科学家精神融入初中物理教学的思考与探索

【摘 要】科学家精神是全社会的宝贵精神财富，将其融入物理学科的教育教学中，符合时代要求，是培养学生学科核心素养、实现立德树人的有效途径。在课程思政理念下，探究科学家精神融入初中物理教学的全过程教学路径，涉及教学目标、教学内容、教学策略、教学活动、教学评价五个方面，并且结合教学实践得出混合式课堂教学思路，包括课前、课中、课后三个阶段，以期为物理教育工作者提供可借鉴的科学家精神教育实践思路。

【关键词】科学家精神 初中物理 物理教学

【中图分类号】G633.7" " 【文献标识码】A" 【文章编号】1002-3275（2024）09-58-04

2020年9月，习近平总书记在科学家座谈会上的讲话中提出要“大力弘扬科学家精神”，指出“对科学兴趣的引导和培养要从娃娃抓起，使他们更多了解科学知识，掌握科学方法，形成一大批具备科学家潜质的青少年群体”。党的二十大报告指出：“培育创新文化，弘扬科学家精神，涵养优良学风，营造创新氛围。”近年来，习近平总书记围绕科学家精神教育工作多次作出重要讲话及批示，强调科学家精神教育的重要意义。2023年，中国科协、教育部印发《“科学家（精神）进校园行动”实施方案》的通知。科学家精神是广大科技工作者在长期的科学实践中积累的宝贵精神财富，如何让青少年对其进行发扬传承，逐渐成为新时代育人工作的重要命题。物理学科作为自然科学的基础学科，在学科发展历程中积淀了丰富的科学家精神教育资源，《义务教育物理课程标准（2022年版）》（以下简称课程标准）对学生的价值理念培养、精神追求培植等方面也提出了明确要求。综上，深入思考与探索科学家精神融入初中物理教学十分必要。

一、科学家精神：物理学科核心素养下的育人新载体

现代的科学精神不仅体现在科学实践之中，而且外化为人的精神特质与价值取向［1］，科学家精神主要包括爱国精神、创新精神、求实精神、奉献精神、协同精神、育人精神等。而科学家精神教育也不只是对概念的认识与理解，而是全过程的，是从知识层面、能力层面、人格层面实现的全面化教育。

从教育层面来看，科学家精神教育包括科学家事迹、科学性知识、研究历程、思想精神等一系列内容的教育。将科学家精神融入课堂教学，能从大到一节课、小到一个知识点地对学生的综合素质进行全面培养。

（一）溯源科学本质，建立物理观念

针对初中学段学生溯源科学本质的主要手段有两种：一是物理学史教育，二是物理实验探究。借助耳熟能详的科学家代表性研究成果的背后故事，更容易从物理学视角为学生建立初步认识。在学习略显晦涩的定律、公式时引入科学家精神史料素材，更容易使学生产生代入感，激发他们探寻科学本质的兴趣。在实验探究中，学生能够以第三方的视角把握问题并提出解决问题的发展脉络，再通过凝练规律，提取主观的认识，最终在教师的引导下将一般性认识升华为物理观念。

（二）体会发展历程，培养科学思维

科学家精神是一代代科学家在长期的连续性研究历程中所体现出的精神追求。通过学习科学家精神可以让学生体验科学家的探索历程，领略不同科学家的理性思维，引发辩证思考。在了解科学家故事的基础上，感受科学家基于事实证据和科学推理得出的初步结论，对比不同科学家提出的观点或其他渠道的信息，通过不断质疑与批判，形成独特的创造性见解，帮助学生掌握科学方法的具体运用，培养科学思维。

（三）迁移自主实践，促进科学探究

科学家大多有着丰富的实验经历，在实验中寻求真理，势必需要打破常规，另辟蹊径。以关联实验的迁移教育能促使学生在学习与模仿的过程中感受创新意识与创新精神。另外，很多初中物理实验来自科学家实验的简化，其蕴含的探究思路与科学家实验同源。学生通过学习科学家的探究思路和实验方法并付诸实践，能够培养科学探究的意识与方法，因此教师要鼓励学生对科学现象进行探索，拓宽视野。

（四）明晰科学态度与责任

在初中阶段接受科学家精神教育，彰显科学家精神的引领力，对推动青少年群体形成崇尚科学家精神的学习风气，培养严谨认真、实事求是、持之以恒的品质，引导青少年形成科学家精神，为国家提供人才储备具有重要的时代意义。教师在教学中应展现科学家在研究过程中所展示的中华民族最深层的科学精神追求和独特的爱国精神标识，让学生形成坚定的文化认同，提升青少年的民族自信。

