培养初中科学实证意识

奚晓萍

摘 要：随着我国教学改革力度的不断加强，在教学过程中对于学生核心素养的提升也提出了更高的要求。理性思维作为学生核心素养中的重要部分，其关注科学中的实证，主要是通过对证据的考察和内在关系的逻辑分析，引导学生进行提出、证伪、证实以及修正等四个方面的讨论，借此获得良好的实证意识培养效果。基于此，主要就初中科学《地球的形状》作为教学案例，对初中科学课堂教学过程中实证意识的培养进行了探究分析。

关键词：实证意识;初中科学课堂;核心素养

在我国教育部门2016年颁发的《中学生发展核心素养》中，就对学生核心素养的培养要求进行了明确。实证意识培养作为中学生核心素养中的重要内容，要求学生在假设—寻求证据—得出结论以及转化技术这一过程中，进行自身理性思维的培养工作，对学生的后续成长以及学习能力的提升也有积极的意义。“地球的形状”是初中科学课程中的一个章节，本文主要就以该章节作为具体内容，对学生实证能力的培养流程进行了探究与分析。

一、初中科学课堂教学培养学生实证意识过程

科学是一种求真的活动，其结果是确定的，能经得起反复验证的。科学的实证包括证实与伪证，证实过程需要大量的事实依据，而伪证只需要一个相反的例子，从而建立新的观点，以说明证明理论的正确性。在初中科学课堂教学过程中，老师要尊重学生的主体地位，应用多种教学方法，让学生参与到实证过程中。

1.对观点最初的认知

以前人们因为活动范围比较小，使认知能力受到限制，对地球的形状认知上大多根据传说以及自身的经验来进行解释，这样就形成了很多种说法。由此可见，以前人们对于地球的观察方式单一，缺少科学的理论与实证过程，人们多是通过观察广阔的草原或者其他地貌来进行地球的认知，经过自身的大脑信息加工之后会得到地球是平的这一错误理论。此外古代人在抬头看天的过程中还会将地球作为世界的中心，逐渐出现了天圆地方的说法。

2.建立新的理论与观点

随着人们生活活动范围的扩大，会发现帆船在离我们远去的时候，船身是先消失的，随后才是桅杆这一现象。在针对这一事实进行科学解释的时候，发现“地方学”并不能对该情况有效解释。在原本的地方说中应当是船身跟桅杆一起消失的，跟观察到的事实存在着非常大的出入，在此基础上可以进行原本观点的证伪。

二、地球是球体的提出与证实

在中学教学过程中对学生的科学能力进行培养时，因为海平面是无法直接在课堂上进行观察的，因此可以通过模拟试验的方式来进行教学，将船只跟海面作为本体，在实验中将铅笔、平面以及篮球等物体作为实验材料，在对具体模拟本体中的某些比例进行确定了之后，就可以进行模拟试验方式的设定。首先可以通过平板模拟的方式，将铅笔从平板的A处移动到B处，这时候学生在观察中发现铅笔的情况并没有发生变化。

随后采用铅笔与篮球进行模拟试验，将铅笔竖起从篮球的最高点超前移动，一段紧挨篮球，这时候学生在观察过程中会发现铅笔逐渐变短，而且是下部先消失的，和本体对应的现象相符。就两种不同情况出现的因素进行分析，发现是因为平板跟篮球表面存在比较大的差异性，这时候可以初步认定海面的形状是跟篮球相似的。在该过程中需要说明的是帆船在海面上离我们远去的情况下，船身先消失，随后才是桅杆消失，这也是提出地球形状是球体的重要事实依据，也能将其作为证明地球是圆的的重要依据。但是海面形状与地球形状是球面这一问题并没有得到有效的契合，因为海面仅仅是地球的一个组成部分。这时候就需要寻求更多的观点与证据，对地球是圆的这一观点进行有效的证实。在就地球形状是球体这一观点进行证实的过程中，可以采用以下证据来进行。

1.麦哲伦的环球航行

在1519年葡萄牙航海家麦哲伦就进行了长达三年的海上航行，并且完成了人类历史上第一次环绕地球航行一周的壮举。在顺着一个方向前行之后，麦哲伦最终回到了起点，也就证明了地球其实是球体这一观点。但是采用该明确的历史事件来进行证实时，在逻辑上只能证明地球是一个封闭的曲线，对于地球是球体的证实还缺乏严谨性。在这时候结合上述的实验，就能让地球是球体这一观点的可靠性进一步提升，在这一层面上而言这两个证据处于互补的关系。

