科學(xué)家精神融入初中物理教學(xué)的思考與探索

【摘 要】科學(xué)家精神是全社會(huì)的寶貴精神財(cái)富，將其融入物理學(xué)科的教育教學(xué)中，符合時(shí)代要求，是培養(yǎng)學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)、實(shí)現(xiàn)立德樹人的有效途徑。在課程思政理念下，探究科學(xué)家精神融入初中物理教學(xué)的全過(guò)程教學(xué)路徑，涉及教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)策略、教學(xué)活動(dòng)、教學(xué)評(píng)價(jià)五個(gè)方面，并且結(jié)合教學(xué)實(shí)踐得出混合式課堂教學(xué)思路，包括課前、課中、課后三個(gè)階段，以期為物理教育工作者提供可借鑒的科學(xué)家精神教育實(shí)踐思路。

【關(guān)鍵詞】科學(xué)家精神 初中物理 物理教學(xué)

【中圖分類號(hào)】G633.7" " 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A" 【文章編號(hào)】1002-3275（2024）09-58-04

2020年9月，習(xí)近平總書記在科學(xué)家座談會(huì)上的講話中提出要“大力弘揚(yáng)科學(xué)家精神”，指出“對(duì)科學(xué)興趣的引導(dǎo)和培養(yǎng)要從娃娃抓起，使他們更多了解科學(xué)知識(shí)，掌握科學(xué)方法，形成一大批具備科學(xué)家潛質(zhì)的青少年群體”。黨的二十大報(bào)告指出：“培育創(chuàng)新文化，弘揚(yáng)科學(xué)家精神，涵養(yǎng)優(yōu)良學(xué)風(fēng)，營(yíng)造創(chuàng)新氛圍。”近年來(lái)，習(xí)近平總書記圍繞科學(xué)家精神教育工作多次作出重要講話及批示，強(qiáng)調(diào)科學(xué)家精神教育的重要意義。2023年，中國(guó)科協(xié)、教育部印發(fā)《“科學(xué)家（精神）進(jìn)校園行動(dòng)”實(shí)施方案》的通知。科學(xué)家精神是廣大科技工作者在長(zhǎng)期的科學(xué)實(shí)踐中積累的寶貴精神財(cái)富，如何讓青少年對(duì)其進(jìn)行發(fā)揚(yáng)傳承，逐漸成為新時(shí)代育人工作的重要命題。物理學(xué)科作為自然科學(xué)的基礎(chǔ)學(xué)科，在學(xué)科發(fā)展歷程中積淀了豐富的科學(xué)家精神教育資源，《義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》（以下簡(jiǎn)稱課程標(biāo)準(zhǔn)）對(duì)學(xué)生的價(jià)值理念培養(yǎng)、精神追求培植等方面也提出了明確要求。綜上，深入思考與探索科學(xué)家精神融入初中物理教學(xué)十分必要。

一、科學(xué)家精神：物理學(xué)科核心素養(yǎng)下的育人新載體

現(xiàn)代的科學(xué)精神不僅體現(xiàn)在科學(xué)實(shí)踐之中，而且外化為人的精神特質(zhì)與價(jià)值取向［1］，科學(xué)家精神主要包括愛(ài)國(guó)精神、創(chuàng)新精神、求實(shí)精神、奉獻(xiàn)精神、協(xié)同精神、育人精神等。而科學(xué)家精神教育也不只是對(duì)概念的認(rèn)識(shí)與理解，而是全過(guò)程的，是從知識(shí)層面、能力層面、人格層面實(shí)現(xiàn)的全面化教育。

從教育層面來(lái)看，科學(xué)家精神教育包括科學(xué)家事跡、科學(xué)性知識(shí)、研究歷程、思想精神等一系列內(nèi)容的教育。將科學(xué)家精神融入課堂教學(xué)，能從大到一節(jié)課、小到一個(gè)知識(shí)點(diǎn)地對(duì)學(xué)生的綜合素質(zhì)進(jìn)行全面培養(yǎng)。

