文/趙丹丹

引 言

科學(xué)態(tài)度與責(zé)任素養(yǎng)是物理學(xué)科核心素養(yǎng)內(nèi)容維度的構(gòu)成之一，是學(xué)生物理學(xué)習(xí)中所應(yīng)具備的關(guān)鍵能力，同時也是教師在物理學(xué)科教學(xué)中重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生的素養(yǎng)內(nèi)容之一。在學(xué)生科學(xué)態(tài)度與責(zé)任素養(yǎng)培養(yǎng)過程中，實(shí)驗(yàn)是一種有趣且有效的手段。本文將圍繞實(shí)驗(yàn)與學(xué)生的科學(xué)態(tài)度與責(zé)任素養(yǎng)能力培養(yǎng)展開探討。

一、物理實(shí)驗(yàn)和科學(xué)態(tài)度與責(zé)任素養(yǎng)培養(yǎng)的關(guān)系

科學(xué)實(shí)驗(yàn)是物理教材中的重要內(nèi)容。實(shí)驗(yàn)的價值在于印證物理原理，探究物理現(xiàn)象，分析物理知識[1]。物理實(shí)驗(yàn)和科學(xué)態(tài)度與責(zé)任素養(yǎng)培養(yǎng)之間的關(guān)系是密不可分、相互促進(jìn)的。首先，物理實(shí)驗(yàn)?zāi)軌驇椭鷮W(xué)生建立科學(xué)態(tài)度，即通過物理實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析來深化學(xué)生對其中物理知識的科學(xué)認(rèn)知；其次，科學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)軌驇椭鷮W(xué)生掌握科學(xué)方法，建立對科學(xué)態(tài)度與責(zé)任素養(yǎng)的具象化認(rèn)知。

二、新時期物理實(shí)驗(yàn)中對科學(xué)態(tài)度與責(zé)任素養(yǎng)關(guān)注的情況

在新課程改革背景下，初中物理學(xué)科中的實(shí)驗(yàn)無論在數(shù)量還是重要性方面都有所提高。對此，物理教師對物理學(xué)科的實(shí)驗(yàn)給予了極大的關(guān)注。例如，教師將科學(xué)態(tài)度與責(zé)任素養(yǎng)的內(nèi)容納入物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)，并在具體的物理實(shí)驗(yàn)中提醒學(xué)生、引導(dǎo)學(xué)生形成科學(xué)態(tài)度與責(zé)任素養(yǎng)。但是從科學(xué)態(tài)度與責(zé)任素養(yǎng)的培養(yǎng)效果來看，目前依然有較大的進(jìn)步空間。教師需要進(jìn)一步研究物理實(shí)驗(yàn)，將科學(xué)態(tài)度與責(zé)任素養(yǎng)滲透到物理實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)、組織、解析、評價和拓展中，讓學(xué)生潛移默化地形成科學(xué)態(tài)度與責(zé)任素養(yǎng)[2]。

