朱傳華

摘?要：引領學生正確認識科學本質是《課程標準》明確提出的目標之一。本文以蘇科版《物理》第七章《從粒子到宇宙》第1、2兩節(jié)的教學為例，介紹了科學本質教育的實施方法。即通過讓學生體驗科學探究，并在探究活動中預設關鍵問題，引發(fā)學生深層次思考，讓學生在動手與動腦中既學習了科學知識，又領悟了科學本質。

關鍵詞：科學本質;課堂教學;科學探究;科學方法;分子模型

中圖分類號：G633.7文獻標識碼：A ????文章編號：1992-7711（2018）24-069-2

科學的本質是真理體系，是認識世界的實踐方法?？茖W原先是指“分科而學”的意思，后指將各種知識通過細化分類（如數學、物理、化學等）研究，形成逐漸完整的知識體系。它是關于發(fā)現發(fā)明創(chuàng)造實踐的學問，是人類探索研究感悟宇宙萬物變化規(guī)律的知識體系的總稱。

一、融入科學本質觀的教學案例

筆者一直嘗試將科學本質觀教育融入到物理課堂教學中，下面以蘇科版初中物理教材第七章《從粒子到宇宙》第1、2節(jié)的兩個探究活動的教學為例，談談科學本質教育的實施。

1.分子動理論

第一節(jié)《走進分子世界》分子動理論中，教材首先介紹了“科學家常根據觀察到的現象提出物質結構模型的猜想，再收集證據來檢驗自己的猜想，試圖弄清楚物質的內部結構”這一研究方法，然后通過兩個活動觀察到的現象來選擇一種模型。

活動1.用素描炭筆在紙上畫一條線，再用放大鏡或低倍顯微鏡仔細觀察，你看到了什么現象？

活動2.如圖所示，向一端封閉的玻璃管中注水至一半位置，然后再注入酒精直至充滿。封閉管口，將玻璃管反復翻轉，使水和酒精充分混合，觀察液面的位置?；旌虾笏途凭目傮w積（大于/等于/小于）混合前水和酒精的總體積。

活動1用類比的方法使學生認識到宏觀上看起來連續(xù)的物體在微觀層面上可以是不連續(xù)的，活動2讓學生認識到微粒之間有空隙。所以學生在教材給出的3個模型中很容易做出選擇“模型3 物質是由微粒組成的，微粒之間有空隙?！?/p>

活動反思：活動2中為什么先注入水后注入酒精？

生：水的密度比酒精大，如果先注入酒精，再注入水后水下沉就會自動和酒精混合，因而無法記錄混合前的總體積。

師：科學家把保持物質化學性質的最小微粒稱為分子。

結論1：常見物質是由大量分子組成的，分子間有空隙。

師：分子會運動嗎？你的猜想是什么？有什么依據證明你的猜想？

生：回家能聞到飯菜的香味，春天能聞到花的香味，說明分子是運動的。

生：你的例子能說明氣體分子是運動的，但不能說明液體和固體分子是否運動。

師：演示紅墨水在水中的擴散。

生：這說明液體的分子也在運動，但固體分子肯定不在運動，因為如果固體分子也在運動，那固體可能就會散掉了。

師：科學家曾做過一個實驗，將鉛板和金板壓在一起，放置三年后，金板上滲入一些鉛，鉛板上滲入一些金，說明了什么？

生：組成鉛和金的分子也在運動，原來固體的分子也在運動。

生：我想起來了，一次我們班黑板報放暑假前沒擦掉，開學后就發(fā)現很難擦掉，是不是也能說明固體分子在運動。

師：你說得非常好！大家還能舉出生活中其他能證明分子在運動的例子嗎？

學生舉例。

結論2：分子處在永不停息的無規(guī)則運動中。

師：大家對我們的結論有沒有什么疑問？

生：我的問題還沒解決，固體分子在運動的話，固體為什么沒有散掉呢？

師：問得好！我們來看一個實驗。演示將兩個鉛塊切平后相互緊壓，將一個懸掛起來，另一個不僅不會掉下來，還能在下面懸掛鉤碼。

生：原來分子之間能相互吸引，怪不得不會散掉。

結論3：分子間存在吸引力。

師：大家覺得我們的結論有矛盾的地方嗎？

生：有！分子間存在吸引力，為什么還會有空隙呢？吸引力怎么沒有將分子聚在一起呢？

師：很好的問題！大家有沒有什么辦法可以解釋或者提出新的觀點來解釋這個問題呢？

學生表示為難。

師出示一個模型，兩個乒乓球中間固定一根被壓縮的彈簧和一根被拉長的橡皮筋，示意圖如圖所示。大家對照這個模型能解釋分子間為什么有空隙嗎？

生：橡皮筋被拉長了，所以會產生一個向中間的拉力，但中間還有一根彈簧，橡皮筋向中間拉的時候使彈簧發(fā)生了收縮，所以又會產生一個向兩側的推力，當這兩個力相等的時候，兩個乒乓球之間就可以保持一定的距離且距離不會改變。