（一）溯源科學(xué)本質(zhì)，建立物理觀念

針對(duì)初中學(xué)段學(xué)生溯源科學(xué)本質(zhì)的主要手段有兩種：一是物理學(xué)史教育，二是物理實(shí)驗(yàn)探究。借助耳熟能詳?shù)目茖W(xué)家代表性研究成果的背后故事，更容易從物理學(xué)視角為學(xué)生建立初步認(rèn)識(shí)。在學(xué)習(xí)略顯晦澀的定律、公式時(shí)引入科學(xué)家精神史料素材，更容易使學(xué)生產(chǎn)生代入感，激發(fā)他們探尋科學(xué)本質(zhì)的興趣。在實(shí)驗(yàn)探究中，學(xué)生能夠以第三方的視角把握問(wèn)題并提出解決問(wèn)題的發(fā)展脈絡(luò)，再通過(guò)凝練規(guī)律，提取主觀的認(rèn)識(shí)，最終在教師的引導(dǎo)下將一般性認(rèn)識(shí)升華為物理觀念。

（二）體會(huì)發(fā)展歷程，培養(yǎng)科學(xué)思維

科學(xué)家精神是一代代科學(xué)家在長(zhǎng)期的連續(xù)性研究歷程中所體現(xiàn)出的精神追求。通過(guò)學(xué)習(xí)科學(xué)家精神可以讓學(xué)生體驗(yàn)科學(xué)家的探索歷程，領(lǐng)略不同科學(xué)家的理性思維，引發(fā)辯證思考。在了解科學(xué)家故事的基礎(chǔ)上，感受科學(xué)家基于事實(shí)證據(jù)和科學(xué)推理得出的初步結(jié)論，對(duì)比不同科學(xué)家提出的觀點(diǎn)或其他渠道的信息，通過(guò)不斷質(zhì)疑與批判，形成獨(dú)特的創(chuàng)造性見解，幫助學(xué)生掌握科學(xué)方法的具體運(yùn)用，培養(yǎng)科學(xué)思維。

（三）遷移自主實(shí)踐，促進(jìn)科學(xué)探究

科學(xué)家大多有著豐富的實(shí)驗(yàn)經(jīng)歷，在實(shí)驗(yàn)中尋求真理，勢(shì)必需要打破常規(guī)，另辟蹊徑。以關(guān)聯(lián)實(shí)驗(yàn)的遷移教育能促使學(xué)生在學(xué)習(xí)與模仿的過(guò)程中感受創(chuàng)新意識(shí)與創(chuàng)新精神。另外，很多初中物理實(shí)驗(yàn)來(lái)自科學(xué)家實(shí)驗(yàn)的簡(jiǎn)化，其蘊(yùn)含的探究思路與科學(xué)家實(shí)驗(yàn)同源。學(xué)生通過(guò)學(xué)習(xí)科學(xué)家的探究思路和實(shí)驗(yàn)方法并付諸實(shí)踐，能夠培養(yǎng)科學(xué)探究的意識(shí)與方法，因此教師要鼓勵(lì)學(xué)生對(duì)科學(xué)現(xiàn)象進(jìn)行探索，拓寬視野。

（四）明晰科學(xué)態(tài)度與責(zé)任

在初中階段接受科學(xué)家精神教育，彰顯科學(xué)家精神的引領(lǐng)力，對(duì)推動(dòng)青少年群體形成崇尚科學(xué)家精神的學(xué)習(xí)風(fēng)氣，培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真、實(shí)事求是、持之以恒的品質(zhì)，引導(dǎo)青少年形成科學(xué)家精神，為國(guó)家提供人才儲(chǔ)備具有重要的時(shí)代意義。教師在教學(xué)中應(yīng)展現(xiàn)科學(xué)家在研究過(guò)程中所展示的中華民族最深層的科學(xué)精神追求和獨(dú)特的愛(ài)國(guó)精神標(biāo)識(shí)，讓學(xué)生形成堅(jiān)定的文化認(rèn)同，提升青少年的民族自信。

