提升物理合作探究活动对学生探究思维和主观能动性的吸引力。这样一则可以迎合学生学习物理知识的心理期待，二则也能为学生科学精神的发展提供强大的内驱动力，初中物理课程三维目标势必可以得到高效率的攻克。第四，初中物理教学中培养有效的科学精神必须建立在师生、生生多向互动交流的前提之下。学生的科学精神和物理探究能力是在随机性教学资源生成的过程中循序渐进养成的，仅依靠教师单方面的知识技能讲授难以实现。因此，教师在为学生设计开发物理合作探究任务时，应该始终把学生的探究参与需求和互动交流需求摆在首要位置，善于为学生设计兼具探究性和可行性的物理探究任务，促使学生养成乐于和同伴协作释疑、互助学习的优良探究习惯，让学生在多向互动交流的物理学习模式下收获完整的物理知识经验、实现智慧潜能和学习优势的互补，从而切实提升学生的科学精神和合作互助意识。

（三）在实验教学中融入科学探究精神

物理是一门以实验为基础的学科，在实验当中培养学生科学精神是再适合不过的一种方式。这是因为科学精神的形成，单依靠兴趣和原始经验是远远不够的，还要引导学生从形象走向抽象、再从无序到有序的过程中发展形成科学观念。而物理实验嫁接了从具象到抽象之间的桥梁，可促使学生实现从感性经验到理性逻辑的转变。纵观物理学史的研究发展，没有一项伟大的物理学理论不是通过实验研究证实的，因此在初中物理教学中，教师通过实验培养学生的科学精神切实可行。初中阶段的实验大致可以分为三类，分别是验证性实验、探究性实验和测量性实验。其中，探究性实验和测量性实验均属于开放性实验，学生在实验前并不知道实验结果，需要学生自主设计实验方案、动手实验操作、自主分析实验结论才能够获得实验结果。显然这些实验是非常能够体现科学精神的，是理性与求真的重要体现。在教学的过程中，教师要为学生营造更加自由宽松的实验氛围，在向学生阐明实验原理后引导学生大胆设想，自主尝试設计方案，从而在学生自主性发挥中培养学生的科学精神。而验证性实验的主要目的就是对实验结论和假说的正确性作出验证。验证之前学生就已经了解了实验结果，其虽然不属于开放性实验，但由于学生实验验证的方法非常多样，因此在实验过程当中也有激发学生创新科学精神的可能。总之，实验教学是最能够促进学生理性和求真精神萌发的，同时在学生实验探究过程当中还可以促使学生独立与协作的科学精神得到培养，而学生的每一个创新实验方案的提出都是学生创新精神的体现。同时，实验教学也能够让自由与宽松的精神得到生长空间，因此在初中物理教学中，通过实验去培养学生的科学精神是非常可行的一种方式。除此之外，教师在以物理实验课程为支点撬动学生科学精神形成和发展的过程中还应该加强多样性实验教学资源的整合运用。这些资源包括生活资源、信息化资源以及学生在物理课堂上的生成性资源等等。无论针对哪个类型的物理实验课程，教师都应该秉持多元化教学的原则，密切关注学生的生成状态和实验探究状态，适时引入具有拓展性的物理实验资源，使学生的物理实验探究内容更加充实饱满。这样一则有助于开阔学生的科学思维和文化视野，使学生在物理实验学习中得到实践意识的启发，锻炼学生对物理模型的构建认知能力以及推理论证能力;二则也能发展学生实事求是、重视实证和实验的理性精神。这些维度的完善都标志着学生的科学思维得到培养。

（四）结合物理知识还原物理发展历史

物理学史蕴含着非常丰富的科学精神资源，在培养学生科学精神的初中物理教学中发挥着重要作用。教师可以将物理知识与物理学史联系在一起，为学生的科学观念发展提供保证。具体而言，物理学史当中所蕴含的科学精神一般包括两类，分别是科学发展本身蕴含的科学精神和科学家在研究过程当中所表现出的科学精神。首先，科学发展本身就是蕴含科学精神的。科学理论是在批判质疑、理性求真的过程中产生的，科学发展本身就蕴含着非常丰富的科学精神。如物理学理论之间是具有相互联系的，物理学史就是一部探索物质的本质属性规律的历史，并实现对自然世界的改造和利用。这些都是科学精神的体现。其次，科学家在研究过程中所表现出的科学精神。科学家身上具有科学精神，这一点是毋庸置疑的，虽然部分科学家提出了错误的物理学观点，但是结合其所处的时代限制，同样能够展现出其个人伟大的科学精神。如哥白尼所提出的日心说就是对传统教会所提出的地心说的一种抨击，体现出了科学家的质疑精神。在培养学生科学精神的过程中，教师可以结合课程教学知识，向学生渗透物理学家的史学故事，以此让学生了解物理学发展过程的艰辛与不易，从而让学生在物理学家的科学精神感染与熏陶下提升自身的科学精神素养。

三、结语

科学精神是科学活动中所表现出的价值观念，因此初中物理教师要结合科学精神的构成要素，从联系生活、组织合作交流、开展实验教学、引入物理学史几个方面出发积极主动地培养学生的科学精神，以此更好地助力学生物理学习发展，为培养科学人才提供动力支持保证。

参考文献

[1] 王继云.物理教学中进行科学精神与人文精神融合的途径和方法[D].首都师范大学，2005.

[2] 王会珍，叶爱民.物理教学中科学人文精神的培养途径[J].新余高专学报，2005（2）：121.

[3] 孟进.物理教学中进行科学精神与人文精神教育的途径[J].大连教育学院学报，2004（3）：17.

作者简介：张德文（1972.6— ），男，汉族，甘肃永登人，中小学高级，研究方向：初中物理教学。