初中物理教學中學生科學素養培養探究

摘 要：初中物理是自然科學教育的重要組成部分，對于學生科學素養的培養具有重要意義。在當前的教育環境下，如何適應教育改革要求，促進學生全面發展，滿足社會對復合型人才的需求，是初中物理教學亟待解決的問題。分析了初中生科學素養現狀，介紹了初中物理教學中學生科學素養的培養方法。通過教學實例闡述了融入科學史與科學故事、引入跨學科知識、拓展科學視野與思維廣度、開展科學實踐活動創新教學方法、強化實驗教學等教學方法，并強調了實驗教學在培養學生科學素養中的重要性，希望能為初中物理教學改革提供有益的借鑒。

關鍵詞：初中物理；高效教學；科學素養；實驗教學

作者姓名：曾雪松（1975—），男，廣西壯族自治區柳州市第二十四中學。

隨著科技的飛速發展和社會的不斷進步，科學素養已成為現代公民必備的基本素質之一。物理學科作為自然科學的重要分支，其知識體系和思想方法對于培養學生的科學素養具有舉足輕重的作用。初中階段是學生接觸物理學科的起點，也是培養學生科學素養的關鍵時期。新課改明確提出要培養學生的科學素養，但在實際教學中，由于種種原因，學生科學素養的培養效果還有較大的提升空間。因此，如何在初中物理教學中有效培養學生的科學素養，成為當前教育領域中亟待解決的問題。

一、初中生科學素養現狀

科學素養體現為一個人能夠在掌握、理解科學基本概念和原理的基礎上，運用科學方法進行探究，得出基于證據的結論，其中包括參與科技活動的能力和態度。科學素養的培養尤為重要，不僅關系到學生個人的全面發展，也關系到國家未來的科技競爭力。

初中生普遍對科學探索表現出濃厚的興趣，這種興趣源于他們對未知世界的好奇心和對知識的渴望。他們愿意主動參與各種科學實驗和活動，享受在實驗室里動手操作、觀察實驗現象的樂趣，同時通過探究尋找問題的答案，滿足自己的好奇心。在科學課堂上，學生們通常展現出較高的參與度和活躍度，他們喜歡與同學一起討論科學問題，分享自己的觀點和見解，也喜歡向教師提問，進一步拓展自己的知識領域［1］。這種積極的學習態度不僅有助于他們掌握科學知識，還能培養他們的科學思維和創新能力。然而，也有部分學生由于學業壓力或其他因素，對科學探索的興趣不高。隨著學業負擔的增加，一些學生感到時間和精力有限，難以在科學學習和其他課程的學習之間取得平衡。此外，部分學校過于注重應試教育，忽視了對學生科學興趣和探索精神的培養，這也在一定程度上削弱了學生對科學的熱情。

在科學態度與價值觀方面，初中生普遍展現出對科學的深厚情感和尊重，能夠認識到科學是推動人類社會進步的重要力量。在課堂討論中，學生常常展現出對科學知識的熱情和興趣，愿意投入時間和精力去學習和掌握科學知識，這是他們尊重科學、熱愛科學的具體表現。但在這種氛圍中，也存在兩種極端現象。一方面，部分學生對科學過度崇拜，認為科學無所不能，能夠解決所有問題，忽視了科學探索的復雜性和局限性［2］。這種態度可能會導致他們在面對科學難題時產生挫敗感，甚至失去對科學的信心。另一方面，部分學生輕視科學，認為科學只是書本上的知識，與現實生活沒有太大關聯。這種態度不僅會影響學生對科學知識的掌握和理解，也會阻礙他們形成正確的科學觀念和價值觀。

二、如何在初中物理教學中培養學生的科學素養

（一）融入科學史與科學故事

物理學的發展歷程伴隨著無數杰出科學家的奮斗與探索。通過講述物理學家的故事和科學史，能夠激發學生對物理學的興趣和熱愛，使他們能更好地理解物理學的深層內涵和價值，培養他們的科學精神和創新能力。

例如，學生在學習浮力知識時，會接觸到阿基米德定律，這一物理定律揭示了物體在液體中受到向上浮力，其大小等于物體所排開的液體重量的本質。教師可以通過講述該定律背后的科學故事，激發學生的物理學習興趣，培養他們的科學精神和創新能力。阿基米德這位偉大的古希臘科學家，曾面臨一個挑戰：幫助國王檢驗工匠制作的一頂純金皇冠是否摻假。由于皇冠的重量與所給黃金的重量完全一致，阿基米德并未采用直接稱重的方式，而是運用自己深厚的物理學知識和敏銳的觀察力，設計了一個巧妙的實驗。他將皇冠和等重的純金塊分別放入水中，觀察它們排開的水量。結果發現，皇冠排開的水量比純金塊多，這意味著皇冠的體積比純金塊大，但它們的重量又相同。由此，阿基米德推斷出皇冠中一定摻入了密度較小的其他物質。這一實驗不僅解決了國王的疑問，更為人們揭示了浮力的奧秘。基于阿基米德充滿創新和實驗精神的探究過程，教師可以引導學生思考如何像阿基米德一樣，運用所學的物理知識解決實際問題，培養他們的創新思維和解決問題的能力。