二、科学家精神融入初中物理教学的现状及思考

为了调查初中生对于科学家精神的认识理解和目前科学家精神教育的实施情况，笔者在云南省昆明市西南联大研究院附属学校初中部发放调查问卷464份，收回有效问卷450份。在有效问卷中，220份的调查对象为初二年级学生，230份的调查对象为初三年级学生，调查对象均为随机抽取。通过SPSS系统对问卷结果进行信度和效度的检验，具体调查问题、结果分析如表1所示。

通过分析问题1～3及其调查结果，可以看出当前初中生对于科学家及科学家故事有一定的认识，甚至大半的学生对于科学家及科学家故事甚为了解，但对于其背后蕴含的科学家精神理解较为缺失。结合问题4～6及其调查结果，可以看出学生的在校学习对科学家精神的体现存在不足，部分学生通过教材与教师教学无法了解科学家精神教育内容。最后4个问题有力地说明初中生对于科学家精神有着较强的求知需求。

初中生在校学习科学家精神主要依靠教师开展教学活动，而教学活动的主要参考则是教材。教师在开展课程教学前，应对本节教材中提到的科学家相关内容进行深入挖掘研究，在新课教学中结合教材文本进行拓展，剖析背后蕴含的科学家精神，将科学家的研究历程、探究思路、理论演化等融入教学过程，让学生在学习过程中感知体会。但通过研究发现，现行教材关于科学家精神培养的内容不够全面，缺乏一定的连贯性、系统性，体现为涉及的科学家精神类型较为单一，且中国科学家的故事介绍不多。究其原因，初中教材由于其知识内容较为基础，其中涉及的很多科学发现和科学原理都来自牛顿、阿基米德等国外科学家。对此，加强中国本土科学家精神的融入对于爱国精神教育尤为重要。

三、科学家精神融入初中物理教学的全过程教学路径

科学家精神作为思政教育的重要一环，可以在课程思政的理念指导下充分融入学科教学过程。但是由于科学家精神在教学中容易被浅表化，停留在学生“会讲、听过”的层面，因此要避免融入形式单一化和表面化的问题。这就需要教学设计具有更强的代入性、深入性，尤其要重视教学融入的方式方法和教学效果的反馈评价，引导学生实现从感悟到行动的内化过程。在教学中融入科学家精神教育，不是增开一门课，也不是增设一个环节，而是将科学家精神融入物理教学设计与开展的各个环节、各个方面，在教学全过程中实现立德树人、润物无声。科学家精神融入初中物理教学的全过程教学路径如图1所示。

具体来说，第一，教学目标要全面化，在实现兼顾科学家精神教育目标的同时不忽略专业知识教学目标，且科学家精神教育目标要实现爱国精神、创新精神、求实精神、奉献精神、协同精神、育人精神六个维度的兼顾。第二，教学内容要多元化，教师不仅仅要讲授单纯的科学家精神内涵，还要拓展科学家故事、科学家生平等，尽可能地多展现中国科学家的精神文化，在学生的最近发展区内设置教学内容。第三，教学策略要系统化，在各个教学环节合理融入科学家精神，避免重复、零散，要注重学生的系统性自主探究学习，实现从教师的引导向学生自主内化的转变。第四，在教学活动实施环节要注重具体化，对于场景体验、实验操作等环节要注重细节设计，对于学生的疑问与困惑要及时进行引导与解释。第五，教学评价要综合化，既要体现教、学、评一致性，又要实现从表现性评价向过程性评价的转变，以综合考评（观察、访谈、活动等）实现定性反馈。

科学家精神融入初中物理教学使科学家精神的基本内容与本质内涵在教学过程中得以落到实处。教师不仅能够实现对学生的科学家精神教育，而且对于自身价值理念与精神追求也会更加坚定。

四、科学家精神融入初中物理教学的混合式课堂教学思路

结合物理课程特点和科学家精神融入初中物理教学的实际，在课程标准的指导下，以混合式教学设计思路，分别在课堂教学的课前、课中、课后三个阶段进行具体设计。课前注重情境化教学导入，课中结合不同课型紧密联系物理观念、科学探究、科学思维的培养，课后注重教、学、评一体化，利用好表现性评价、过程性评价，实现对学生科学态度与责任素养的生成性考核，如图2所示。