二、科學(xué)家精神融入初中物理教學(xué)的現(xiàn)狀及思考

為了調(diào)查初中生對(duì)于科學(xué)家精神的認(rèn)識(shí)理解和目前科學(xué)家精神教育的實(shí)施情況，筆者在云南省昆明市西南聯(lián)大研究院附屬學(xué)校初中部發(fā)放調(diào)查問(wèn)卷464份，收回有效問(wèn)卷450份。在有效問(wèn)卷中，220份的調(diào)查對(duì)象為初二年級(jí)學(xué)生，230份的調(diào)查對(duì)象為初三年級(jí)學(xué)生，調(diào)查對(duì)象均為隨機(jī)抽取。通過(guò)SPSS系統(tǒng)對(duì)問(wèn)卷結(jié)果進(jìn)行信度和效度的檢驗(yàn)，具體調(diào)查問(wèn)題、結(jié)果分析如表1所示。

通過(guò)分析問(wèn)題1～3及其調(diào)查結(jié)果，可以看出當(dāng)前初中生對(duì)于科學(xué)家及科學(xué)家故事有一定的認(rèn)識(shí)，甚至大半的學(xué)生對(duì)于科學(xué)家及科學(xué)家故事甚為了解，但對(duì)于其背后蘊(yùn)含的科學(xué)家精神理解較為缺失。結(jié)合問(wèn)題4～6及其調(diào)查結(jié)果，可以看出學(xué)生的在校學(xué)習(xí)對(duì)科學(xué)家精神的體現(xiàn)存在不足，部分學(xué)生通過(guò)教材與教師教學(xué)無(wú)法了解科學(xué)家精神教育內(nèi)容。最后4個(gè)問(wèn)題有力地說(shuō)明初中生對(duì)于科學(xué)家精神有著較強(qiáng)的求知需求。

初中生在校學(xué)習(xí)科學(xué)家精神主要依靠教師開展教學(xué)活動(dòng)，而教學(xué)活動(dòng)的主要參考則是教材。教師在開展課程教學(xué)前，應(yīng)對(duì)本節(jié)教材中提到的科學(xué)家相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行深入挖掘研究，在新課教學(xué)中結(jié)合教材文本進(jìn)行拓展，剖析背后蘊(yùn)含的科學(xué)家精神，將科學(xué)家的研究歷程、探究思路、理論演化等融入教學(xué)過(guò)程，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中感知體會(huì)。但通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)行教材關(guān)于科學(xué)家精神培養(yǎng)的內(nèi)容不夠全面，缺乏一定的連貫性、系統(tǒng)性，體現(xiàn)為涉及的科學(xué)家精神類型較為單一，且中國(guó)科學(xué)家的故事介紹不多。究其原因，初中教材由于其知識(shí)內(nèi)容較為基礎(chǔ)，其中涉及的很多科學(xué)發(fā)現(xiàn)和科學(xué)原理都來(lái)自牛頓、阿基米德等國(guó)外科學(xué)家。對(duì)此，加強(qiáng)中國(guó)本土科學(xué)家精神的融入對(duì)于愛(ài)國(guó)精神教育尤為重要。