（二）引入跨學科知識

物理學與其他學科之間存在密切的聯系。在物理教學中引入其他學科的知識，能夠拓寬學生的知識視野，培養他們的跨學科思維和綜合能力。將物理學知識與生物、地理等學科的知識相結合，可以讓學生更好地理解自然界的規律和現象，從而提升他們的科學綜合素養［3］。

例如，物理學與生物學相結合。利用阿基米德定律解釋生物（如魚類）在水中的浮力現象，觀察不同種類的魚（如淡水魚和海水魚）在不同水域中的浮沉情況，讓學生理解浮力對生物生存的重要性。利用光學知識解釋生物（如人類、昆蟲）的視覺機制，通過模擬實驗，讓學生利用光學儀器模擬眼球的成像過程，理解近視、遠視等視覺問題的成因和矯正方法。

物理學與地理學相結合。利用萬有引力定律解釋地球、月球、太陽之間的運動關系，借助動畫和視頻展示地球的公轉和自轉現象，讓學生理解萬有引力在天體運動中的作用。利用熱力學知識解釋氣候變化的原理和影響，通過分析溫室效應、熱島效應等現象，讓學生理解熱力學原理在氣候科學中的具體應用。

（三）拓展科學視野與思維廣度

隨著科學技術的飛速發展，人工智能、量子計算、氣候變化等前沿領域的創新成果不斷涌現。在物理教學中，教師應引導學生關注這些熱點，了解科學對社會發展的推動作用［4］。通過組織學生參與科學講座、研討會等活動，讓他們了解最新的科學進展，激發其科學興趣，培養他們的科學思維和創新能力。

例如，在學習“探索宇宙”一課時，教師可以組織學生觀看我國探月工程的視頻，讓學生更好地了解科學發展，感受科學的魅力和價值。教師提前搜集并篩選關于我國探月工程的精彩視頻，確保視頻內容既具有科學價值，又能夠吸引學生的興趣；同時，準備相關背景資料和討論問題，以便師生在觀看后進行交流和探討。課堂上，教師可首先向學生介紹探月工程的背景和重要性。隨后，用多媒體設備播放精選的視頻資料，一一呈現精彩瞬間，如嫦娥五號探測器成功發射、在月球軌道上運行、在月球表面軟著陸，以及“玉兔號”月球車開展科學探測等，讓學生感受到科學探索的樂趣。視頻播放結束后，教師可組織學生進行討論，讓學生表達自己對探月工程的感受，探討我國科學技術的飛速發展和國際地位，同時圍繞視頻中的科學原理、技術應用等展開深入交流。討論結束后，教師應總結和歸納學生的觀點，引導他們認識科學探索的重要性和價值，強調科學不僅是一門學科，更是一種探索未知、追求真理的精神。

通過觀看探月工程視頻，學生會對物理學產生濃厚的興趣，意識到物理學不僅有趣，而且具有重要的實用價值。這種興趣和熱情將激發他們更加積極地參與物理學習和探索活動。在拓展科學視野和思維廣度的過程中，學生能夠逐漸形成科學精神，學會用科學的眼光看待問題、用科學的方法解決問題，進而有效提升科學素養。

（四）開展科學實踐活動

科學實踐是物理教學的重要組成部分，它能夠讓學生在實踐中感受科學的魅力，拓寬科學視野。教師可以組織學生開展科學考察、科學制作、科學競賽等活動，讓學生親身參與到科學實踐中，了解科學原理和實驗方法，進一步提升他們解決實際問題的能力［5］。

例如，某教師組織了一次航模制作與比賽活動。活動開始前，教師首先向學生講解了航模的基本原理和制作流程，包括空氣動力學、材料力學、機械傳動等方面的知識。為了確保每個學生都能夠順利完成制作任務，教師還提供了航模制作所需的材料和工具。在制作過程中，學生們積極參與，發揮自己的創造力和動手能力。他們首先根據圖紙進行切割、打磨和組裝等，其次調試機械傳動系統，最后進行飛行測試。在制作過程中，學生們遇到了各種問題和挑戰，但他們通過自主探究和合作討論，找到了解決方法，由此提高了解決問題的能力。制作完成后，教師組織了航模比賽，分為起飛、飛行穩定性和著陸等多個環節。在比賽中，學生們展示自己的航模作品，調整和控制模型的飛行姿態、速度和方向，充分發揮自己的技能和經驗，力求取得好成績。

