物理教學(xué)中“科學(xué)態(tài)度與責(zé)任”培養(yǎng)策略初探

楊雨雨 黃樹(shù)清

摘要：在新一輪的物理教學(xué)改革中，核心素養(yǎng)成為教育工作者關(guān)注的熱點(diǎn)。但很多教師往往更加注重學(xué)生物理觀念、科學(xué)思維、實(shí)驗(yàn)探究素養(yǎng)的培養(yǎng)，而容易忽視科學(xué)態(tài)度與責(zé)任感的培養(yǎng)。本文在介紹科學(xué)態(tài)度與責(zé)任素養(yǎng)定義的基礎(chǔ)上結(jié)合物理教學(xué)，提出了一些提升學(xué)生科學(xué)態(tài)度與責(zé)任感的策略。

關(guān)鍵詞：核心素養(yǎng)；物理教學(xué)；科學(xué)本質(zhì)；單擺

高中物理學(xué)科核心素養(yǎng)主要包括物理觀念、科學(xué)思維、實(shí)驗(yàn)探究、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任感四個(gè)方面。但在制定教學(xué)目標(biāo)時(shí)，教師往往比較容易關(guān)注到對(duì)于學(xué)生物理觀念、科學(xué)思維和實(shí)驗(yàn)探究素養(yǎng)的培養(yǎng)，而較容易忽視對(duì)于“科學(xué)態(tài)度與責(zé)任”的培養(yǎng)，相關(guān)的教學(xué)研究也較少。本文基于此提出一些在教學(xué)中對(duì)于學(xué)生“科學(xué)態(tài)度與責(zé)任”培養(yǎng)的一些策略，以期能為優(yōu)化高中物理課堂教學(xué)提出一些建議?！翱茖W(xué)態(tài)度與責(zé)任”素養(yǎng)是指，了解科學(xué)的本質(zhì)，具有科學(xué)的探索精神和實(shí)驗(yàn)精神，擁有社會(huì)責(zé)任感。在物理教學(xué)中，我們可以通過(guò)聯(lián)系物理學(xué)史、物理實(shí)驗(yàn)和現(xiàn)代科技，創(chuàng)設(shè)物理情境幫助學(xué)生建構(gòu)知識(shí)的同時(shí)，樹(shù)立正確的科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任感。

一、 學(xué)習(xí)物理學(xué)史了解科學(xué)本質(zhì)

科學(xué)的本質(zhì)主要包括科學(xué)知識(shí)、科學(xué)過(guò)程與方法以及科學(xué)事業(yè)等。物理學(xué)的發(fā)展經(jīng)歷了許多曲折的過(guò)程。許多科學(xué)家為物理學(xué)的發(fā)展做出了巨大的貢獻(xiàn)，在物理教學(xué)中，通過(guò)學(xué)習(xí)物理學(xué)史，學(xué)生可以了解物理的文化和發(fā)展，學(xué)習(xí)科學(xué)家研究物理問(wèn)題的科學(xué)方法、科學(xué)研究的過(guò)程，能夠更為透徹的理解科學(xué)本質(zhì)。

例如，在“單擺的運(yùn)動(dòng)”一課教學(xué)中，呈現(xiàn)伽利略在不同階段對(duì)單擺的研究。通對(duì)這一史實(shí)的學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠更為透徹的理解伽利略對(duì)此的研究過(guò)程、方法以及成果，除了學(xué)習(xí)到了科學(xué)知識(shí)，還認(rèn)識(shí)到了研究科學(xué)的過(guò)程和方法。

伽利略對(duì)單擺的研究，源于一次在教堂看到了教堂的拱頂?shù)牡鯚羰艿斤L(fēng)吹來(lái)回?cái)[動(dòng)，而且來(lái)回?cái)[動(dòng)的時(shí)間似乎是相等的。通過(guò)比較脈搏跳動(dòng)的時(shí)間，他發(fā)現(xiàn)吊燈來(lái)回?cái)[動(dòng)的時(shí)間是相等的。接著善于思考的伽利略又冒出一個(gè)疑問(wèn)，如果風(fēng)力變大吊燈擺得高了一些，每一次擺動(dòng)的時(shí)間還相等嗎？之后他首先進(jìn)行了猜想：可能擺動(dòng)的角越大，吊燈的質(zhì)量越大，擺動(dòng)的時(shí)間越長(zhǎng)。為了驗(yàn)證這一猜想，他用一根細(xì)線和鐵球做成一個(gè)擺，替代吊燈進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。最后發(fā)現(xiàn)只要保持足夠小的偏角，對(duì)于同樣擺長(zhǎng)的擺，即使鐵球的質(zhì)量、擺動(dòng)的幅度不等，來(lái)回?cái)[動(dòng)的時(shí)間卻是相等的，這在物理學(xué)中叫作“擺的等時(shí)性原理”。伽利略還利用這一規(guī)律，制作了用于醫(yī)學(xué)的脈搏計(jì)。

歸納伽利略科學(xué)研究的過(guò)程和方法：觀察——分析——猜想——實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證——總結(jié)規(guī)律。提示學(xué)生課后開(kāi)展研究活動(dòng)，閱讀科學(xué)家傳記的科普讀物，了解科學(xué)家的生活以及研究經(jīng)歷，了解科學(xué)家們專(zhuān)研物理的科學(xué)態(tài)度和科學(xué)方法，學(xué)習(xí)科學(xué)家們勇于探索的科學(xué)精神和奉獻(xiàn)精神。

