物理教学培养学生科学素养的实践策略

王丽军

科学素养是我国学生核心素养的重要组成部分，其培养需要各学科教师共同努力、协同配合。笔者认为，学生通过分科课程的学习已经逐步形成相对稳定的学科核心素养，在此基础上进行有效的学科融合，可以进一步促进学生科学素养的提升。因为实际问题的解决，往往需要综合运用多种学科知识。同时，不同学科教师的学科背景、思维方式不同，针对同一主题进行讲解，可让学生的视野更加宽阔、视角更加多元、思维更加活跃。但在现实教学中，随着年级的升高，课程知识体系愈加复杂，加之长期分科教学，教师的课程整合能力不足，使得学科间的融合制约重重。如何增强课程的统整性、综合性、实践性，加强不同学科教师间的合作？本文以“电动势”的概念教学为例，谈谈在学科教学中培养学生科学素养的策略。

培养学生科学素养的物理教学策略

重视概念教学

概念是科学的细胞。使学生准确理解概念、澄清前概念可能带来的某些误解，不仅有利于学生对知识的把握，也有利于其思维能力的健全发展。概念教学的策略主要有——

其一，创设丰富的物理情景，获取感知，经过思维加工，形成定义。物理概念是客观事物关于物理的共同属性和本质特征在人们头脑中的反映，是客观事物的抽象。对客观事物的展示，对其中共同属性和本质特征的归纳，对于概念的得出非常重要。深入理解非静电力是建立“电动势”概念的基础。教师可以利用大量图片、实物、实验，让学生充分感知电池种类的丰富和内部原理的复杂多样，发现能量转化、各种电源都能移动电荷的共性特点，从而建立物理模型，抽象出非静电力的概念。

其二，加强实验教学。实验可以使学生获得丰富、生动、深刻且更能反映事物共同特征和本质特征的感性认识，培养学生的观察能力、理解能力和思维能力，以及学生学习物理的兴趣。本节课重点设计了五个实验：分析电源和电容、大电容和小电容对小灯泡供电效果的影响因素;展示化学电池、温差电源、光伏电池、电磁发电等不同电源对外电路供电的过程，分析能量转化情况;测量锌铜干电池、不同容量干电池、旧电池、水果电池的电动势，分析得出电动势与哪些因素有关;演示用电动势差不多的干电池和水果电池为小燈泡供电的效果;外电路变化时端电压的变化。

其三，对待同一个问题从不同的维度进行思考，建立模型。在概念学习中，学生如果能主动从各种渠道获取信息，拓展知识面，可以促进知识的融合渗透，培养综合运用知识、跨学科探索问题和解决问题的能力。本节课由化学教师讲授化学电池的工作原理，简单介绍干电池、氢氧燃料电池、锌汞电池、蓄电池等电池内部的物理化学作用;物理教师以“锌铜原电池”为例讲解为什么两极会有电势差，通过整合物理、化学知识，让学生深入了解了几种化学电池内部的工作原理，解决了学生的困惑、问题，同时培养了学生学科融合意识和跨学科学习能力。

其四，联系实际，在问题解决中加深对概念的理解。例如，列举生活中的事例：用100F的电容为小灯泡供电，小灯泡也可以发光很长时间。以此向学生说明，为小灯泡提供电流的时间长短和电容有关，进而引导学生理解：电容和电源具有储存能量和释放能量的相同点，其不同点是内部结构不同，对电路的影响不同。此外，教师还可以引导学生了解科技的发展，激发学生对科技的兴趣，使学生认同“科学改变并服务人类生活”的观念。

重视教学方法

在物理教学中，教师要通过某种典型事例，引导学生学会从具体到抽象的方法，如各种电源都能移动电荷做功这一共同点，可以抽象出非静电力的概念。这种抽象在日常生活中并不少见。例如，世界上并没有什么“水果”，真正有的是苹果、香蕉、柑橘、梨等，水果是一个比它们都抽象的概念，因而也是比它们更高一个层次的概念。在“电动势”一课的教学中，为了帮助学生建构正确的概念，笔者多次用到类比的办法，并参照学生可观察到的事物或曾有的体验加深其理解。

重视学科整合

学科整合，可以让教师在交流中、在讲解本学科知识的基础上，不断理解其他学科的知识，构建更加丰满、立体的知识体系;有利于教师提升专业素养，打破学科思维局限，树立学习研究意识。从这个角度说，学科整合首先要求教师之间进行有效沟通、交流，提高科学素养。课后，笔者面向学生做了问卷调查，其中一个问题是，这节课你印象最深的是什么。学生们反馈较多的有：“实验加深了我们对知识的理解。”“不同学科之间知识的交叉渗透，对各种电池的介绍，这样上课，生动有趣，十分新颖。”“各学科互相联系，建构了知识桥梁，可以使知识更牢固。”……从学生们的回答可以看到，他们对这种方式是比较认可的。有几个学生下课后还主动和教师探讨温差电池的原理，并打算将温差电池作为课题进行深入研究。

开展融合教学的收获和体会

笔者和参与做课的化学教师在研究和备课的过程中多次交流，对交叉问题的认识越来越清楚，对与生活实际相联系的问题也有了进一步的了解。这是一个师生共同进步的过程。但对这种做法，笔者也听到了一些质疑的声音——

一种是“物理课就应该讲物理学的知识，化学课就应该讲化学课的知识，整合是学生学习多学科内容后自己的事”。对此，笔者认为，如果教师没有整合的意识和能力，只站在本学科的角度研究问题，不了解其他学科如何讲，讲解的内容和层次只能在低水平上徘徊。这种讲授的结果往往是，一部分聪明的孩子可能通过自己研究学习，最终将学科间的知识整合到一起，但相当一部分孩子根本没有整合的意识和能力，认为化学反应就是化学反应，电势跃升就是电势跃升，这两者没有什么关系。

另一种是“有没有必要把学科之间的界限划分得这么严格”？事物本是一个整体，因为有了不同的学科，有了分科教学，不同的学科研究问题的角度、建构的思维模型不同。从教育的角度看，我们在知识教学的过程中最重要的是培养“全面发展的人”，而不仅仅是让学生掌握一个个具体的知识点。所以，在实际教学中，为什么不可以把课堂的边界扩展一些、课程的边界淡化一些，和其他学科“走动”一下？

还有一种是“高考对于这部分的考查不是很难，有没有必要花这么大的精力去建构知识？通过练习，让学生会做题就可以了”。笔者的想法是，“题海战术”对于提高升学率是有效的，为了应付考试，很多学生通过机械识记可能知道物理概念的定义、公式，但他们可能根本不理解概念本身。而且这种教学方法会扼杀学生的主动性和创造性。科学素养不是一朝一夕能够形成的，需要在各学科，在每一个知识教学、每一个问题设计中循序渐进地培养，需要学生内化为对科学的热爱、对科学研究的兴趣，掌握科学规范的研究方法，养成有逻辑、有深度的思维方式，树立严谨认真的科学态度。这对于教师来说是一个永恒的研究课题。