淺析初中物理教學中科學精神的培養策略

摘 要：當今社會處處講科學、處處用科學，弘揚科學精神是整個時代的主題。物理學科蘊含了豐富的科學精神資源，在培養學生科學精神方面具有其他學科不可比擬的優勢。在具體的教學過程中，初中物理教師不僅要重視知識技能的傳授，還要重視科學精神的培養，充分展示學科價值，促使教學活動得以順利高效地開展下去。本文對科學的含義及物理學科科學精神的構成要素作出了分析，并提出了可培養學生科學精神的相關策略。希望此課題研究能夠為教師同仁提供借鑒啟示，僅供參考。

關鍵詞：初中物理;科學精神;核心素養;問題情境;合作學習

中圖分類號：G63? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? 文章編號：1673-9132（2022）19-0056-03

DOI：10.16657/j.cnki.issn1673-9132.2022.19.019

教育是促進人類發展的社會實踐活動，教育要與時代發展相適應，要培養學生切合社會需要的品質與能力。而社會的進步與發展離不開科學技術人才的支持，培養學生科學精神是現代教育的關鍵。為此在2016年頒布的《中國學生發展核心素養》中，將“科學精神”作為中國學生核心素養發展的六大關鍵要素之一，因此初中物理教學也應該積極響應這一文件政策，強化培養學生科學精神。

一、初中物理科學精神的含義及構成要素

“科學精神”是一個多元概念，是科學活動所表現出的一種非物質的東西，是科學文化的重要組成部分，是人類在追問自然的合理性和對自然進行理性探索過程中所提升出的價值觀念體系。“理性與求真”“判斷與創新”“獨立與協作”“自由與寬容”是構成初中物理科學精神框架的四大要素。（1）理性與求真：理性在科學中表現為世界是被認識的，科學原理就是客觀理性的，而通過理性可以達到求真的目的;求真精神是科學發展的內在動力;理性與求真的科學精神表現就是尊重事實，實事求是[1]。（2）判斷與創新：科學理論并不是一成不變的，也不是永遠正確的，人對科學的認識就是在不斷質疑、批判下形成的。這種科學精神可以解放個體的精神世界，讓思維不被禁錮，使科學得到推動發展。（3）獨立與協作：獨立是科學發展的重要表現，科學活動要有獨立的價值取向和目標追求，科學家若是沒有獨立精神，科學將停滯不前;但在科學中，協作也同樣重要，尤其是現代科學日益復雜，但依靠個人力量往往難以尋求突破，因此還必須學會協作。（4）自由與寬容：科學研究是自由的，科學應是為了科學而科學，不能受科學之外的事干擾;而寬容則是指要對異于自身的觀點包容體諒，以謙遜的態度對待科學研究。本文就是基于科學精神的四大要素來制定物理教學培養策略。

二、初中物理教學中科學精神的培養策略

（一）結合學生生活設置物理問題情境

埃德蒙德·胡塞爾曾經說過，“人對科學的認識若是脫離了生活實際，抽象掉了人作為生活的主體特性，那么也就抽掉了科學當中一切的精神東西”。由此可以看出，生活是科學精神的發展基礎，培養科學精神的物理教學必須與學生的現實生活緊密聯系，切記不可脫離現實、不可抽掉學生作為生活主體的特性。因此從學生現實生活出發創設物理情境問題，是培養學生科學精神的一種可行方式。首先，教師可以呈現與學生生活關聯性強的物理情境，激發學生求真的興趣。物理是一門由抽象公式和定理概念組成的學科，對于絕大多數學生而言，在學習中都存在著一定的困難，很多學生的物理學習都停留在知識的淺層，并沒有在精神世界上真正地接納物理。這顯然是不利于培養學生科學精神的。因此為了培養學生的科學精神，教師必須采取有效的方式激發學生的物理探索興趣，這也是科學精神培養的保障。而物理與生活緊密相關，在生活的衣食住行中無不包含著物理現象，如高空墜物傷人是重量與能量的轉換[2]。在培養學生科學精神的初中物理教學中，教師就可以從這些與學生關聯性強的生活現象出發為學生創設物理情境問題，以此激發學生的物理學習興趣，引導學生探索求真。其次，呈現生活中蘊含認知沖突的物理情境問題。在培養學生科學精神的初中物理課堂中，教師不僅要傳授學生物理知識，還要幫助學生鏟除固有的生活經驗障礙。例如，教師要幫助學生深刻認識到他們所自以為的生活經驗有時并不一定是正確的，如雷雨天在車內比車外安全，并不是因為有車身的保護而是與靜電屏蔽有關;又或者蕩秋千不需要人推，這與力和力矩有關。教師應將生活當中蘊含的認知沖突的情境問題展示給學生，激發學生固有經驗知識與科學物理知識的矛盾，這就是學生批判創新科學精神產生的源頭，可促使學生在不斷修正錯誤的過程中向理性和求真的方向過渡發展，從而促使學生的科學精神得到發展培養。除此之外，教師在初中物理教學中要想高效培育學生的科學精神，除了要充分發揮教師的教學主導職能以外，還需要著眼于學生科學精神以及物理探究能力的自主發展。對于實現這個目標來講，結合學生生活實際創設物理問題情境也是一條教學捷徑。在具體的培養策略實施方面，教師可以沿著兩條路徑開展：第一，教師在依托學生日常生活設計開發物理問題情境時，應該重視并落實問題架橋和思維跳板的打造，讓學生在問題情境探究中體驗到思維發散和創造的過程和樂趣，多方位提升學生物理探究思維的延展性和靈活性，兼顧學生科學精神的培養以及物理知識體系的構建，從而驅動學生物理探究能力和科學精神自主發展。第二，教師在結合學生日常生活向學生呈現問題情境的過程中還應該加強對生活資源以及生活中物理現象的旁征博引，為學生密集滲透物理知識和生活元素，引導學生跟隨科學思維的發散方向，在基礎性物理常識中提煉更多具有廣泛性的物理新問題。這樣一則可以夯實學生的問題意識、質疑精神以及推理論證能力，二則也能驅動和完善學生的自主探究意識和釋疑能力，從而激發并涵育學生的科學精神和物理學習能力，深化初中物理課程改革的自主學習立意。

