問題驅動下初中物理教學中科學精神的培養

潘明松 （貴州省畢節市大方縣思源實驗學校）

初中物理教學需要注重培養學生的科學思維，這是因為科學思維是一種能力，是指學生在學習和實踐中，能夠以理性出發、以客觀規律為視角進行科學實證思維的能力。這種能力對于學生的學習和未來生活都有著重要的影響。在初中物理教學中，教師需要從科學探究的基本邏輯出發，構建問題驅動教學模式。這種教學模式強調學生在學習過程中的主動性和參與性，讓學生從問題出發，通過實驗和觀察逐漸掌握科學實證的方法和思維方式。這種教學模式可以幫助學生更好地理解物理概念和規律，同時也可以激發學生的學習興趣和創新精神。

一、問題驅動下初中物理科學探究的四個階段

問題驅動背景下，初中物理教學需要構建科學探究的四階段進路，包括第一階段提出科學猜想，第二階段搜集證據并開展實驗，第三階段提出科學解釋和第四階段總結并發表結論觀點。教師在進行教學設計時，需要為學生提供科學探究的場景，鼓勵學生通過親身參與科學問題的探討形成科學精神。

（一）第一階段——提出科學猜想

在初中物理教學中，教師需要注重培養學生的問題意識和探究欲望，幫助學生逐漸養成發現問題和提出問題的能力。在科學探究的第一階段，教師可以通過以下幾個方面來引導學生提出科學猜想。

其一是引導學生思考，教師可以通過提出問題、講解物理概念等方式，引導學生思考和提出問題。例如，在講解物理概念時，教師可以提出一些反常現象或者疑點，讓學生思考并提出問題。其二是創設情境，教師可以通過創設情境，讓學生在實踐中發現問題和提出問題。例如，在實驗中教師可以讓學生觀察實驗現象，并引導學生提出問題。其三是合作探究，教師可以組織學生進行合作探究，讓學生在合作中相互啟發，共同提出問題。例如，教師可以讓學生分組進行探究，讓每個小組提出問題并進行交流和討論。

在這個階段，教師需要注重激發學生的好奇心和探究欲望，讓學生逐漸形成問題意識和養成提出問題的能力。同時教師也需要注重對學生的引導和啟發，讓學生能夠提出有價值的問題，并逐漸深入思考和探究。通過這種方式可以幫助學生更好地理解物理概念和規律，同時也可以培養學生的科學精神和創新精神。

（二）第二階段——搜集證據開展實驗

在初中物理教學中，實驗是非常重要的環節，通過實驗和觀察，學生可以直觀地感受物理現象獲取相關的證據和數據，并逐漸掌握科學實證的方法和思維方式。在科學探究的第二階段，教師可以通過以下幾個方面來引導學生搜集證據并開展實驗。

其一是確定實驗目的，教師可以引導學生確定實驗的目的，并讓學生理解實驗的意義和價值。例如，在學習光學時，可以讓學生進行光的折射實驗，讓學生理解光的傳播規律和折射定律。其二是設計實驗方案，教師可以引導學生設計實驗方案，讓學生逐漸掌握科學實證的方法和思維方式。例如在進行光的折射實驗時，可以讓學生設計實驗方案，確定光線入射角度、折射介質等參數，并進行實驗。其三是實驗操作和觀察，教師可以引導學生進行實驗操作和觀察，讓學生直觀地感受物理現象，并獲取相關的證據和數據。

在這個階段，教師需要注重實驗的設計和操作，讓學生逐漸掌握科學實證的方法和思維方式。同時教師也需要注重對學生的引導和啟發，讓學生能夠自主思考和探究，并獲取相關的證據和數據。通過這種方式可以幫助學生更好地理解物理概念和規律，同時也可以培養學生的實驗操作能力和科學精神。

（三）第三階段——提出科學解釋

在初中物理教學中，科學解釋是非常重要的環節。通過分析和歸納實驗結果，學生可以逐漸掌握科學推理的方法和思維方式，從而深入理解物理概念和規律。在科學探究的第三階段，教師可以通過以下幾個方面來引導學生提出科學解釋：其一是分析實驗結果，教師可以引導學生分析實驗結果，讓學生理解實驗結果的含義和意義。例如在進行光的折射實驗時，可以讓學生分析不同入射角度下的折射角度變化規律。其二是歸納實驗規律，教師可以引導學生歸納實驗規律，讓學生逐漸掌握科學推理的方法和思維方式。例如，在進行光的折射實驗時，可以讓學生歸納出光的折射定律，并進行解釋。其三是邏輯推論，教師可以引導學生進行邏輯推論，讓學生逐漸掌握科學推理的方法和思維方式。例如，在進行光的折射實驗時，可以讓學生根據折射定律，推導出光的傳播路徑。在這個階段，教師需要注重培養學生的分析和歸納能力，讓學生逐漸掌握科學推理的方法和思維方式。

