進階實驗教學設計培育學生科學素養

詹仰旺 郭紀萌

摘? ?要：物理實驗教學是培育學生的科學素養的一個重要平臺。從進階實驗教學設計的角度，圍繞科學興趣、科學知識、科學方法、科學思維、科學態度與科學精神等五個方面的科學素養的培育點，以初中物理力學實驗為例，探索促進學生科學素養發展的教學策略。

關鍵詞：實驗教學設計;科學素養;培育策略

1? 提高實驗教學中培育學生科學素養的地位

1.1? 明確科學素養內涵，達成實驗教學目標

科學素養是指科學知識、科學方法、科學態度和科學精神等[ 1 ]，是物理實驗教學中培育的目標之一，也是追求科學本質過程中的發展必然。

1.2? 改變錯誤實驗觀念，提高實驗教學地位

“做不如播”“播不如背”的錯誤實驗觀是教師過分重視實驗教學應試功效的結果，也是對實驗教學促進學生科學素養發展作用的忽視。因此“改變觀念、真做實驗”才能確立實驗教學在培育學生科學素養中的重要地位。

2? 挖掘實驗教學中對科學素養預設的培育點

2.1? 備課中做好培育學生科學素養的預設

對于物理實驗教學，教師要做好充分的備課，進階優化物理實驗教學設計，預設好教學中的各個環節。

2.2? 實驗教學設計中融入科學素養培育點

在備課中，要充分尋找和挖掘科學素養的培育點，使之融入到實驗教學的具體設計環節中，并在實驗教學設計中細化對學生科學素養培育點，如表1。

3? 進階實驗教學設計落實科學素養培育策略——以力學實驗為例

對應表1中的科學素養培育點，以力學實驗為例，進階實驗教學設計，探索實現培育學生科學素養目標的策略。

3.1? 預設實驗問題，調動激發科學興趣

教師預設好實驗教學中的進階問題，調動學生積極猜想或思考，才能激發學生的科學興趣。例如，在探究“影響摩擦力大小因素”實驗中，用一個瓶子裝沙，另一個完全相同的瓶子裝水，沙和水的質量相等，從一塊長木板（斜面）的相同高度處讓兩個瓶子同時滾下。進階教學設計如表2。

3.2? 樹立正確觀念，驗證形成科學知識

對于物理實驗中的一些物理現象，學生常會有一些不科學的認知，例如，“物體的速度大小與其慣性大小有關”;“物體勻速向下運動時受到一個沖力作用”;“重物與輕物同高度同時釋放，重物落得快”等錯誤的物理觀念。然而通過實驗教學，利用一些演示或分組實驗，去驗證、解釋，以獲得正確的科學知識，形成正確的物理觀念，才能正確解釋現象。

又如，在“浮力的影響因素”的探究實驗中，可能會有“物體浸沒水中后，往深處移動，浮力增大”這種不科學的觀點。在實驗教學中，需要通過老師進階提問，引導進階思維，建構形成正確的科學知識。進階教學設計如表3。

3.3? 培育實驗素養，進階實驗科學方法

實驗探究的核心是讓學生掌握實驗的科學方法。學生通過經歷實驗過程、領悟實驗原理，進階實驗研究的科學方法，培育和提升學生的實驗素養。

例如，在“固體密度的測量”實驗中，其實驗的基本原理是ρ=，只要從基本原理出發，抓住m、V兩個物理量的直接和間接測量方法，即可理解和掌握衍生出來多種測量的科學方法。進階教學設計如表4。

3.4? 反映客觀現象，培育理性的科學思維

科學思維是基于客觀事物，進階式反映客觀現象，揭示事物本質屬性，找出事物間相互關系及其內在規律的一種科學認知活動。在科學實驗中，要培育學生尊重事實、客觀分析數據的意識，又要培育學生運用理性的科學思維的方式解決問題、得出結論。

例如，在“探究二力平衡的條件”的實驗中，利用兩鐵架臺，在中間放有一平臺，平臺上放有一長方形硬紙片，在長方形硬紙片寬邊中間處分別系一根細線，每根細線的一端分別跨過鐵架臺上固定的定滑輪后，在另一端分別系兩個相同的托盤。進階教學設計如表5。

3.5? 求真科學態度，嚴謹質疑的科學精神

培育鍥而不舍的求真科學態度和嚴謹質疑的科學精神，是物理實驗教學追求的目標之一，嚴謹是科學研究中必備的一項基本素質和科學態度，讓學生按照實驗流程進行實驗操作[ 3 ]。同時，教師要引導學生不畏權威，敢于質疑，同時繼承和發揚科學家們的科學精神。

例如，在力學“伽利略理想實驗”中，結合物理學史進行實驗驗證，用思維導圖的形式多角度、多方面展現伽利略求真的科學態度和善觀察、敢質疑、好思考、真實踐、勇創新的科學精神。進階教學設計如表6。

4? 結束語

物理實驗教學承載著培育學生科學素養的重要任務，作為物理教師，要堅持讓學生動手實驗，感受探究過程，挖掘課堂教學中科學素養的培育點。同時，在備課中進階設計物理實驗教學的各個環節，利用實驗教學的有效性，提高學生的基本素質，把學生培養成真正具有“科學素養”的人[ 4 ]。

參考文獻：

[1]季國清，劉孝廷.科學態度是科學素質的核心[J].北方論叢，2004（3）：102-105.

[2]王孝華.密度測量方法集錦[J].物理教學探討，2007（2）：20-21.

[3]黃平.在初中物理實驗教學中培養學生科學素養的思考[J].中學物理教學參考，2017，46（10）：92-93，98.

[4]王銀珍.利用實驗培養學生的物理科學素養[J].中學理科園地，2019，15（3）：9-11.