二、 實(shí)驗(yàn)探究培養(yǎng)科學(xué)的探索和實(shí)驗(yàn)精神

實(shí)驗(yàn)是物理教學(xué)中的重要組成部分，若我們能在物理教學(xué)中創(chuàng)設(shè)有趣的實(shí)驗(yàn)情境，讓學(xué)生參與其中，不僅能增加學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣，使學(xué)生積極主動(dòng)地參與學(xué)習(xí)，還可以在這個(gè)過(guò)程中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和實(shí)踐能力。還可通過(guò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的探索精神和實(shí)驗(yàn)精神。

例如，在“單擺”這節(jié)課的教學(xué)中對(duì)于單擺周期的探究，可讓學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，親自參與實(shí)驗(yàn)情境，經(jīng)歷實(shí)驗(yàn)過(guò)程，探索科學(xué)規(guī)律，了解和學(xué)習(xí)科學(xué)探究的方法。

實(shí)驗(yàn)活動(dòng)1：在課堂中給出實(shí)驗(yàn)器材，學(xué)生根據(jù)自己的猜想與假設(shè)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，選出適合自己的實(shí)驗(yàn)器材小組合作完成實(shí)驗(yàn)。對(duì)于單擺周期與什么有關(guān)找出變量，限定變量再設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)控制變量，探究影響單擺周期的因素。通過(guò)比較不同的小球?qū)τ谕瑯娱L(zhǎng)度的擺長(zhǎng)的運(yùn)動(dòng)周期，學(xué)生可以發(fā)現(xiàn)單擺的運(yùn)動(dòng)周期與小球的質(zhì)量無(wú)關(guān)。根據(jù)對(duì)同一小球在不同擺長(zhǎng)下的數(shù)據(jù)處理，學(xué)生可以直觀的了解到單擺的運(yùn)動(dòng)周期T的二次方與擺長(zhǎng)成正比。

這樣一來(lái)，學(xué)生對(duì)單擺周期與擺長(zhǎng)的關(guān)系，不再只是來(lái)自于科學(xué)提出的關(guān)系，而是自己親身經(jīng)歷、親自通過(guò)實(shí)驗(yàn)探索得到的。這也提示學(xué)生對(duì)待未知的事物，我們需要具有科學(xué)探索和實(shí)驗(yàn)精神，任何事物都要經(jīng)過(guò)事實(shí)的檢驗(yàn)，才會(huì)成為真正的知識(shí)，只有經(jīng)過(guò)自己實(shí)際的檢驗(yàn)，才會(huì)真正成為自己的知識(shí)。

三、 利用科技發(fā)展成果培養(yǎng)社會(huì)責(zé)任感

現(xiàn)代科技的發(fā)展不僅僅為我們的生活帶來(lái)了很大的益處，也為我們平時(shí)的教學(xué)提供了豐富的素材。我們?cè)谏钪幸e極關(guān)注科學(xué)、技術(shù)、環(huán)境的聯(lián)系，挖掘教學(xué)資源，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，努力體現(xiàn)物理教學(xué)立德樹(shù)人的作用。

例如，對(duì)單擺的回復(fù)力的分析，向?qū)W生拋出問(wèn)題“如果小不受重力小球會(huì)如何運(yùn)動(dòng)”。學(xué)生通過(guò)受力分析可以判斷出，小球會(huì)做圓周運(yùn)動(dòng)，但學(xué)生對(duì)這一物理現(xiàn)象的理解是抽象的。如果能結(jié)合實(shí)際實(shí)驗(yàn)，學(xué)生對(duì)這一現(xiàn)象的理解就會(huì)更加理性和透徹。而在現(xiàn)實(shí)生活中我們是很難完成這種不受重力影響的實(shí)驗(yàn)的，但這個(gè)時(shí)候我們就可以利用多媒體設(shè)備，播放宇航員王亞萍在“天宮一號(hào)”所做的單擺實(shí)驗(yàn)，學(xué)生可以直觀地看到“單擺”在太空中做圓周運(yùn)動(dòng)。這將會(huì)使他們對(duì)自己的猜想產(chǎn)生肯定的心理，也會(huì)使他們對(duì)物理學(xué)的推理和物理規(guī)律更加的有信心。

“天宮一號(hào)太空授課”不僅展示了太空中的“單擺”運(yùn)動(dòng)，還演示了其他的一些物理實(shí)驗(yàn)在無(wú)重力環(huán)境下的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。安排學(xué)生課后進(jìn)行調(diào)查研究活動(dòng)，了解天空一號(hào)的發(fā)射歷程，觀看“天空一號(hào)太空授課”的完整片斷。這樣便可將課上的學(xué)習(xí)延伸到課后，一方面可以讓學(xué)生了解到不同的環(huán)境下物理實(shí)驗(yàn)的不同現(xiàn)象，增加他們對(duì)相關(guān)的物理知識(shí)的理解。另一方面學(xué)生了解我國(guó)科技發(fā)展，感受我國(guó)在科技領(lǐng)域取得的重大成就，激發(fā)他們的愛(ài)國(guó)精神，也讓學(xué)生意識(shí)到自己作為一名中華兒女肩負(fù)著中華民族偉大復(fù)興的歷史責(zé)任，有利于培養(yǎng)學(xué)生的愛(ài)國(guó)情懷和社會(huì)責(zé)任感。

本文提出了在物理教學(xué)中提升“科學(xué)態(tài)度與責(zé)任”素養(yǎng)的一些例子，但培養(yǎng)學(xué)生的“科學(xué)態(tài)度與責(zé)任感”不是一節(jié)課或幾節(jié)課的教學(xué)就能夠?qū)崿F(xiàn)的，素養(yǎng)及能力的形成是一個(gè)長(zhǎng)期的過(guò)程，這需要我們的老師做出更多的努力。

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作者簡(jiǎn)介：

楊雨雨，黃樹(shù)清，福建省福州市，福建師范大學(xué)物理與能源學(xué)院。