（四）第四階段——總結并發表結論和觀點

第四階段是科學探究中最為重要的一環，它要求學生根據實驗結果和科學解釋進行綜合分析和評價，從而得出結論觀點。這個階段不僅考驗了學生的實驗技能，更考驗了他們的批判性思維能力。在總結實驗結果和科學解釋時，學生需要將各項實驗數據歸納整理，并對數據進行分析和比較，從而得出結論。這個過程需要學生具備一定的統計學知識和邏輯思維能力，以確保得出的結論具有科學性和可靠性。除了總結實驗結果，學生還需要發表結論觀點。在這個過程中，學生需要對實驗結果進行評價，將其與已有的科學知識進行比較和聯系，從而得出自己的結論觀點。這個過程需要學生具備一定的科學素養和批判性思維能力，以確保得出的結論觀點具有科學性和可行性。

總的來說，第四階段是培養學生科學思維能力、批判性思維能力和科學精神的關鍵階段。通過參與實驗并從中得到實踐經驗，學生可以加深對科學知識的理解和掌握，同時也可以培養自己的實驗技能和科學精神，為未來的科學研究奠定堅實基礎。

二、問題驅動下初中物理教學中的教學設計與實踐

（一）增強學生實踐體驗的情境式教學設計

在問題驅動的初中物理教學中，教師培養初中生的科學精神，需要引導學生通過親身實踐的方式參與到物理問題的探究當中。教學設計方面，教師可以采用情境教學模式：

1.創設懸念式問題情境

懸念式問題情境是指在教學中創設一個引人入勝的情境，讓學生感到好奇和興奮，進而激發他們的學習興趣和探究欲望。例如，教師可以在課堂上講述一個有趣的故事，讓學生猜測故事中物理現象的原理，然后引導學生通過實驗和觀察來驗證自己的猜測。這樣的教學設計可以讓學生積極參與學習中，提高他們的學習效果。教師可以選擇一個有趣的物理現象或實驗，并讓學生猜測它的結果或原因。例如，教師首先可以讓學生研究為什么球在斜面上會滾動而不是滑動。其次，教師可以讓學生通過實驗和觀察來驗證自己的猜測，例如讓學生在斜面上放置不同形狀的物體，觀察它們的滾動和滑動情況。這樣的教學設計可以讓學生積極參與學習中提高他們的學習效果。

2.創設應用性問題情境

應用性問題情境是指在教學中創設一個與學生生活密切相關的問題情境，讓學生體會到問題的實用性和必要性，進而激發他們的學習興趣和探究欲望。例如，教師可以讓學生研究如何制作一個簡單的電路板，讓他們了解電路原理和電子元件的使用方法。這樣的教學設計可以讓學生在學習中體驗到實用性和創造性，提高他們的學習興趣和動力。

3.創設沖突性問題情境

沖突性問題情境是指在教學中創設一個具有矛盾和沖突的問題情境，讓學生體會到問題的緊迫性和重要性，進而激發他們的學習興趣和探究欲望。例如，教師可以讓學生研究如何減少汽車尾氣的排放，了解環保和節能的重要性。這樣的教學設計可以讓學生在學習中體驗到社會責任感和創新思維，提高他們的學習興趣和動力。

（二）問題驅動下學生自主思考能力的激發

自主思考能力是學生科學精神的重要內容，是指學生擺脫權威、質疑權威提出自己的看法，最終具備科學的懷疑精神和批判精神的能力。初中物理教學中，教師既要鼓勵學生提出問題，也要引導學生大膽提出自己的科學猜想。