三、科學(xué)家精神融入初中物理教學(xué)的全過(guò)程教學(xué)路徑

科學(xué)家精神作為思政教育的重要一環(huán)，可以在課程思政的理念指導(dǎo)下充分融入學(xué)科教學(xué)過(guò)程。但是由于科學(xué)家精神在教學(xué)中容易被淺表化，停留在學(xué)生“會(huì)講、聽過(guò)”的層面，因此要避免融入形式單一化和表面化的問(wèn)題。這就需要教學(xué)設(shè)計(jì)具有更強(qiáng)的代入性、深入性，尤其要重視教學(xué)融入的方式方法和教學(xué)效果的反饋評(píng)價(jià)，引導(dǎo)學(xué)生實(shí)現(xiàn)從感悟到行動(dòng)的內(nèi)化過(guò)程。在教學(xué)中融入科學(xué)家精神教育，不是增開一門課，也不是增設(shè)一個(gè)環(huán)節(jié)，而是將科學(xué)家精神融入物理教學(xué)設(shè)計(jì)與開展的各個(gè)環(huán)節(jié)、各個(gè)方面，在教學(xué)全過(guò)程中實(shí)現(xiàn)立德樹人、潤(rùn)物無(wú)聲。科學(xué)家精神融入初中物理教學(xué)的全過(guò)程教學(xué)路徑如圖1所示。

具體來(lái)說(shuō)，第一，教學(xué)目標(biāo)要全面化，在實(shí)現(xiàn)兼顧科學(xué)家精神教育目標(biāo)的同時(shí)不忽略專業(yè)知識(shí)教學(xué)目標(biāo)，且科學(xué)家精神教育目標(biāo)要實(shí)現(xiàn)愛(ài)國(guó)精神、創(chuàng)新精神、求實(shí)精神、奉獻(xiàn)精神、協(xié)同精神、育人精神六個(gè)維度的兼顧。第二，教學(xué)內(nèi)容要多元化，教師不僅僅要講授單純的科學(xué)家精神內(nèi)涵，還要拓展科學(xué)家故事、科學(xué)家生平等，盡可能地多展現(xiàn)中國(guó)科學(xué)家的精神文化，在學(xué)生的最近發(fā)展區(qū)內(nèi)設(shè)置教學(xué)內(nèi)容。第三，教學(xué)策略要系統(tǒng)化，在各個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)合理融入科學(xué)家精神，避免重復(fù)、零散，要注重學(xué)生的系統(tǒng)性自主探究學(xué)習(xí)，實(shí)現(xiàn)從教師的引導(dǎo)向?qū)W生自主內(nèi)化的轉(zhuǎn)變。第四，在教學(xué)活動(dòng)實(shí)施環(huán)節(jié)要注重具體化，對(duì)于場(chǎng)景體驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)操作等環(huán)節(jié)要注重細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)，對(duì)于學(xué)生的疑問(wèn)與困惑要及時(shí)進(jìn)行引導(dǎo)與解釋。第五，教學(xué)評(píng)價(jià)要綜合化，既要體現(xiàn)教、學(xué)、評(píng)一致性，又要實(shí)現(xiàn)從表現(xiàn)性評(píng)價(jià)向過(guò)程性評(píng)價(jià)的轉(zhuǎn)變，以綜合考評(píng)（觀察、訪談、活動(dòng)等）實(shí)現(xiàn)定性反饋。

科學(xué)家精神融入初中物理教學(xué)使科學(xué)家精神的基本內(nèi)容與本質(zhì)內(nèi)涵在教學(xué)過(guò)程中得以落到實(shí)處。教師不僅能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)學(xué)生的科學(xué)家精神教育，而且對(duì)于自身價(jià)值理念與精神追求也會(huì)更加堅(jiān)定。

四、科學(xué)家精神融入初中物理教學(xué)的混合式課堂教學(xué)思路

結(jié)合物理課程特點(diǎn)和科學(xué)家精神融入初中物理教學(xué)的實(shí)際，在課程標(biāo)準(zhǔn)的指導(dǎo)下，以混合式教學(xué)設(shè)計(jì)思路，分別在課堂教學(xué)的課前、課中、課后三個(gè)階段進(jìn)行具體設(shè)計(jì)。課前注重情境化教學(xué)導(dǎo)入，課中結(jié)合不同課型緊密聯(lián)系物理觀念、科學(xué)探究、科學(xué)思維的培養(yǎng)，課后注重教、學(xué)、評(píng)一體化，利用好表現(xiàn)性評(píng)價(jià)、過(guò)程性評(píng)價(jià)，實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生科學(xué)態(tài)度與責(zé)任素養(yǎng)的生成性考核，如圖2所示。