三、基于科學(xué)態(tài)度與責(zé)任素養(yǎng)培養(yǎng)的物理實(shí)驗(yàn)開展對策

（一）設(shè)計(jì)物理實(shí)驗(yàn)，讓科學(xué)態(tài)度與責(zé)任素養(yǎng)培養(yǎng)生動化

合理設(shè)計(jì)的物理實(shí)驗(yàn)是提高學(xué)生科學(xué)態(tài)度與責(zé)任素養(yǎng)培養(yǎng)效果的前提與基礎(chǔ)。換言之，一個能夠培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)態(tài)度與責(zé)任素養(yǎng)的實(shí)驗(yàn)都是需要完善設(shè)計(jì)的。這其中的內(nèi)涵是比較廣的，如物理實(shí)驗(yàn)主題的選擇、物理實(shí)驗(yàn)素材的選定、物理實(shí)驗(yàn)過程的規(guī)劃、物理實(shí)驗(yàn)展示的方法等，這些都是教師在設(shè)計(jì)物理實(shí)驗(yàn)時需要掌握和關(guān)注的細(xì)節(jié)內(nèi)容[3]。同時，教師在設(shè)計(jì)物理實(shí)驗(yàn)時，一方面要貼合所學(xué)的章節(jié)內(nèi)容和教學(xué)大綱的規(guī)定，即物理實(shí)驗(yàn)要和所學(xué)章節(jié)中的物理知識、物理原理、物理現(xiàn)象密切相關(guān)，這樣才能夠發(fā)揮物理實(shí)驗(yàn)的正向作用；另一方面要結(jié)合實(shí)際情況，如實(shí)驗(yàn)素材要容易找尋、時間長度要合理、難度要適中、實(shí)驗(yàn)安全性要高等，從而提高物理實(shí)驗(yàn)的可操作性?？傊?，在設(shè)計(jì)物理實(shí)驗(yàn)方面，教師一定要以科學(xué)態(tài)度與責(zé)任素養(yǎng)為導(dǎo)向，以物理實(shí)驗(yàn)為載體，以學(xué)生為主體，充分發(fā)揮物理實(shí)驗(yàn)在學(xué)生科學(xué)態(tài)度與責(zé)任素養(yǎng)培養(yǎng)中的價值和效用。

例如，在教學(xué)“汽化和液化”時，為了讓學(xué)生更生動、真實(shí)、具體地理解汽化和液化的內(nèi)涵，教師就可以設(shè)計(jì)相關(guān)物理實(shí)驗(yàn)。汽化和液化是生活中常見的物理現(xiàn)象，基于調(diào)動學(xué)生的好奇心，降低學(xué)生對物理學(xué)習(xí)的排斥感，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度與責(zé)任素養(yǎng)等目的考量，教師可以設(shè)計(jì)“水的沸騰”的物理實(shí)驗(yàn)。

這一實(shí)驗(yàn)取材方便（如紙板、溫度計(jì)、酒精燈、水等）、操作簡單（將燒杯注滿一定毫升的水之后放在鐵架臺上，并用酒精燈加熱燒杯底部）、實(shí)驗(yàn)耗時短，而且實(shí)驗(yàn)過程中的汽化、液化現(xiàn)象比較直觀（燒杯中的水被加熱沸騰之后就會出現(xiàn)汽化和液化現(xiàn)象），同時該實(shí)驗(yàn)的危險性比較小，學(xué)生完全可以作為實(shí)驗(yàn)操作主體參與其中。

（二）參與物理實(shí)驗(yàn)，讓科學(xué)態(tài)度與責(zé)任素養(yǎng)培養(yǎng)趣味化

教師組織和實(shí)施物理實(shí)驗(yàn)的目的是以物理實(shí)驗(yàn)為媒介，指導(dǎo)學(xué)生更深入地理解物理現(xiàn)象、物理原理等，因此物理實(shí)驗(yàn)的參與對象和主體必然是學(xué)生[4]。只有充分把握學(xué)生中心論，讓學(xué)生全程參與到物理實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生的物理實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?、科學(xué)研究能力、科學(xué)態(tài)度、科學(xué)知識等才能夠得到有效培養(yǎng)。因此，在物理實(shí)驗(yàn)中，教師一定要注重調(diào)動學(xué)生的參與積極性。首先，在物理實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，教師要重視對學(xué)生意見、創(chuàng)意的征求，以豐富物理實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)設(shè)內(nèi)容。其次，在具體的物理實(shí)驗(yàn)操作方面，學(xué)生更要參與其中，在物理實(shí)驗(yàn)中探索物理知識的奧秘，印證物理原理?；诖耍瑢W(xué)生的科學(xué)態(tài)度與責(zé)任素養(yǎng)將得到有效的培養(yǎng)。在學(xué)生參與物理實(shí)驗(yàn)的過程中，教師的作用是組織、指導(dǎo)和啟發(fā)。其中，組織指的是確保整個物理實(shí)驗(yàn)過程有序進(jìn)行；指導(dǎo)指的是做好物理實(shí)驗(yàn)步驟和環(huán)節(jié)的銜接，并為遇到實(shí)驗(yàn)困難或困惑的學(xué)生提供答疑服務(wù)；啟發(fā)指的是教師要以科學(xué)態(tài)度與責(zé)任素養(yǎng)為導(dǎo)向來喚起學(xué)生對物理實(shí)驗(yàn)的深入體驗(yàn)和感知，如哪個實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)印證了科學(xué)方法、哪個實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)是科學(xué)知識的體現(xiàn)等，這些都是教師要做的工作。