（一）课前：挖掘教育资源，多种手段开展课程导入

要在以物理专业知识为主体的基础上，将课程内容与科学家精神教育元素进行有机结合。因此，课前导入素材的选取应从具象化、多元化的视角切入。一方面，不仅要关注科学家的科学贡献，而且要从关于科学家的小故事入手，以点窥面，从生活出发，将科学家故事及其背后蕴藏的科学家精神娓娓道来，激发学生的共情力，塑造有血有肉的科学家形象。另一方面，避免笼统空泛、冗长乏味的讲解形式，要挖崛科学家身上具体的精神，如钱学森的爱国精神、屠呦呦的创新精神、钟南山的求实精神、南仁东的奉献精神、黄大年的育人精神、王希季的协同精神等，引导学生重点关注科学家成长、爱国、成就三个方面的事迹，在保证信息准确性的基础上追求教学的趣味性。

如果仅向初中生讲述科学家生平事迹，很难让他们形成更深层的情感冲击和记忆联结。教师需要按照一定的内在逻辑将学生引入科学情境中，结合学生的认知规律，摒弃单向教授模式，增强学生学习的互动性、共鸣性，如使用生活化语言来讲授、收集丰富的文本资料阅读、相关图文视频观看来开展课前导入，组织学生积极交流讨论。在实验课型前教师可以为学生建立前概念与简单的科学观念，通过导入科学家的研究历程来丰富学生对于科学方法的基本认识。

（二）课中：多元课型培养综合能力

结合科学家精神的内容特点与教育价值，可在初中物理的理论教学、实验教学、习题教学三种基本课型中融入相关内容。在具体教学中，教师应注重让学生成为学习活动的主体，注重对学生的引导，实现科学家精神融入由“口耳相传”到“学思行并重”的转化。

首先，对于理论教学中不易被学生理解掌握的内容，可以将科学家研究历程呈现给学生，使其由浅入深地了解知识的起源、发展，在体会科学家不断探索的求实精神中挖掘知识本质、总结规律。其次，初中生对于物理实验较难形成自己的探究思路，基本上都是在教师的演示实验下模仿操作。因此可以向学生再现科学家的代表性实验，让学生体验科学家的研究历程，引导学生比较思考、自主迁移，学习科学家的辩证思维［2］，实现对于实验探究思路及问题解决方法的自主学习。而在比较实验中，可以进行分组实验，引导学生讨论碰撞，让学生在组内合作与组间交流中感受科学家的创新精神与协同精神，培养学生的科学探究素养。最后，教师在习题的设计中可以着意加入科学家精神内容，利用实验题、综合计算题将学生代入科学家研究场景，在推理计算中感悟科学思维的联系与发展。

（三）课后：多维评价实现教学效果

教师要基于教、学、评一体化开展课后评价，相比于常规形式的量化考评，科学家精神的融入教育需要借助基于过程性评价的教学观察等手段，着重考察学生在实验探究中对于解决困难的态度情况，在小组探究中对于任务的协同情况，在解决问题中对于方法的运用情况，在课后对于科学家精神的内化、交流、表达情况。

教师还要注重在过程性评价中通过行为、课堂表现等手段实现对于情感、态度、价值观为主导的表现性评价的结合。表现性评价的要素达成情况可以通过问卷调查、学生访谈等手段来了解。另外，教师在注重知识教学效果的同时还要深究科学家精神背后的科技人才成长路径，为学生未来发展指引方向，引起学生对生活、未来规划等方面的思考，同时需借助信息技术调整评价策略，实现教师育人精神的强化。在传统课堂之外，学生可借助互联网实现数字化教学，通过阅读课后书籍、观看电影作品等方式，获得更丰富的课后拓展性学习体验，使科学家精神教育收获更好的效果。在一段时间的教学实践后，可以开设物理科普剧目展演、物理科学家故事讲坛等多种校本活动形式，让学生“学精神”“讲精神”“演精神”，以达到科学家精神融入初中物理教学的正向反馈目的。

五、结语

新时代背景下，广大青少年需要发扬传承科学家精神，在全过程的教学路径下开展混合式教学实践，可以较好地实现科学家精神融入初中物理教学，实现“大思政课”视阈下物理学科教育教学的完善建设。物理教师需要在此基础上继续探究，将科学家精神更好地与物理学习有机结合，更好地培养学生的物理学科核心素养，从而实现立德树人的教育目标，培育时代新人。

【参考文献】

［1］李维，郭昕瑶，邢红军．科学家精神：中学物理学科育人新视域［J］．课程·教材·教法，2023，43（5）：131-137．

［2］覃秋明．科学家精神融入高中化学课堂的实践探索［J］．中学化学参考，2023（17）：56-59．