2.月食证据

如果说上述的论点就是将观察范围放在地球的本身，那么将月食作为证据，则可以将观察范围放在宇宙上，对地球是球体这一观点进行证实。在公元前6个世纪，古希腊学家毕达哥拉斯就提出了大地是球体的猜想，而在经过了2个世纪的亚里士多德在首次观察月食的过程中，发现了投放在月亮上的影子是弧形的，在此基础上来判断地球是个球体。在采用这一证据来证明地球是球体的观点时，首先需要让學生对月食的形成原因进行了解，这时候教师可以采用多媒体技术来对月食的产生原因进行展示，通过文字解说配合图片的模式，让学生对月食有清晰的了解。

为了使结论的可靠性得到进一步提升，教师可以引导学生参与幻灯光源来模拟太阳，通过在屏幕上展示白色的圆圈来进行完整月球的模拟，这时候可以通过将排球、圆形纸片以及圆柱体三种刀具，对月食的发生过程进行模拟，具体如下图所示。首先需要在幻灯光源A处与屏幕C中间的B位置来进行排球的放置，这时候排球就能在幻灯片仿照范围并发现屏幕上留下的边缘是弧形的，通过该种方式可以证实圆形珠片与圆柱体在合适位置之后，也能在屏幕上留下弧形的边缘。

通过该模拟实践可以看出地球的形状，但是因为在月食发展过程中不管什么时候观察边缘都是弧形的，在基于地球自转这一事实下，可以将上述采用的三种模型进行适当的旋转，在此基础上进行屏幕上边缘形状的观察，结果表明有排球在转动过程中留下的边缘始终是弧形的，这也就说明了地球的形状跟排球最为类似。但是模型并不能直接代表实物，因此通过模拟月食现象的方式，只能作为地形形状是球体的一个证据，只是让这一观点变得更加可靠。第一种辩证证据仅停留在海面上的范围，但是第二种采用的月食辩证则能扩展到地球陆地形状的范畴。如果学生能够发散思维，将观察范围完全脱离地球，在整体上进行地球本体的观察，也能够促进该观点的可靠性得到进一步的提升。

3.宇宙中的地球照片

宇宙中的地球照片，能够让学生对地球的形状有直观的认知。学生通过观察在太空中拍到的地球图片可以发现地球是一个近似球体的星球，其中海洋占据了非常大的比例。通过展示宇宙中的地球照片作为地球是球体的证据似乎非常完美，但是在具体的文本中描述的是地球是一个近似球体的星球，而近似这一措辞，也就对原本地球是球体这一观点提出了质疑。这时候教师可以引导学生思考地球是正球體还是椭圆球体。为了对该问题进一步进行研究，教师可以采用专门的测量工具来进行测量工作，让地球形状是球体这一观点变得更加准确，这时候就能实现定性证据转变为定量证据的过程，帮助学生有效了解该方面内容。

三、地球形状是球体观点的改进

经过了现代科技测量之后，地球是一个两极稍扁、赤道略鼓的球体。它的半径是6378千米，两极方向的半径约为6357千米，仅差0.33%。通过对定量数据进行展示的方式，能够表明地球本身非常接近球体，也是现阶段比较准确的一个科学观念。这时候在进行地球形状的讲解过程中，教师还可以对地球是两极稍扁、赤道略鼓的球体这一观点进行强调，这也是对地球形状是球体这一观点的准确修正。通过进行该观点的修正，能引导学生养成严谨的科学实验习惯，对于学生自身实证意识的提升也有积极的意义。

四、培养学生实证意识的重要意义

随着科学技术的不断发展，地球形状的证据也就变得越来越多，对于器型形状的描述也会变得越来越完善。因此在进行该课程的教学过程中，要求教师把握教学重点，其并非是让学生理解到简单的对与错，而是引导学生采用谨慎的态度来对不同的观点进行论述。通过对各种观点在形成过程中应用到的事实证据进行获取以及合理应用，对地球是球体进行充分的理解。

科学作为认识自然最为有效的一个途径，其根本任务在于对自然界进行深入全面的研究，借此来获取新的知识。通过深入的考核以及实证能够让这些观点的适用性变得更加广泛，从而接近真实的客观事件。

综上所述，实证意识的培养也是初中生教学过程中的重要环节，要求各教师能够在素质教育改革趋势下，对以往的教学模式进行不断的优化与完善，通过课前预设、课堂实施跟课后反馈等方式，让学生自身的实证意识得到充分培养。这样能让学生认识到科学是一个不断完善以及修正的过程中，并形成理性与批判的学科思维，从而促进学生的核心素养得以提升，对于其后续的发展也有着非常重要的意义。

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