基于科学论证的高中物理概念教学实践研究

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新版高中物理课程标准(2017)把科学思维列为物理学科四大核心素养之一,足以说明在物理学科中科学思维的重要性。科学论证作为一种重要的科学思维形式,越来越受到人们的重视。科学论证是以学科知识为中介,以事实和证据为依据,对个人观点和他人观点进行反思、质疑或反驳的思维能力。在物理教学情境下,学生可以利用教师所提供的事实资料,用数据、图像、科学规律等作为证据,通过严密的逻辑推理将证据和观点连接起来。用科学的思维方法揭示物理规律,通过逻辑推理解释个人观点,认识到物理概念是建立在科学事实基础上的,是在大量的科学论证中发展起来的。因此高中物理概念教学要注重培养学生的科学论证能力,使学生深入理解概念的形成过程。本文通过亲身参与课堂观察,了解学生科学论证能力现状,并对如何基于科学论证促进概念教学进行相关研究。首先,了解学生科学论证能力现状,通过在实习学校进行为期两个月的课堂观察,经分析发现学生存在以下问题:(1)科学论证水平较低,不了解科学论证要素;(2)物理学科知识储备不足,无法应用相关的物理概念作为证据;(3)科学逻辑思维能力薄弱,无法准确进行科学推理。其次探讨了基于科学论证的高中物理概念教学的教学策略。针对在课堂观察中所发现的问题可采取如下教学策略:(1)解释科学论证要素,渗透科学论证思想;(2)强化物理知识储备,加深理论应用能力;(3)注重科学论证过程,提升逻辑推理能力。接着构建了基于科学论证的物理概念教学过程,计划通过三轮行动研究,逐步提升学生的科学论证能力。课前要了解学生科学论证水平,对物理概念进行梳理,寻找相关资料;教学中通过问题链等教学策略展开科学论证教学,学生基于大量的科学事实提出科学问题,针对问题表达科学观点,根据资料给出证据,再通过严密的逻辑推理将证据和观点连接起来。课后要对教学进行反思和改进。最后利用行动研究法进行实践研究,对象为海口市某一高中的高二年级一个班的学生,在实践班级实施基于科学论证的物理概念教学。通过课堂记录和录制音频等方式,重点观察8名学生在每轮论证教学后科学论证要素水平的变化情况。结果表明通过基于科学论证的物理概念教学,学生的科学论证行为,比如有理有据的提出观点、有效的收集筛选证据、批判质疑等能力得到增强,并养成良好的科学论证表述习惯。综上所述,基于科学论证的物理概念教学,有利于促进物理概念的形成,提高学生科学论证能力,促进学生科学思维的发展。
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