高职物理教学中融入科学论证教育的研究

王蔚 袁雪平

摘 要：研究五年制高职物理教学中融入科学论证教育，提升学生的科学素养。提出的策略有：以模板为支撑，工具引导式开展科学论证;创设情境模拟，以历史上的科学家为榜样进行角色扮演;强化实证意识，坚持实事求是的科学性原则;课内外相结合，以学生社团活动作为课堂论证的补充。

关键词：五年制高职;物理;科学论证教育;学生社团

目前，我国互联网发展势头十分迅猛，资讯发达，人们被短视频、碎片化、快餐化的知识包围着。搜索引擎能够带来各种便利的答案，人们似乎不再需要认真思考。近年来，网络上谣言、非理性的“网络暴力”事件偶有发生，这些现象提示了人们的思辨能力、论述表达能力的缺失。

2014年教育部提出建立学生核心素养体系，倡导培养学生的基本素质和关键能力，以适应学生终身学习和社会发展的需要。2019年，《国家职业教育改革实施方案》指出，职业教育要落实立德树人的根本任务。五年制高职的课程体系中，物理课程是理工科学生的必修课程，其教学除了为后继专业课程提供知识和技能的准备外，还肩负培养学生科学素养的重任，为学生的终身发展服务。

建构主义是目前教育领域比较有影响力的理论之一，该理论提出“以学生为中心”的教育方法。将科学论证教学融入物理教学中，符合建构主义原理，与学生的认知规律相统一，因此可以帮助学生更好地理解所学的物理规律。有研究者认为论证教学在物理概念的学习中，能帮助学生体验认知过程。论证过程可以训练学生的交流沟通技巧，同时引导学生进行批判性和创新性推理。学生模仿科学家进行科学论证，收集资料和数据来捍卫自己的主张，从而体验知识的形成，加深理解科学的本质，培养学生的科学素养。[1]科学论证教学过程能培养学生的实证能力、表达能力;科学论证教学还有助于培养学生的探究性、创新性、实事求是等情感、态度和价值观。

在传统的物理教学中，比较注重培养的能力包括理解能力、推理能力、实验探究能力等，物理论证能力实际上是借助科学的思维方法，进行科学探究的过程中体现出的综合能力。学生成长过程中，这种综合能力对学生的终身发展和社会发展更加重要，因此，和其它能力相比，科学论证能力更加不容忽视。

一、以模板为支撑，工具引导式开展科学论证

实验探究是科学论证的重要手段，可以将实验教学作为突破口开展论证式教学。基于ADI模型，教师可以组织学生开展论证性实验探究活动。[2]ADI模型是建立在实验活动的基础上的，以问题为导向，例如“物体下落的快慢由什么决定”，“平抛运动在水平方向与竖直方向的运动有什么规律”，“加速度与物体的质量和力之间的关系是什么”，可根据ADI模型的八个教学阶段进行教学设计。教师对适合开展该模型教学的内容进行梳理，确定教学内容，设计教学活动中的论证问题和相应的学生任务，确定学生需要的实验器材，编写好相应的导学案和实验讲义，同时在教学前需要准备的材料还包括论证引导模板，实验探究方案模板，同伴互评指南，论证报告模板等通用材料。利用模板工具引导，可以更加流畅地进行科学论证教学。

理解科学是一项长期的工作，科学知识是由一群科学家共同构建的，需要不断地质疑和驳斥。调查发现，当前开展科学论证教学，对教师是一项很大的挑战。很多一线物理教师对科学本质的认识不够全面。因此提高思想认识，改进教材，对实验器材、教学资源等配套准备十分必要。

二、创设情境模拟，以历史上的科学家为榜样进行角色扮演

论证式教学的基本过程包括教师根据特定的教学目标和学习目标提出相应的问题，学生根据所学知识和现有经验提出思路或解决问题的猜想，并提供证据来解释猜想或思路的合理性。猜想或想法一旦获得论证和同伴的认同，就可以得出结论。

在物理课程中，“自由落体运动”是根据伽利略等科学家的实验和科学推理，得出自由落体运动的性质是初始速度为零的匀加直线运动。渗透物理学史，让学生进行角色扮演，使学生能够按科学家研究的路径，还原科学家的实验和推理思维过程。创设合适的情境，让学生对实验方法进行选择，引导学生对实验方法进行分析和比较、选择论证的方案，思考其它实验方法，来培养学生的科学论证能力。论证过程中有意识地引导学生建立物理模型，运用归纳和概括，归谬或推理，批判性的和创造性的方法，分析和解决问题，有助于学生科学思维的发展。

在获取事实与证据的过程中，教师应注意引导小组讨论：通过哪些实验现象获得有效信息，哪些实验现象不能帮助得出实验结论，从这些实验现象得出什么结论。引导学生将信息和有用信息进行比较和辩证思考。

由于课堂上的时间限制，下课后学生再次进行实验并完成研究报告，以便学生深入理解论证方法和論证过程。同时，同伴互评也是论证过程的重要组成部分，这有利于培养学生尊重事实，独立思考的科学态度。

三、课内外相结合，以学生社团活动作为课堂论证的补充

学生社团是开展集体论证的有力的补充，住校学生课余时间长，兴趣相似、志趣相投，成立了相应的学生社团。指导教师可以引导社团学生分组学习，充分利用所学知识，就某一主题开展探索，结合课外信息资料，独立设计实验，对课题进行分析研究。以小论文或报告的形式提交研究结果。学校“判析社”、“科学社”、“物理兴趣小组”、“狂想与论证社”、“创新工坊”等都可以开展科学论证活动。社团论证课题的选择可以从课本内容挖掘，也可以超越课本内容。以运动学为例，学生社团探究的课题“最快的运动项目——水平地面上用人类自身获得前进动力的运动速度分析”，“最快的球——人类运动项目中球类速度分析”，“电梯里的磅秤——力和速度的研究”，“空气阻力对下落物体速度的影响”，“上抛乒乓球，最高能多高，影响因素有哪些”，“历史上的自由落体运动观念的演变”，“伽利略（牛顿）的历史贡献”等。

通过这种方式，学生可以加深理解和掌握在课堂上学习的物理概念和规律，同时加强了将学到的知识应用在实践中的综合能力，有利于学生建立物理思想，解决实际问题能力，同时，增强他们的独立思考意识和激发他们的创新能力。

参考文献：

[1]张春丽，袁光秀.提升学生科学论证能力的课堂教学实践案例[J]，物理教学探讨2018，36（9）：4-7.

[2]马亚鹏，伏雅洁.科学论证取向的高中物理欧姆定律教学研究[J].中学物理教学参考，2019，48（3）：8-11.

[3]郑颖，张军朋，张玉发.高中生物理科学论证能力表现[J]. 物理教师2019，40（1）：2-6.

[4]张春丽，陈颖.关于高中物理实施“科学论证教学”的调研与思考[J]. 物理教师，2018，39（5）：5.

[5]弭乐，郭玉英.渗透式导向的两种科学论证教学模型述评[J].全球教育展望，2017（6）