師：你回答的太好了！分子間確實還有一種向外推的力，我們把這種力叫做排斥力。所以結論3可以補充為：分子間存在吸引力，同時存在排斥力。（說明：本模型是為幫助學生理解分子間吸引力和排斥力同時存在而設計，僅能模擬分子間距離變大時表現出吸引力，分子間距離減小時表現出排斥力，但并不能準確反映分子間作用力大小和分子間距離的關系）

師：常見物質是由大量分子組成的，那么同種物質為什么會處在不同的狀態(tài)呢？比如水是由水分子組成，它有時處于固態(tài)，有時處于液態(tài)或氣態(tài)，不同狀態(tài)下，水分子之間有什么區(qū)別呢？閱讀教材“讀一讀 用分子模型解釋固體、液體和氣體的性質”，嘗試自己解釋。

2.探究帶電體間的相互作用

第二節(jié)《靜電現象》“活動7.5探究帶電物體間的相互作用”中，教材設計了用絲綢摩擦過的有機玻璃棒和用毛皮摩擦過的橡膠棒兩兩相互靠近的實驗，然后提出問題“通過上述觀察，你對摩擦起電的電荷種類能說出什么看法？”最終得出物體相互摩擦所帶的電荷只有兩種，并得出同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引的結論。但教材的探究實驗中僅有兩種帶電體，結論的得出不具有普遍性，所以筆者在教學過程中，在實驗中增加了帶電體的種類，使實驗結論更具有普遍性。

實驗設計：絲綢與有機玻璃棒摩擦后將絲綢和有機玻璃棒作為兩個帶電體，毛皮和橡膠棒摩擦后毛皮和橡膠棒作為兩個帶電體，與頭發(fā)摩擦后的塑料尺作為帶電體，共得到五個帶電體，將這五個帶電體分別兩兩相互靠近，觀察并記錄現象，并討論，你能發(fā)現什么？對帶電體所帶的電荷種類，你有什么看法？

生1：同種帶電體相互靠近時都是排斥的。

生2：那是不是可以將相互排斥的帶電體帶的電荷看成同一類的？

生3：那相互吸引的帶電體所帶的電荷是不是就可以看成不是同一類的？

生4：那我們可以根據相互作用的現象將五個帶電體進行分類了，玻璃棒以及和它相互排斥的毛皮可以分為一類，它們所帶的電荷相同;橡膠棒以及和它相互排斥的絲綢、塑料尺可以分為一類，它們所帶的電荷相同。

學生通過分析實驗現象并討論發(fā)現帶電體所帶的電荷可以分為兩類，并且得出同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引的結論。

二、科學本質教育的實施方法建議

1.體驗科學探究，領悟科學本質

科學探究是課程改革的核心理念，既是學生的學習目標，又是重要的教學方式。其目的是讓學生經歷與科學工作者相似的探究過程，主動獲取物理知識，領悟科學探究方法，發(fā)展科學探究能力，體驗科學探究的樂趣，養(yǎng)成實事求是的科學態(tài)度和勇于創(chuàng)新的科學精神[1]。如在上面分子動理論探究活動中，“用素描炭筆在紙上畫一條線，再用放大鏡觀察”這一探究活動用類比的方法使學生認識到宏觀上看起來連續(xù)的物體在微觀層面上可以是不連續(xù)的。再如在“探究帶電物體間的相互作用”實驗之后，學生在分析實驗現象，討論實驗結論的過程中領悟了歸納法的科學方法。

2.預設關鍵問題，引發(fā)科學思考

分子動理論模型的構建過程中，教師以問題為導向，通過預設一定有層次的關鍵問題，層層追問，引發(fā)學生的深入思考，讓學生對現有知識進行大膽質疑，發(fā)現矛盾，引發(fā)思維碰撞，從而進一步發(fā)現新的知識，并使原有知識體系實現自洽、不斷完善或建立起新的知識體系。學生在這一過程中能逐漸感悟到科學的本質：科學模型、定律、機制和理論解釋自然現象;科學知識假設自然系統(tǒng)中有次序和一致性;科學有質疑，科學有探究，科學有實證。

在平時的教學中，我們不僅要讓學生學習科學知識，也要讓學生學習到關于科學的知識，在關于科學本質的教學法方法上應將多種方法結合起來，在情境中呈現科學本質，在反思中討論科學本質，以“潤物細無聲”的方式讓學生領悟科學的本質。

[參考文獻]

[1]中華人民共和國教育部.義務教育物理課程標準（2011年版）[M].北京：北京師范大學出版社，2012.