（二）在探究中組織學生合作學習交流

合作是一種重要的科學精神，尤其是在現代社會中，單靠閉門造車是難以實現科學發展的。只有強化團隊合作，調動集體智慧力量，才能獲得更好的科學成果。而在初中物理教學當中也是如此。為了培養學生的科學精神，教師就應該積極地為學生創設合作交流的機會。對此本文提出以下幾個方面的建議。第一，在實驗探究中合作交流。實驗探究是學生學習物理的重要方式，在初中物理實驗教學中既可以采用組內合作，也可以采用組間合作。其中組內合作主要是指將班級中的學生按4—6人為一組進行劃分，不同的成員承擔不同的責任，通過共同合作完成教師布置的實驗探究任務。而組間合作主要是指將班級學生劃分成2—3個大組，每個組的學生負責不同的實驗部分，最終結合不同小組的研究結果，將研究結論進行匯總整合[3]。在實驗探究教學中，無論采取哪種合作方式，都要培養學生獨立發展的精神和協作配合的能力，這都是學生科學精神發展的表現。第二，在理論學習探究中進行分組合作。在傳統的初中物理教學中，理論講授一般都是完全依靠教師進行，而在培養學生科學精神的初中物理教學當中，則可以將原來由教師講授的部分知識，分出一部分給學生進行合作思考交流，通過這種方式促使學生充分地參與到課堂教學中來。這不僅不會對教學進度造成影響，還可以讓學生在合作交流的過程中碰撞出思維智慧的火花，促使學生的批判意識和創新精神的科學理念得到培養。第三，教師在為學生規劃物理合作探究活動時要從科學精神以及綜合性學習能力的培育視角出發，使物理合作探究活動規避以往灌輸式教學的弊病和誤區，加強物理探究任務驅動、物理問題導學引領等措施與科學精神培養目標的有機整合，提升物理合作探究活動對學生探究思維和主觀能動性的吸引力。這樣一則可以迎合學生學習物理知識的心理期待，二則也能為學生科學精神的發展提供強大的內驅動力，初中物理課程三維目標勢必可以得到高效率的攻克。第四，初中物理教學中培養有效的科學精神必須建立在師生、生生多向互動交流的前提之下。學生的科學精神和物理探究能力是在隨機性教學資源生成的過程中循序漸進養成的，僅依靠教師單方面的知識技能講授難以實現。因此，教師在為學生設計開發物理合作探究任務時，應該始終把學生的探究參與需求和互動交流需求擺在首要位置，善于為學生設計兼具探究性和可行性的物理探究任務，促使學生養成樂于和同伴協作釋疑、互助學習的優良探究習慣，讓學生在多向互動交流的物理學習模式下收獲完整的物理知識經驗、實現智慧潛能和學習優勢的互補，從而切實提升學生的科學精神和合作互助意識。

