进阶实验教学设计培育学生科学素养

2020-09-14 12:23:19 中学理科园地 2020年4期

詹仰旺 郭纪萌

摘   要:物理实验教学是培育学生的科学素养的一个重要平臺。从进阶实验教学设计的角度,围绕科学兴趣、科学知识、科学方法、科学思维、科学态度与科学精神等五个方面的科学素养的培育点,以初中物理力学实验为例,探索促进学生科学素养发展的教学策略。

关键词:实验教学设计;科学素养;培育策略

1  提高实验教学中培育学生科学素养的地位

1.1  明确科学素养内涵,达成实验教学目标

科学素养是指科学知识、科学方法、科学态度和科学精神等[ 1 ],是物理实验教学中培育的目标之一,也是追求科学本质过程中的发展必然。

1.2  改变错误实验观念,提高实验教学地位

“做不如播”“播不如背”的错误实验观是教师过分重视实验教学应试功效的结果,也是对实验教学促进学生科学素养发展作用的忽视。因此“改变观念、真做实验”才能确立实验教学在培育学生科学素养中的重要地位。

2  挖掘实验教学中对科学素养预设的培育点

2.1  备课中做好培育学生科学素养的预设

对于物理实验教学,教师要做好充分的备课,进阶优化物理实验教学设计,预设好教学中的各个环节。

2.2  实验教学设计中融入科学素养培育点

在备课中,要充分寻找和挖掘科学素养的培育点,使之融入到实验教学的具体设计环节中,并在实验教学设计中细化对学生科学素养培育点,如表1。

3  进阶实验教学设计落实科学素养培育策略——以力学实验为例

对应表1中的科学素养培育点,以力学实验为例,进阶实验教学设计,探索实现培育学生科学素养目标的策略。

3.1  预设实验问题,调动激发科学兴趣

教师预设好实验教学中的进阶问题,调动学生积极猜想或思考,才能激发学生的科学兴趣。例如,在探究“影响摩擦力大小因素”实验中,用一个瓶子装沙,另一个完全相同的瓶子装水,沙和水的质量相等,从一块长木板(斜面)的相同高度处让两个瓶子同时滚下。进阶教学设计如表2。

3.2  树立正确观念,验证形成科学知识

对于物理实验中的一些物理现象,学生常会有一些不科学的认知,例如,“物体的速度大小与其惯性大小有关”;“物体匀速向下运动时受到一个冲力作用”;“重物与轻物同高度同时释放,重物落得快”等错误的物理观念。然而通过实验教学,利用一些演示或分组实验,去验证、解释,以获得正确的科学知识,形成正确的物理观念,才能正确解释现象。

又如,在“浮力的影响因素”的探究实验中,可能会有“物体浸没水中后,往深处移动,浮力增大”这种不科学的观点。在实验教学中,需要通过老师进阶提问,引导进阶思维,建构形成正确的科学知识。进阶教学设计如表3。

3.3  培育实验素养,进阶实验科学方法

实验探究的核心是让学生掌握实验的科学方法。学生通过经历实验过程、领悟实验原理,进阶实验研究的科学方法,培育和提升学生的实验素养。

例如,在“固体密度的测量”实验中,其实验的基本原理是ρ=,只要从基本原理出发,抓住m、V两个物理量的直接和间接测量方法,即可理解和掌握衍生出来多种测量的科学方法。进阶教学设计如表4。

3.4  反映客观现象,培育理性的科学思维

科学思维是基于客观事物,进阶式反映客观现象,揭示事物本质属性,找出事物间相互关系及其内在规律的一种科学认知活动。在科学实验中,要培育学生尊重事实、客观分析数据的意识,又要培育学生运用理性的科学思维的方式解决问题、得出结论。

例如,在“探究二力平衡的条件”的实验中,利用两铁架台,在中间放有一平台,平台上放有一长方形硬纸片,在长方形硬纸片宽边中间处分别系一根细线,每根细线的一端分别跨过铁架台上固定的定滑轮后,在另一端分别系两个相同的托盘。进阶教学设计如表5。

3.5  求真科学态度,严谨质疑的科学精神

培育锲而不舍的求真科学态度和严谨质疑的科学精神,是物理实验教学追求的目标之一,严谨是科学研究中必备的一项基本素质和科学态度,让学生按照实验流程进行实验操作[ 3 ]。同时,教师要引导学生不畏权威,敢于质疑,同时继承和发扬科学家们的科学精神。

例如,在力学“伽利略理想实验”中,结合物理学史进行实验验证,用思维导图的形式多角度、多方面展现伽利略求真的科学态度和善观察、敢质疑、好思考、真实践、勇创新的科学精神。进阶教学设计如表6。

4  结束语

物理实验教学承载着培育学生科学素养的重要任务,作为物理教师,要坚持让学生动手实验,感受探究过程,挖掘课堂教学中科学素养的培育点。同时,在备课中进阶设计物理实验教学的各个环节,利用实验教学的有效性,提高学生的基本素质,把学生培养成真正具有“科学素养”的人[ 4 ]。

参考文献:

[1]季国清,刘孝廷.科学态度是科学素质的核心[J].北方论丛,2004(3):102-105.

[2]王孝华.密度测量方法集锦[J].物理教学探讨,2007(2):20-21.

[3]黄平.在初中物理实验教学中培养学生科学素养的思考[J].中学物理教学参考,2017,46(10):92-93,98.

[4]王银珍.利用实验培养学生的物理科学素养[J].中学理科园地,2019,15(3):9-11.