像這樣的科學實踐活動，有助于學生切實提升動手能力和解決實際問題的能力，體驗科學探索的樂趣，激發對科學的興趣。此外，比賽環節還可以培養學生的團隊協作能力，讓他們學會如何與他人合作、如何面對挑戰和失敗等重要的生活技能。

（五）創新教學方法

引入現代教育技術是提高學生學習興趣和參與度的重要手段。利用多媒體、網絡等現代教育技術，教師可以豐富教學手段，直觀、生動地呈現知識，從而激發學生的學習興趣和主動性。這不僅有助于提升學生的學習效果，還能培養學生的信息素養和終身學習能力。

例如，在教學“電與磁”的相關內容時，教師可以采用多媒體結合科技前沿的方式，生動地展示電磁炮的原理，以激發學生的學習興趣，培養他們的科學素養。首先，教師可播放一則短視頻，介紹電磁炮是現代科技前沿的代表性技術，重點說明其在軍事、科研等領域的廣泛應用，由此激發學生對電磁炮原理的好奇心和學習興趣。然后，教師可用動畫展示電磁炮的工作原理，包括磁場產生、電流導體和物體加速三個方面，并詳細解釋安培定律和法拉第電磁感應定律在其中的應用。

這種多媒體技術與科技前沿相結合的教學方法，既能幫助學生直觀理解復雜的物理概念，又能提升學生對前沿科學技術的關注，有助于他們形成更深層次的學習動機，培養他們的科學素養［6］。

（六）強化實驗教學

在物理教學的深化與革新過程中，實驗教學扮演著至關重要的角色。它為學生提供了將理論與實踐相結合的平臺，是培養學生科學素養和創新能力的關鍵途徑。物理學作為一門以實驗為基礎的自然科學，其理論和規律的發現、驗證和應用都離不開實驗。實驗教學有助于學生通過動手操作深化對物理概念的理解，提升學習的實效性。精心設計實驗內容是實驗教學成功的關鍵。教師在設計實驗時，應充分考慮教學內容和學生的實際水平，選擇具有針對性、趣味性和探究性的實驗項目［7］，以激發學生的學習興趣，引導學生主動思考、探索和創新。

例如，在教學“透鏡及其應用”時，某物理教師設計了制作望遠鏡的實驗。實驗材料包括兩個不同焦距的凸透鏡、紙質望遠鏡筒，膠水、剪刀和尺子等制作工具。學生將兩個不同焦距的凸透鏡分別作為物鏡和目鏡，按照一定的比例和距離，將物鏡和目鏡固定在望遠鏡筒內，并在望遠鏡筒的一端留出開口，作為觀測口。在制作過程中，教師向學生解釋了凸透鏡的基本光學原理，包括凸透鏡對光線的匯聚作用和成像規律，引導他們探究了目鏡焦距對望遠鏡成像質量的影響。制作完成后，學生使用自制望遠鏡觀測遠方物體，在實踐中探索如何通過調整焦距和角度，找到良好的觀測位置。在這一實驗中，學生不僅掌握了透鏡的基本原理和望遠鏡的構造，還培養了動手能力、觀察力、思維能力和解決問題的能力。

結語

研究表明，學生在物理學習過程中，不僅需要掌握扎實的物理知識，還需要培養科學思維、探究精神和創新能力等科學素養。本文提出多種教學策略，希望能為初中物理教學帶來新的思路和方法，激發學生的學習興趣，提高教學質量。

展望未來，我們需要持續探索新的教學模式和方法，以更好地滿足學生需求和時代要求。通過深化教育改革，打破傳統教學模式的桎梏，探索更加靈活、多樣化的教學方法，為學生提供優質的教育資源和服務。

［參考文獻］

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[5]王禎德.核心素養下初中物理高效課堂的構建探究［J］.亞太教育，2022（12）：73-75.

[6]張志杰.核心素養視域下初中物理教學策略探究［J］.延邊教育學院學報，2022，36（6）：114-116.

[7]黃崇友.初中物理實驗探究式教學的思考［C］//成都市陶行知研究會第七屆學術年會論文集.成都：成都市陶行知研究會，成都市龍泉驛區教育科學研究院，2023：160-167.