例如，在教學(xué)“觀察光的傳播途徑”時，教師結(jié)合學(xué)生的反饋——喜歡簡單、直觀、趣味性的物理實(shí)驗(yàn)，和有關(guān)本節(jié)光傳播途徑的相關(guān)物理知識，就可以設(shè)計(jì)與組織有關(guān)光傳播的物理實(shí)驗(yàn)。即準(zhǔn)備激光筆、玻璃磚（或具有一定厚度的均勻玻璃塊）、玻璃水槽三個實(shí)驗(yàn)設(shè)備。這三種器材比較容易獲得，而且不具備危險性，操作簡單，學(xué)生完全可以參與進(jìn)來。在具體實(shí)驗(yàn)的過程中，教師為學(xué)生劃分實(shí)驗(yàn)小組，并為每個小組配備一套實(shí)驗(yàn)設(shè)備，并要求每個小組都要親身嘗試操作。具體的操作過程如下：學(xué)生打開激光筆，觀察激光筆的光線在空氣中的傳播途徑，并進(jìn)行記錄。通過上述三種介質(zhì)的論證，學(xué)生可以總結(jié)和提煉其中的物理科學(xué)原理。

（三）剖析物理實(shí)驗(yàn)，讓科學(xué)態(tài)度與責(zé)任素養(yǎng)培養(yǎng)深入化

初中階段的物理實(shí)驗(yàn)已經(jīng)具備了一定的難度系數(shù)，而且實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象比較具象，在實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與現(xiàn)象背后的科學(xué)原理、科學(xué)方法等關(guān)聯(lián)時，需要學(xué)生具備一定的科學(xué)分析能力、歸納總結(jié)能力、信息提取能力、科學(xué)推測能力和科學(xué)思考能力等，但不少學(xué)生是不具備這些能力的。這就需要教師對物理實(shí)驗(yàn)做好剖析，即幫助學(xué)生深入分析物理實(shí)驗(yàn)，揭開物理實(shí)驗(yàn)背后的物理原理、物理基礎(chǔ)知識等[5]。在具體剖析物理實(shí)驗(yàn)過程中，教師要做的主要工作是和學(xué)生進(jìn)行互動，在互動中促進(jìn)學(xué)生科學(xué)態(tài)度與責(zé)任素養(yǎng)的形成。教師可以通過問題互動、游戲互動、示范法、實(shí)操互動等多種方式和學(xué)生進(jìn)行溝通，幫助學(xué)生成為物理實(shí)驗(yàn)的“主人”，讓學(xué)生逐步學(xué)會通過物理實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析其背后的物理理論知識，鍛煉科學(xué)探究能力，形成科學(xué)認(rèn)知態(tài)度，掌握科學(xué)理解方法。培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度與責(zé)任素養(yǎng)并非一朝一夕可以實(shí)現(xiàn)，而是需要教師和學(xué)生不斷努力，即教師要長期性、持續(xù)性地對學(xué)生進(jìn)行指導(dǎo)，而學(xué)生也要不斷地跟隨教師的腳步多分析、多探究，在長期反復(fù)的實(shí)驗(yàn)分析中形成科學(xué)態(tài)度與責(zé)任素養(yǎng)。

