指向科学论证能力培养的初中物理概念教学策略研究

摘 要：培养学生的科学论证能力是教育改革背景下初中物理教学的重要任务之一.在课堂中，教师需要优化教学模式，基于发展学生科学论证能力要求，引导学生对物理概念进行全方位论证，深化对概念的理解，发展核心素养.文章以人教版八年级上册《声音的产生与传播》一课教学为例，从构建情境、问题引导、交流评估、整合论证等环节探讨面向科学论证能力培养的初中物理概念教学策略，旨在为一线教师提供参考.

关键词：科学论证；初中物理；概念教学

中图分类号：G632 ""文献标识码：A"""文章编号：1008-0333（2025）02-0121-03

收稿日期：2024-10-15

作者简介：郑守捷，本科，中学一级教师，从事初中物理教学研究.

《义务教育物理课程标准（2022年版）》的发布，正式明确了义务教育阶段学生核心素养的培养要素，科学论证作为科学思维的基本要素正式列入初中阶段物理教学的培养目标，并提出了相应的学业质量要求.在这样的背景下，教师要关注学生科学论证能力的培养，改变当前学生盲目服从、人云亦云、缺乏理性思考等问题，通过概念学习引导学生参与科学论证活动，帮助他们强化核心素养，提高科学论证能力.

1 科学论证的内涵

科学论证是一种基于证据和逻辑推理的理性思维方法，用于支持或证实某种观点、假设或理论[1].通过合理的论证和支撑，验证某种观点或理论的正确性，并为科学界的共识提供依据.科学论证构成了科学探究的核心，科学论证的过程即为尊重证据、寻找证据和解释证据的过程.科学论证作为科学思维的重要组成部分，对学生科学思维的形成与科学精神的发展都有着积极的促进作用.科学论证通常包含三个阶段：引导、论证和总结.引导阶段，教师需担当起为学生即将踏入的论证学习之旅铺设道路和创设环境的重任，唤醒学生对问题的好奇心与探索欲.进入论证阶段后，教师转变为指导者角色，鼓励学生以小组为单位，围绕各自的论点，通过协作与讨论进行深入剖析.这一过程不仅强化了学生的逻辑思维能力，也锻炼了他们的团队协作与沟通能力.最后总结阶段，学生需展现自己对科学问题的终极认知以及对整个论证流程的领悟与反思.

2 指向科学论证能力培养的初中物理概念教学策略

论证的本质是利用资料和证据不断消除不确定性的过程[2].在实践中，教师需要基于物理学科特点，围绕学生个性化发展需求，以促进学生科学论证能力发展为目标设计教学活动.本研究选择人教版八年级上册《声音的产生与传播》一课内容，探讨培养学生科学论证能力的具体方法，以供广大教师参考.

2.1 构建情境，引出论题，激发探索兴趣

在培养学生科学论证能力的课堂中，为激发学生参与学习活动的积极性，教师可以通过创设情境的方式，引出论题，吸引学生的关注并激发他们的探索兴趣.具体来说，教师需要深入分析教材内容，挖掘教材中与生活相关的元素信息，借助信息技术手段再现生活场景，构建生动、真实的情境，引发学生对情境的关注与讨论.在激发学生学习兴趣的基础上，教师可以引出论题，鼓励学生进行探索.这样，既能帮助学生建立学科知识同生活的联系，还能为后续教学活动的顺利进行奠定良好基础.

为科学设计论题，教师首先需要对教材进行解读.本次教学活动选择人教版八年级上册第二章《声现象》中的第一小节《声音的产生与传播》，根据对教材的梳理发现：本节内容以拨动橡皮筋为情境引出声音的产生，借助演示实验描述声音传播的方法，以表格的方式展示介质中的声速，期望学生能够通过学习感受自然界美妙的声音，掌握声音产生原因以及传播条件等基础概念.根据教材信息，教师可以借助信息技术手段，向学生分享音频，比如海浪撞击岩石的声音、火车鸣笛的声音、飞机起飞的声音等，引导他们结合生活经验尝试猜测音频中是何种声音.与学生生活息息相关的情境，能调动他们对声音的好奇与兴趣.借此机会，教师可以顺利引出论题“声音的传播是否需要空气？”这样能够促进学生思维的纵向发展，使他们主动参与到论题的讨论之中.在提出论题后，教师可基于物理现象引导学生做出猜想与假设，比如声音的产生可能是物体振动产生的，因为人在发出声音时声带会振动.

2.2 问题引导，构建论证，发展高阶思维

顺利引入论题后，为保障学生的广泛参与，教师可以采用问题驱动等方式，指导学生参与概念学习[3].教师可以引导学生以小组为单位进行交流、讨论，合作协商并解决问题，提出自己对物理概念的理解与认识，并用证据证实自己的观点.此过程中，教师需要扮演好引导者的角色，巧用问题支架驱动学生高阶思维发展，帮助他们在分享证据期间更好地提高思维活力，养成良好的合作习惯，提升协作能力，以主动探究的方式增进对概念的了解.

