物理核心素養(yǎng)培養(yǎng)

摘 要：《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2017版）》指出：物理學(xué)科核心素養(yǎng)包括“物理觀念”“科學(xué)思維”“科學(xué)探究”和“科學(xué)態(tài)度與責(zé)任”四個(gè)方面.物理觀念是基礎(chǔ)，科學(xué)思維是靈魂，科學(xué)探究是核心，科學(xué)態(tài)度與責(zé)任是關(guān)鍵.物理課堂教學(xué)實(shí)施過(guò)程，教師往往重視前三方面的素養(yǎng)培養(yǎng)，容易忽略“科學(xué)態(tài)度與責(zé)任”這一方面.本文從物理課堂教學(xué)入手，闡述在課堂實(shí)施過(guò)程如何培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度與責(zé)任素養(yǎng).

關(guān)鍵詞：科學(xué)本質(zhì);科學(xué)態(tài)度;科學(xué)責(zé)任

文章編號(hào)：1008-4134（2019）13-0038 中圖分類號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

作者簡(jiǎn)介：陳佳旭（1988-），男，廣東揭陽(yáng)人，本科，中學(xué)一級(jí)教師，研究方向：高中物理學(xué)科教學(xué).

“科學(xué)態(tài)度與責(zé)任”是指在認(rèn)識(shí)科學(xué)本質(zhì)和認(rèn)識(shí)科學(xué)·技術(shù)·社會(huì)·環(huán)境關(guān)系的基礎(chǔ)上，逐漸形成的探索自然的內(nèi)在動(dòng)力，嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真、實(shí)事求是和持之以恒的科學(xué)態(tài)度.“科學(xué)態(tài)度與責(zé)任”主要包括科學(xué)本質(zhì)、科學(xué)態(tài)度、科學(xué)責(zé)任等要素.本文以“示波器的原理”一課作為教學(xué)實(shí)例，闡述如何在課堂教學(xué)上引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)科學(xué)本質(zhì)、樹(shù)立科學(xué)態(tài)度、培養(yǎng)科學(xué)責(zé)任感.

1 追溯原理，認(rèn)識(shí)本質(zhì)

示波器是“帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)”的典型應(yīng)用，示波器的結(jié)構(gòu)如圖1所示.

從金屬絲產(chǎn)生的電子通過(guò)電子槍加速后獲得速度，進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電極，最后打在熒光屏上.教師引導(dǎo)學(xué)生，運(yùn)用已學(xué)帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律知識(shí)，推理得出粒子在電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)量l與U成正比.當(dāng)偏轉(zhuǎn)電極之間未加電壓，電子束從電子槍射出后沿直線傳播，打在熒光屏中心，產(chǎn)生亮斑.偏轉(zhuǎn)電極加上待顯示信號(hào)電壓后，出射電子束產(chǎn)生偏轉(zhuǎn);偏轉(zhuǎn)電極通常接入儀器自身產(chǎn)生的鋸齒形電壓（圖2），稱為掃描電壓.施加掃描電壓后，電子束產(chǎn)生偏轉(zhuǎn);掃描電壓與信號(hào)電壓周期相同時(shí)，熒光屏產(chǎn)生穩(wěn)定圖象.依據(jù)科學(xué)理論，建立偏轉(zhuǎn)的物理模型，是一個(gè)從觀察到推論的過(guò)程，體現(xiàn)科學(xué)本質(zhì)教育中的主觀性和創(chuàng)造性.

2 探索分析，樹(shù)立態(tài)度

剖析原理時(shí)，由于信號(hào)電壓掃描電壓同時(shí)作用，導(dǎo)致電子在三維空間偏轉(zhuǎn).學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程，無(wú)法理解掃描電壓的作用，無(wú)法想象電子運(yùn)動(dòng)軌跡，無(wú)法理解最終形成的穩(wěn)定圖象.教學(xué)實(shí)施過(guò)程中，教師應(yīng)該從問(wèn)題入手，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)分析功能，分析運(yùn)算，生成圖象.

圖3是掃描電壓的圖象，圖4為待測(cè)電壓的圖象.利用計(jì)算機(jī)畫(huà)出圖象后，可將兩幅圖象合成，得到x軸偏轉(zhuǎn)量和y軸偏轉(zhuǎn)量對(duì)應(yīng)的圖象（圖5）.

教師可引導(dǎo)學(xué)生改變掃描電壓的周期.掃描電壓周期調(diào)整為2倍、12倍后，得到的圖象如圖6所示.

此時(shí)教師可以通過(guò)問(wèn)題引導(dǎo)，思考掃描周期T1=12T倍，相同時(shí)間T可完成兩次掃描，結(jié)合分析數(shù)據(jù)得出結(jié)論.若掃描周期T2=2T，圖象只存在x負(fù)半軸區(qū)域，因?yàn)?～T時(shí)間掃描電壓一直為負(fù)值.

學(xué)生通過(guò)運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)，自主描繪示波器圖象，分析圖象.基于證據(jù)和邏輯，實(shí)事求是進(jìn)行學(xué)習(xí)和研究，能夠幫助學(xué)生形成嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真、實(shí)事求是和持之以恒的科學(xué)態(tài)度.

3 拓展交流，培養(yǎng)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.

示波器在軍事、科研、教育、通訊等方面皆有重要的作用.學(xué)生在認(rèn)識(shí)原理、探索分析之后，教師可展示示波器在各領(lǐng)域的使用圖片，幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)：通過(guò)示波器，可測(cè)定各類電路波形，包括形狀、幅度、頻率、相位及波形比較.引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行知識(shí)拓展，分組使用計(jì)算機(jī)分析制作余弦波、方波、鋸齒波，進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生的好奇心和求知欲.得出成果（如圖7），與同學(xué)合作交流.

課堂學(xué)習(xí)的拓展有利于加深學(xué)生對(duì)物理知識(shí)的理解，了解科技發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)，認(rèn)識(shí)科學(xué)·技術(shù)·社會(huì)的關(guān)系，培養(yǎng)學(xué)生的社會(huì)參與意識(shí)和社會(huì)責(zé)任感.

“科學(xué)態(tài)度與責(zé)任”核心素養(yǎng)的形成是一個(gè)長(zhǎng)期的過(guò)程，需要教師在課堂教學(xué)過(guò)程中，引領(lǐng)學(xué)生認(rèn)識(shí)科學(xué)的本質(zhì)以及科學(xué)·技術(shù)·社會(huì)·環(huán)境關(guān)系，形成科學(xué)態(tài)度、科學(xué)世界觀和正確的價(jià)值觀，為做有社會(huì)責(zé)任感的公民奠定基礎(chǔ).

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（收稿日期：2019-01-13）