將科學精神融入物理教學，提高學生的核心素養

江秋萍

摘 要：基于高中物理課堂教學的時間緊迫性，加之教育部今年提出的中國發展核心素養，高中物理課堂教學除了讓學生掌握物理基本知識和規律之外，還應增加一些科學方面的知識，拓寬視野，激發學生對科學的愛好興趣，提高科技創新精神，促進學生的核心素養的發展。

關鍵詞：核心素養；科技制作；科技創新

前不久教育部提出的中國學生發展核心素養。但是在目前的物理教育教學中，迫于高考的壓力和時間的緊迫性，教師比較注重的是教高中的物理知識，學生學完物理規律后再理解和做題應用，并通過考試檢測學生的掌握情況。教師比較少將學生帶出課堂，從生活中尋找物理的身影，導致學生的理論學習和實際科學應用銜接不夠緊密，理論知識的遷移和實際應用能力也不夠理想。核心素養中的一個要點提出，要培養學生的人文底蘊和科學精神。著眼于長遠發展學生的綜合能力，中學物理課堂還應該在教學之余，給學生傳達科技信息和科學前沿的知識，讓學生開闊視野，激發潛能，學有所用。

1 合理選取教育資源，激發學生對科學的追求

在新課教學中，學習到一些物理知識或者單位時，教師可以給學生穿插講一些物理學史的知識，以及一些發明的來歷。比如，學習牛頓運動定律的時候，可以告訴大家牛頓的生平，并且還有關于牛頓的一些有趣的故事。

可介紹牛頓假期，回到母親家里，坐在蘋果樹下思考行星圍繞太陽旋轉的力是從哪里來時，一個蘋果從樹上掉落下來，牛頓受到啟發，他從蘋果落地這一理所當然的現象中找到了蘋果下落的原因——引力的作用，這種來自地球的無形的力拉著蘋果下落，正像地球拉著月球，使月球圍繞地球運動一樣。牛頓在經典力學、光學等方面的貢獻，不僅與他自身的刻苦努力學習有關，還與他的導師巴羅博士有關，牛頓進入劍橋大學時，就慧眼識英才，看中牛頓具有深邃的觀察力、敏銳的理解力，于是把他的所學知識全部傳授給他。牛頓自學能力特別強，他在解析幾何與綜合幾何方面都有貢獻。在教學之中穿插物理學史，也是讓學生學習科學巨人們對科學的執著，激發學生追求科學的熱情。

2 帶領學生走進科技館，讓課堂學習的知識與現代科技融為一體

市科技館中，有一些物理模型也是物理規律的實際應用。比如讓三個籃球分別從三個不同軌道由靜止釋放（如圖1模型），觀察哪個球先到達地面。這三個軌道中，A軌道讓籃球做加速度越來越小的變加速運動，B軌道讓籃球做勻加速直線運動，C軌道讓籃球做加速度越來越大的變加速運動。學生觀察到A軌道的籃球由靜止釋放后最先到達地面，啟發學生思考，這是為什么呢？學生就著學過的運動學知識努力思考原因，最后教師再來總結回答：我們在同一個v-t圖象中分別畫出三條籃球沿不同軌道的運動的速度隨時間變化的圖象，因為三者位移一樣，所以v-t圖象于時間軸所包圍的面積一樣，所以A軌道的運動時間最小，C軌道運動時間最長（如圖2所示）。這個模型在廣東高考題中也出現過，如果可以親自體驗到哪個球下落得更快，對學生從原理上的理解三種運動性質有很大的幫助。

再比如說，市科技館中有一個魚洗（銅盆），學生在學習物理選修3-4《生活中的共振》之前，帶領學生走進科技館進行科學體驗。怎樣讓魚洗里的水產生共振而濺起來呢？學生們躍躍欲試，紛紛挽起袖子開始用手掌摩擦銅盆的兩個耳朵，起初學生摩擦的比較慢，沒有水花濺起，只有銅盆微微振動，隨著摩擦的頻率越高，我們也可以聽到銅盆中發出的嗡嗡聲，只有接近某個頻率時，水花才能濺起來，這時候稍微加快兩手來回摩擦的頻率，水花濺得更高了（如圖3）。有的學生越摩擦越起勁，用更快的頻率來摩擦銅盆的兩個耳朵，結果濺起來的水花又少了，這是什么原因呢？學生們開始討論思考，有的同學借助于網絡查找原因，解決問題。之后教師在教完共振的新課后，教師再來解釋原因：當受迫振動的頻率小于物體的固有頻率時，物體又無法達到共振，振幅比較低；只有當受迫振動的頻率接近或者等于物體的固有頻率時，振幅才很大；超過固有頻率之后，振幅又變小。這個經歷使學生對振幅-頻率曲線有了更加深刻的理解。

3 布置科技制作，激發學生無限潛能

我們學校每年的5月份都會舉行科技節活動，這時候很多學生會將自己平時動手制作的科技作品拿過來參加比賽。記得有一年，比較優秀的作品是簡易3D影像，學生將一位美少女跳舞的視頻，分前后左右四個影像在ipad上播放，ipad平放在一個頂部開口的架子上，屏幕表面朝下。在水平桌面上，放著一個倒立的透明塑料片做成的以正方形為底的四角錐。錐體的頂點正對ipad里播放的視頻四個動畫的正中心點，且每個畫面都可以在透明塑料片形成正立的影像，我們用眼睛在塑料片上觀察，可以看到每個塑料片上都有一個影像，合成起來后形成一個立體的美少女跳舞動態視頻栩栩如生呈現在四角錐中央（如圖4所示）。

通過科技節活動，我們看到很多學生交出自己制作的各種作品，這不僅提高了學生的動手能力，促進學生將理論學習應用于實踐，更是激發學生對新科技的創新，挖掘學生的潛能。

4 選擇恰當時機，組織學生進行科學觀察，認識物理規律

從”超級大月亮”走向天體運動規律。今年11月14日，世界多地出現21世紀以來超級大月亮景觀。教師可以組織學生到天文臺觀察大月亮，并解釋超級大月亮形成的原因。原因是每個月月亮都會經過一次近地點和遠地點，當月亮走到近地點時，恰好又逢滿月，這時月亮距離地球最近，此時月亮將比平時的月亮大14%，外觀非常大而且圓。這時用天文望遠鏡觀察月球表面的環形山也是清晰可見，同時老師也可以向學生介紹我國已經在2013年發射了嫦娥3號衛星進行探月工作，接著相繼還會發射嫦娥四號和五號對月球進行探索。這樣的教學無形中讓學生了解科學前沿，也使得學生對航天事業展開憧憬和追求。

物理是一門具有豐富多彩的科學，如果教師在教學中能穿插科學知識，滲透科學教育精神，激發學生學習科學的興趣，從長遠上看，這將有助于學生的創新思維和科學探究精神，促進學生的全面發展，也是學生獲得成功生活、適應個人終生發展和社會發展的素養所求。