（一）課前：挖掘教育資源，多種手段開展課程導(dǎo)入

要在以物理專業(yè)知識(shí)為主體的基礎(chǔ)上，將課程內(nèi)容與科學(xué)家精神教育元素進(jìn)行有機(jī)結(jié)合。因此，課前導(dǎo)入素材的選取應(yīng)從具象化、多元化的視角切入。一方面，不僅要關(guān)注科學(xué)家的科學(xué)貢獻(xiàn)，而且要從關(guān)于科學(xué)家的小故事入手，以點(diǎn)窺面，從生活出發(fā)，將科學(xué)家故事及其背后蘊(yùn)藏的科學(xué)家精神娓娓道來(lái)，激發(fā)學(xué)生的共情力，塑造有血有肉的科學(xué)家形象。另一方面，避免籠統(tǒng)空泛、冗長(zhǎng)乏味的講解形式，要挖崛科學(xué)家身上具體的精神，如錢學(xué)森的愛(ài)國(guó)精神、屠呦呦的創(chuàng)新精神、鐘南山的求實(shí)精神、南仁東的奉獻(xiàn)精神、黃大年的育人精神、王希季的協(xié)同精神等，引導(dǎo)學(xué)生重點(diǎn)關(guān)注科學(xué)家成長(zhǎng)、愛(ài)國(guó)、成就三個(gè)方面的事跡，在保證信息準(zhǔn)確性的基礎(chǔ)上追求教學(xué)的趣味性。

如果僅向初中生講述科學(xué)家生平事跡，很難讓他們形成更深層的情感沖擊和記憶聯(lián)結(jié)。教師需要按照一定的內(nèi)在邏輯將學(xué)生引入科學(xué)情境中，結(jié)合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，摒棄單向教授模式，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的互動(dòng)性、共鳴性，如使用生活化語(yǔ)言來(lái)講授、收集豐富的文本資料閱讀、相關(guān)圖文視頻觀看來(lái)開展課前導(dǎo)入，組織學(xué)生積極交流討論。在實(shí)驗(yàn)課型前教師可以為學(xué)生建立前概念與簡(jiǎn)單的科學(xué)觀念，通過(guò)導(dǎo)入科學(xué)家的研究歷程來(lái)豐富學(xué)生對(duì)于科學(xué)方法的基本認(rèn)識(shí)。

（二）課中：多元課型培養(yǎng)綜合能力

結(jié)合科學(xué)家精神的內(nèi)容特點(diǎn)與教育價(jià)值，可在初中物理的理論教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)、習(xí)題教學(xué)三種基本課型中融入相關(guān)內(nèi)容。在具體教學(xué)中，教師應(yīng)注重讓學(xué)生成為學(xué)習(xí)活動(dòng)的主體，注重對(duì)學(xué)生的引導(dǎo)，實(shí)現(xiàn)科學(xué)家精神融入由“口耳相傳”到“學(xué)思行并重”的轉(zhuǎn)化。