（三）在實驗教學中融入科學探究精神

物理是一門以實驗為基礎的學科，在實驗當中培養學生科學精神是再適合不過的一種方式。這是因為科學精神的形成，單依靠興趣和原始經驗是遠遠不夠的，還要引導學生從形象走向抽象、再從無序到有序的過程中發展形成科學觀念。而物理實驗嫁接了從具象到抽象之間的橋梁，可促使學生實現從感性經驗到理性邏輯的轉變。縱觀物理學史的研究發展，沒有一項偉大的物理學理論不是通過實驗研究證實的，因此在初中物理教學中，教師通過實驗培養學生的科學精神切實可行。初中階段的實驗大致可以分為三類，分別是驗證性實驗、探究性實驗和測量性實驗。其中，探究性實驗和測量性實驗均屬于開放性實驗，學生在實驗前并不知道實驗結果，需要學生自主設計實驗方案、動手實驗操作、自主分析實驗結論才能夠獲得實驗結果。顯然這些實驗是非常能夠體現科學精神的，是理性與求真的重要體現。在教學的過程中，教師要為學生營造更加自由寬松的實驗氛圍，在向學生闡明實驗原理后引導學生大膽設想，自主嘗試設計方案，從而在學生自主性發揮中培養學生的科學精神。而驗證性實驗的主要目的就是對實驗結論和假說的正確性作出驗證。驗證之前學生就已經了解了實驗結果，其雖然不屬于開放性實驗，但由于學生實驗驗證的方法非常多樣，因此在實驗過程當中也有激發學生創新科學精神的可能。總之，實驗教學是最能夠促進學生理性和求真精神萌發的，同時在學生實驗探究過程當中還可以促使學生獨立與協作的科學精神得到培養，而學生的每一個創新實驗方案的提出都是學生創新精神的體現。同時，實驗教學也能夠讓自由與寬松的精神得到生長空間，因此在初中物理教學中，通過實驗去培養學生的科學精神是非常可行的一種方式。除此之外，教師在以物理實驗課程為支點撬動學生科學精神形成和發展的過程中還應該加強多樣性實驗教學資源的整合運用。這些資源包括生活資源、信息化資源以及學生在物理課堂上的生成性資源等等。無論針對哪個類型的物理實驗課程，教師都應該秉持多元化教學的原則，密切關注學生的生成狀態和實驗探究狀態，適時引入具有拓展性的物理實驗資源，使學生的物理實驗探究內容更加充實飽滿。這樣一則有助于開闊學生的科學思維和文化視野，使學生在物理實驗學習中得到實踐意識的啟發，鍛煉學生對物理模型的構建認知能力以及推理論證能力;二則也能發展學生實事求是、重視實證和實驗的理性精神。這些維度的完善都標志著學生的科學思維得到培養。

（四）結合物理知識還原物理發展歷史

物理學史蘊含著非常豐富的科學精神資源，在培養學生科學精神的初中物理教學中發揮著重要作用。教師可以將物理知識與物理學史聯系在一起，為學生的科學觀念發展提供保證。具體而言，物理學史當中所蘊含的科學精神一般包括兩類，分別是科學發展本身蘊含的科學精神和科學家在研究過程當中所表現出的科學精神。首先，科學發展本身就是蘊含科學精神的。科學理論是在批判質疑、理性求真的過程中產生的，科學發展本身就蘊含著非常豐富的科學精神。如物理學理論之間是具有相互聯系的，物理學史就是一部探索物質的本質屬性規律的歷史，并實現對自然世界的改造和利用。這些都是科學精神的體現。其次，科學家在研究過程中所表現出的科學精神。科學家身上具有科學精神，這一點是毋庸置疑的，雖然部分科學家提出了錯誤的物理學觀點，但是結合其所處的時代限制，同樣能夠展現出其個人偉大的科學精神。如哥白尼所提出的日心說就是對傳統教會所提出的地心說的一種抨擊，體現出了科學家的質疑精神。在培養學生科學精神的過程中，教師可以結合課程教學知識，向學生滲透物理學家的史學故事，以此讓學生了解物理學發展過程的艱辛與不易，從而讓學生在物理學家的科學精神感染與熏陶下提升自身的科學精神素養。

三、結語

科學精神是科學活動中所表現出的價值觀念，因此初中物理教師要結合科學精神的構成要素，從聯系生活、組織合作交流、開展實驗教學、引入物理學史幾個方面出發積極主動地培養學生的科學精神，以此更好地助力學生物理學習發展，為培養科學人才提供動力支持保證。

參考文獻

[1] 王繼云.物理教學中進行科學精神與人文精神融合的途徑和方法[D].首都師范大學，2005.

[2] 王會珍，葉愛民.物理教學中科學人文精神的培養途徑[J].新余高專學報，2005（2）：121.

[3] 孟進.物理教學中進行科學精神與人文精神教育的途徑[J].大連教育學院學報，2004（3）：17.

作者簡介：張德文（1972.6— ），男，漢族，甘肅永登人，中小學高級，研究方向：初中物理教學。