例如，在教學(xué)“液體的壓強(qiáng)”時，教師就可以通過帶領(lǐng)學(xué)生剖析物理實(shí)驗(yàn)，以加強(qiáng)對學(xué)生科學(xué)態(tài)度與責(zé)任素養(yǎng)的培養(yǎng)。該實(shí)驗(yàn)主要用到的器材是兩端開口的玻璃圓筒、側(cè)壁開口的玻璃圓筒、橡皮膜、壓強(qiáng)計(jì)、水、鹽水、玻璃棒等。在實(shí)驗(yàn)過程中，教師要指導(dǎo)學(xué)生做好物理實(shí)驗(yàn)的剖析，如“液體的壓強(qiáng)方向有哪些？”“液體內(nèi)部有沒有壓強(qiáng)？”“加入鹽水的液體壓強(qiáng)和單純水的壓強(qiáng)是否一樣呢？”等。這些科學(xué)探究性的問題都是實(shí)驗(yàn)中學(xué)生要研究的“任務(wù)”。教師需要和學(xué)生進(jìn)行溝通和互動，使學(xué)生的科學(xué)態(tài)度與責(zé)任素養(yǎng)得到有效培養(yǎng)。

（四）評價物理實(shí)驗(yàn)，讓科學(xué)態(tài)度與責(zé)任素養(yǎng)培養(yǎng)創(chuàng)新化

評價是以物理實(shí)驗(yàn)提升對學(xué)生科學(xué)態(tài)度與責(zé)任素養(yǎng)培養(yǎng)質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)和手段，也是教師快速總結(jié)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)教學(xué)不足的“捷徑”[6]。在教學(xué)評價方面，教師可以通過多種方式來展開。如物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的課堂觀察與測評，教師可以圍繞學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣情況、學(xué)習(xí)效果等來總結(jié)；也可以課后通過課堂錄像回顧、自我回顧等方式來思索整個課堂教學(xué)，包括科學(xué)態(tài)度與責(zé)任素養(yǎng)培養(yǎng)切入的角度是否恰當(dāng)、學(xué)生對物理實(shí)驗(yàn)是否感興趣、生活資源的運(yùn)用是否有效果等。同時，在獲得教學(xué)總結(jié)后，教師要結(jié)合存在的問題，對后續(xù)的基于物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的對學(xué)生科學(xué)態(tài)度與責(zé)任素養(yǎng)的培養(yǎng)策略做出優(yōu)化和整合，以發(fā)現(xiàn)其中的不足和問題。在評價過程中，教師需要引入多個主體，可以從不同角度獲得對基于科學(xué)態(tài)度與責(zé)任素養(yǎng)培養(yǎng)為導(dǎo)向的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的信息反饋，如學(xué)生與教師之間的互評、學(xué)生自評、學(xué)生與學(xué)生之間的互評等，這些都是反饋物理實(shí)驗(yàn)效果的主體視角，對學(xué)生的科學(xué)態(tài)度與責(zé)任素養(yǎng)培養(yǎng)有促進(jìn)作用。

例如，在“用電壓表測電壓”的實(shí)驗(yàn)中，教師就可以對整個實(shí)驗(yàn)進(jìn)行評價。教師可以與學(xué)生溝通，了解學(xué)生是否能夠理解實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，通過實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象能否發(fā)現(xiàn)其背后的物理結(jié)論。在評價過程中，教師可以讓每個實(shí)驗(yàn)小組對課堂進(jìn)行評價，如通過實(shí)驗(yàn)小組的實(shí)驗(yàn)記錄、實(shí)驗(yàn)小組對有關(guān)“用電壓表測電壓”實(shí)驗(yàn)測試題的答案正確率、實(shí)驗(yàn)小組的口頭評價、隨機(jī)選擇學(xué)生進(jìn)行口頭評價等方式，有效促進(jìn)對學(xué)生科學(xué)態(tài)度和責(zé)任素養(yǎng)的培養(yǎng)。