首先，對(duì)于理論教學(xué)中不易被學(xué)生理解掌握的內(nèi)容，可以將科學(xué)家研究歷程呈現(xiàn)給學(xué)生，使其由淺入深地了解知識(shí)的起源、發(fā)展，在體會(huì)科學(xué)家不斷探索的求實(shí)精神中挖掘知識(shí)本質(zhì)、總結(jié)規(guī)律。其次，初中生對(duì)于物理實(shí)驗(yàn)較難形成自己的探究思路，基本上都是在教師的演示實(shí)驗(yàn)下模仿操作。因此可以向?qū)W生再現(xiàn)科學(xué)家的代表性實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生體驗(yàn)科學(xué)家的研究歷程，引導(dǎo)學(xué)生比較思考、自主遷移，學(xué)習(xí)科學(xué)家的辯證思維［2］，實(shí)現(xiàn)對(duì)于實(shí)驗(yàn)探究思路及問(wèn)題解決方法的自主學(xué)習(xí)。而在比較實(shí)驗(yàn)中，可以進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生討論碰撞，讓學(xué)生在組內(nèi)合作與組間交流中感受科學(xué)家的創(chuàng)新精神與協(xié)同精神，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究素養(yǎng)。最后，教師在習(xí)題的設(shè)計(jì)中可以著意加入科學(xué)家精神內(nèi)容，利用實(shí)驗(yàn)題、綜合計(jì)算題將學(xué)生代入科學(xué)家研究場(chǎng)景，在推理計(jì)算中感悟科學(xué)思維的聯(lián)系與發(fā)展。

（三）課后：多維評(píng)價(jià)實(shí)現(xiàn)教學(xué)效果

教師要基于教、學(xué)、評(píng)一體化開展課后評(píng)價(jià)，相比于常規(guī)形式的量化考評(píng)，科學(xué)家精神的融入教育需要借助基于過(guò)程性評(píng)價(jià)的教學(xué)觀察等手段，著重考察學(xué)生在實(shí)驗(yàn)探究中對(duì)于解決困難的態(tài)度情況，在小組探究中對(duì)于任務(wù)的協(xié)同情況，在解決問(wèn)題中對(duì)于方法的運(yùn)用情況，在課后對(duì)于科學(xué)家精神的內(nèi)化、交流、表達(dá)情況。

教師還要注重在過(guò)程性評(píng)價(jià)中通過(guò)行為、課堂表現(xiàn)等手段實(shí)現(xiàn)對(duì)于情感、態(tài)度、價(jià)值觀為主導(dǎo)的表現(xiàn)性評(píng)價(jià)的結(jié)合。表現(xiàn)性評(píng)價(jià)的要素達(dá)成情況可以通過(guò)問(wèn)卷調(diào)查、學(xué)生訪談等手段來(lái)了解。另外，教師在注重知識(shí)教學(xué)效果的同時(shí)還要深究科學(xué)家精神背后的科技人才成長(zhǎng)路徑，為學(xué)生未來(lái)發(fā)展指引方向，引起學(xué)生對(duì)生活、未來(lái)規(guī)劃等方面的思考，同時(shí)需借助信息技術(shù)調(diào)整評(píng)價(jià)策略，實(shí)現(xiàn)教師育人精神的強(qiáng)化。在傳統(tǒng)課堂之外，學(xué)生可借助互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)數(shù)字化教學(xué)，通過(guò)閱讀課后書籍、觀看電影作品等方式，獲得更豐富的課后拓展性學(xué)習(xí)體驗(yàn)，使科學(xué)家精神教育收獲更好的效果。在一段時(shí)間的教學(xué)實(shí)踐后，可以開設(shè)物理科普劇目展演、物理科學(xué)家故事講壇等多種校本活動(dòng)形式，讓學(xué)生“學(xué)精神”“講精神”“演精神”，以達(dá)到科學(xué)家精神融入初中物理教學(xué)的正向反饋目的。

五、結(jié)語(yǔ)

新時(shí)代背景下，廣大青少年需要發(fā)揚(yáng)傳承科學(xué)家精神，在全過(guò)程的教學(xué)路徑下開展混合式教學(xué)實(shí)踐，可以較好地實(shí)現(xiàn)科學(xué)家精神融入初中物理教學(xué)，實(shí)現(xiàn)“大思政課”視閾下物理學(xué)科教育教學(xué)的完善建設(shè)。物理教師需要在此基礎(chǔ)上繼續(xù)探究，將科學(xué)家精神更好地與物理學(xué)習(xí)有機(jī)結(jié)合，更好地培養(yǎng)學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)，從而實(shí)現(xiàn)立德樹人的教育目標(biāo)，培育時(shí)代新人。

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