结合教师提出的论题，学生需要以小组为单位，尝试探索声音的产生和传播条件.首先，为指明探究方向，教师可以引导学生思考：想要了解声音的产生，需要怎样设计实验？基于此问题，各组成员进行简单讨论并得出答案：可以通过观察、触摸或者聆听的方式来感知发声物体.根据学生给出的答案，教师可以鼓励他们利用教室内的材料进行自主设计.学生在参与实验的过程中，教师还可以不断设问：如果把闹钟放在一个完全密封的盒子里，你觉得还能听到声音吗？为什么？声音在太空中能传播吗？太空和我们周围的环境有什么不同？结合教师提出的问题，各组成员需要持续讨论，并给出自己的观点.部分小组认为声音的传播需要空气，在实验中发现，将发声的物体用密闭的容器隔起来，声音会变小，因此得出猜想：如果没有空气，声音将不再传播.还有的小组成员认为声音的传播不一定完全依靠空气，比如自己在游泳时就能够听见水下的声音等.在探究问题的过程中，学生的思维得到深层发展，同时，教师也能根据他们的反馈情况判断学生对知识的理解情况，以便更好地调整后续教学活动.

2.3 交流评估，合作讨论，深化概念理解

当各组成员都完成论证的建构后，为了让学生走出认知冲突，教师需要在班级内组织讨论活动，鼓励学生以合作的方式，分享本组在探究中的学习成果，回归到中立的角度对论点的合理性以及证据的真实性进行评估，引导学生批判性提出论证中的不足.这样，在交流与分享的过程中，能够促进学生思维能力以及表达能力的发展；在科学论证的过程中，学生能够学会如何表达自己的观点以及怎样利用证据支撑自己的观点.

在小组合作探究中，有的小组认为声音的传播一定需要空气，有的小组则认为声音的传播并不需要依赖空气，就此问题产生冲突.对此，在评估与交流的过程中，教师可以引导他们分享自己的论点，让其他学生进行评估，判断哪一方更有说服力，并阐明原因.此环节中，学生对论证做出分析并表示：声音的传播必须依靠空气，因为如果将发声的物体放在真空罩中，逐渐抽走真空罩内的空气可以听到声音会随之减弱直至消失.再如，击鼓时鼓面的振动带动空气的振动，形成了疏密相间的波动并向远处传播，由此可见，声音的传播必须依靠空气.持相反意见的学生提出自己的论点.比如，学生发现除了空气可以传声外，将耳朵贴近桌面，另一位学生用手敲击桌面，也能够听到声音.由此可见，声音的传播并不完全依靠空气，固体也能够传播声音.基于这一发现，教师可以顺势提出问题：教材中提到除了空气能够传播声音外，还有哪些途径能够传播声音？我们将这些能够传播声音的物质称为什么？通过持续探究，帮助学生获得更为完整的物理概念，进一步了解声音的传播方法，达成本课学习目标.

2.4 整合论证，导图引领，提高教学质量

论证的整合环节是教学活动中的重要组成部分[4].为发展学生科学论证能力，在教学任务结束后，教师可以引导学生将论证的过程以及成果进行整合，用思维导图的方式进行梳理，深入了解概念.在整合与总结活动中，学生能建立更为完善的知识结构，借助思维导图夯实基础知识，进一步发展并提升自身的科学论证能力，凸显物理学科学习的价值与作用.

在上一环节中，各组成员通过交流、分享的方式最终得出结论，明白了声音是怎样从发声的物体传播到远处的.总结期间，教师可以引导学生对自己在本次学习活动中掌握的概念进行梳理，比如，声音是由物体的振动产生的，声音以波的形式传播，因此将其称为声波；除空气外还有气体、固体和液体能够传播声音，声音的传播需要物质，物理学中将这样的物质称之为介质.为更好地帮助学生完成对概念的梳理，教师还可以呈现思维导图，如图1所示，让学生根据思维导图的提示将内容补充完整.

学生在完成思维导图的绘制后，教师可以引导他们分享学习成果，总结自己在论证活动中取得的收获，以此加深对概念的认知，学会将概念运用到实际问题的解决之中，更好地提高科学论证能力，落实核心素养.

3 结束语

综上所述，在教育改革背景下，教师需要关注学生科学论证能力的培养，用有效的教学方式引导学生从实际问题出发探索物理概念.在合作交流的过程中参与论证，学生结合证据阐明自己的观点，教师可以更好地掌握学生真实学习情况，提升学生的科学论证能力，为后续的高中物理学习奠定基础.

参考文献：［1］ 许西伶，张正严.基于图尔敏论证模型的物理教科书论证结构研究 [J].中学物理，2023，41（19）：21-26.

[2] 杨华军，史献计.指向高阶思维的初中物理实验教学 [J].物理教师，2023，44（03）：58-61.

[3] 石宏宇，谭志中.基于原始物理问题培养高中生的科学论证能力 [J].广西物理，2022，43（02）：207-211.

[4] 张恩德.“物理学科核心素养”课堂教学落实的路径：以两节物理同课异构教学为例 [J].物理教学，2020，42（11）：13-16.

［责任编辑：李 璟］