（五）拓展物理實(shí)驗(yàn)，讓科學(xué)態(tài)度與責(zé)任素養(yǎng)培養(yǎng)有效化

物理實(shí)驗(yàn)是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)態(tài)度與責(zé)任素養(yǎng)的“寶庫”。在物理實(shí)驗(yàn)操作結(jié)束后，教師依然可以對其進(jìn)行知識拓展，以利用其“剩余價值”來提高對學(xué)生科學(xué)態(tài)度與責(zé)任素養(yǎng)的培養(yǎng)質(zhì)量。物理實(shí)驗(yàn)的拓展方式并沒有固定的程式要求，教師需要結(jié)合自身的經(jīng)驗(yàn)和物理實(shí)驗(yàn)類型、物理實(shí)驗(yàn)主題進(jìn)行拓展，以促進(jìn)對學(xué)生科學(xué)態(tài)度的培養(yǎng)。具體來說，教師可以拓展作業(yè)形式，以書面作業(yè)的形式讓學(xué)生對整個物理實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵內(nèi)容做探查和研究，以深化學(xué)生對科學(xué)態(tài)度與責(zé)任素養(yǎng)的理解。教師還可以延展實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生在課下開展類似的實(shí)驗(yàn)操作，以發(fā)散學(xué)生的創(chuàng)新思維和發(fā)散思維。教師可以延展實(shí)踐，指導(dǎo)學(xué)生將物理實(shí)驗(yàn)知識應(yīng)用于生活實(shí)踐中。這一方面可以加深學(xué)生對物理實(shí)驗(yàn)的理解，另一方面可以提高學(xué)生的實(shí)踐能力。

例如，“分解太陽光”實(shí)驗(yàn)旨在印證太陽光并非單純的一種光，而是由多種光色組成的。教師可以通過拓展物理實(shí)驗(yàn)來更有效地培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度與責(zé)任素養(yǎng)。如在實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，教師可以讓學(xué)生利用課堂剩余的時間回顧整個實(shí)驗(yàn)的過程，并寫出100～200 字的實(shí)驗(yàn)心得，包括實(shí)驗(yàn)的步驟、實(shí)驗(yàn)結(jié)論、實(shí)驗(yàn)啟發(fā)、實(shí)驗(yàn)體驗(yàn)等。這一方面加深了學(xué)生對“分解太陽光”的實(shí)驗(yàn)印象，培養(yǎng)學(xué)生的分析能力、總結(jié)能力和科學(xué)方法的歸納能力；另一方面可以培養(yǎng)學(xué)生的反思能力，啟發(fā)學(xué)生對分解太陽光實(shí)驗(yàn)進(jìn)行創(chuàng)新探索。在課堂教學(xué)結(jié)束后，教師還可以為學(xué)生設(shè)計(jì)生活實(shí)踐拓展活動，指導(dǎo)學(xué)生利用課下的時間，利用水霧的折射原理分解太陽光，或利用三棱鏡來分解太陽光，制作漂亮的“人工彩虹”。這不但能夠增強(qiáng)學(xué)生對物理實(shí)驗(yàn)的實(shí)操能力，而且能夠幫助學(xué)生在物理實(shí)驗(yàn)與生活趣味探究中建立關(guān)聯(lián)，做到學(xué)以致用，發(fā)現(xiàn)生活中的物理知識。

結(jié) 語

總之，物理實(shí)驗(yàn)是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)態(tài)度與責(zé)任素養(yǎng)的重要方法。教師在學(xué)生科學(xué)態(tài)度與責(zé)任素養(yǎng)的培養(yǎng)中，可以巧妙設(shè)計(jì)物理實(shí)驗(yàn)，通過設(shè)計(jì)物理實(shí)驗(yàn)、參與物理實(shí)驗(yàn)、剖析物理實(shí)驗(yàn)、評價物理實(shí)驗(yàn)、拓展物理實(shí)驗(yàn)，以實(shí)現(xiàn)科學(xué)態(tài)度與責(zé)任素養(yǎng)培養(yǎng)的趣味化、深入化、創(chuàng)新化、有效化，讓學(xué)生乘著物理實(shí)驗(yàn)的“小舟”駛向“科學(xué)態(tài)度與責(zé)任素養(yǎng)”的彼岸。