1.鼓勵學生提出問題

初中生好奇心強、求知欲旺盛，但常常缺乏系統性和深度思考。因此，在問題驅動的初中物理教學中，教師需要通過多種方式來鼓勵學生提出問題，以激發他們的學習興趣和探究欲望。首先，教師可以在課堂上引導學生觀察和思考，讓他們提出自己的問題和疑惑。教師可以通過提出引人入勝的問題讓學生觀察和實踐等方式來激發學生的好奇心和求知欲，讓他們在探究中提出問題和猜想。例如，教師可以讓學生觀察水的沸騰現象，并引導他們思考為什么水會沸騰。其次，教師可以鼓勵學生在課后自主探究，讓他們在實踐中發現問題并提出猜想。教師可以布置一些簡單的實驗或探究任務，讓學生在課后進行實踐和探究，并在實踐中發現問題和提出猜想。例如，教師可以讓學生制作一個簡單的電路板，并讓他們在實踐中發現電路的原理。最后，教師可以在課堂上組織小組討論和交流，讓學生分享自己的問題和猜想并與小組成員一起探討和解決。教師可以引導學生彼此交流合作，讓他們在交流中提出問題和猜想并通過合作來解決問題。例如，教師可以讓學生在小組中討論如何制作一個簡單的測量溫度的裝置并讓他們共同方式完成。

鼓勵學生提出問題是問題驅動的初中物理教學的重要方法，可以幫助教師激發學生的學習興趣和探究欲望。教師可以通過在課堂上引導學生觀察和思考、鼓勵學生在課后自主探究、組織小組討論和交流等方式來鼓勵學生提出問題，讓他們在學習中體驗到探究的樂趣和實用性，提高他們的學習興趣和動力。

2.引導學生大膽提出科學猜想

初中生的思維特點是以形象思維為主，逐漸過渡到抽象思維，邏輯推理能力逐漸增強，但仍然需要具體的實例和情境來支持。因此，在引導學生提出猜想方面，教師需要充分考慮到初中生的思維特點，采用適當的教學策略來激發學生的興趣和動力。

首先，教師可以在課堂上講解一個物理現象或實驗，并讓學生觀察和思考。這一步驟可以幫助學生將抽象的物理概念和原理與具體的實例和情境相結合，使他們更容易理解和掌握。例如，教師可以讓學生觀察彈簧的伸縮現象，并引導他們思考彈簧的彈性力與伸縮程度之間的關系從而提出猜想。其次，教師可以引導學生根據自己的觀察和經驗提出猜想并讓他們解釋自己的猜想。這一步驟可以幫助學生鍛煉邏輯推理能力并培養創新思維和自主學習能力。例如，教師可以讓學生根據觀察到的彈簧伸縮現象提出彈性力與伸縮程度之間關系的猜想，并解釋他們的猜想。最后，教師可以讓學生通過實驗和觀察來驗證自己的猜想并總結和歸納實驗結果。這一步驟可以幫助學生將理論知識與實際操作相結合提高他們的實踐能力和問題解決能力。例如，教師可以讓學生通過實驗來驗證他們關于彈性力與伸縮程度之間關系的猜想并總結實驗結果。

三、總結與討論

在初中物理教學中，需要有更多問題驅動的教學策略被廣泛應用，以培養學生的科學精神和探究能力。為實現這一目標，筆者提出以下幾點建議：加強對教師的培訓和專業發展，使他們更好地掌握問題驅動教學的理念和方法。其一是教師可以通過參加培訓班、研討會等活動，學習和交流問題驅動教學的最新理念和實踐經驗。其二是教材和教學資源的改進。優化教材和教學資源，使其更加符合問題驅動教學的要求。教材和教學資源應包含豐富的問題情境、實驗和探究任務，以激發學生的學習興趣和探究欲望。其三是教育評價體系的改革。改革教育評價體系，使其更加關注學生的科學精神和探究能力的培養，評價方式應從單純的考試成績向學生的實際操作能力、問題解決能力、創新思維等多方面拓展。其四是家庭和社會的支持。加強家庭和社會對問題驅動教學的支持，為學生提供更多的學習和探究機會，家長可以鼓勵孩子在課余時間參加科學實驗、競賽等活動，培養他們的科學精神和探究能力。社會可以提供更多的科學教育資源，如科技館、實驗室等，為學生提供實踐和探究的場所。其五是教育技術的應用。充分利用教育技術，如多媒體、網絡等，為學生提供豐富的學習資源和交流平臺。教師可以通過在線課程、虛擬實驗室等方式，為學生提供更多的學習和探究機會。

在問題驅動下的初中物理教學中，需要有更多富有創意和實效的教學策略被廣泛應用，以培養學生的科學精神和探究能力，促進學生全面發展。