在“物理辯論課堂”中滲透科學(xué)態(tài)度與責(zé)任

王晴 葉建柱

溫州大學(xué) 浙江溫州 325035

在新課程理念的指導(dǎo)下，中學(xué)物理教育既要讓學(xué)生學(xué)習(xí)系統(tǒng)的物理知識(shí)與技能，又要訓(xùn)練學(xué)生科學(xué)的思維方法，更應(yīng)當(dāng)培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神和品質(zhì)。“科學(xué)探究與責(zé)任”雖然在物理學(xué)科核心素養(yǎng)中位于最后的位置，但它卻揭示了物理學(xué)習(xí)的價(jià)值追求，是學(xué)生所要具備的必備品格和關(guān)鍵能力之一，必須受到教育者的高度重視[1]。調(diào)查顯示，高中學(xué)生在預(yù)習(xí)階段，對(duì)這一部分的問(wèn)題會(huì)有豐富多樣的想法，并產(chǎn)生與之情境接近的其他實(shí)際生活問(wèn)題。在經(jīng)過(guò)一節(jié)課的學(xué)習(xí)之后，學(xué)生可以在教師的引導(dǎo)下用這節(jié)課學(xué)到的知識(shí)來(lái)淺顯地解釋教材上提供的問(wèn)題。然而，之前聯(lián)想到的關(guān)聯(lián)問(wèn)題卻沒(méi)有得到及時(shí)解決。

這些發(fā)散性的關(guān)聯(lián)問(wèn)題往往會(huì)“曇花一現(xiàn)”，隨后就被大多數(shù)學(xué)生拋之腦后，沒(méi)有被及時(shí)解決，從而日積月累，導(dǎo)致學(xué)生在需要解釋或解決實(shí)際生活中的相關(guān)問(wèn)題時(shí)，不能明確地在頭腦中調(diào)取相關(guān)的物理學(xué)科知識(shí)，對(duì)問(wèn)題中包含的科學(xué)知識(shí)含混不清，無(wú)法解釋。這不僅會(huì)阻礙學(xué)生物理學(xué)科知識(shí)的建構(gòu)，還嚴(yán)重影響了學(xué)生科學(xué)態(tài)度與責(zé)任這一物理核心素養(yǎng)的發(fā)展。這樣會(huì)令學(xué)生失去對(duì)物理學(xué)科的學(xué)習(xí)熱情和對(duì)科學(xué)問(wèn)題的探究興趣，失去將學(xué)科知識(shí)運(yùn)用于生活的勇氣。

然而面對(duì)這種情況，教師往往不能第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)，因此也不能及時(shí)地給予重視和幫助。因此在這種情況下，為落實(shí)物理核心素養(yǎng)，促進(jìn)學(xué)生科學(xué)態(tài)度與責(zé)任的發(fā)展。本文基于辯論教學(xué)法對(duì)中學(xué)生發(fā)展的促進(jìn)作用的研究背景和意義，設(shè)計(jì)了一種新的教學(xué)模式“物理辯論課堂”，用以促進(jìn)學(xué)生科學(xué)態(tài)度與責(zé)任的發(fā)展，并通過(guò)教學(xué)實(shí)例片段進(jìn)行教學(xué)案例分析。

1 科學(xué)態(tài)度與責(zé)任的內(nèi)涵

科學(xué)態(tài)度與責(zé)任是物理學(xué)科核心素養(yǎng)的重要組成部分，也是教師在促進(jìn)核心素養(yǎng)發(fā)展時(shí)需要著重關(guān)注的方面[2]。2017年物理新課程標(biāo)準(zhǔn)提出了物理“科學(xué)態(tài)度與責(zé)任”是指在認(rèn)識(shí)科學(xué)本質(zhì)，理解科學(xué)·技術(shù)·社會(huì)·環(huán)境關(guān)系的基礎(chǔ)上，逐漸形成的探究自然的內(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，以及遵守道德規(guī)范，保護(hù)環(huán)境并推動(dòng)可持續(xù)發(fā)展的責(zé)任感[3]。

2 “物理辯論課堂”

2.1 “物理辯論課堂”的設(shè)計(jì)原因

根據(jù)“從生活走向物理，從物理走向社會(huì)”這一物理學(xué)科理念，中學(xué)的物理課堂教學(xué)要從生活中隨處可見(jiàn)的物理現(xiàn)象入手，再應(yīng)用于社會(huì)生活，這樣既能激發(fā)學(xué)生的好奇心和探索欲，還可以鞏固知識(shí)點(diǎn)。但是傳統(tǒng)的教學(xué)情境一般由教師提供，教師創(chuàng)建一個(gè)指定的物理情境，引導(dǎo)學(xué)生觀察特定的物理現(xiàn)象或規(guī)律。中學(xué)生正處于青少年時(shí)期，對(duì)新鮮事物有著很強(qiáng)的好奇心和探索精神，僅僅是通過(guò)教師課堂上設(shè)定的物理情境可能不足以滿足他們對(duì)生活中相類似情境的好奇心。而學(xué)生在課下，將所學(xué)物理知識(shí)應(yīng)用于其他物理情境中進(jìn)行獨(dú)立思考時(shí)也會(huì)產(chǎn)生困惑或質(zhì)疑，但這些問(wèn)題往往得不到解答，學(xué)生也會(huì)很快遺忘不再進(jìn)行思考，使得學(xué)到的知識(shí)只停留在表面，局限了學(xué)生的思維空間，也不能將其靈活地與社會(huì)生活聯(lián)系在一起，阻礙了學(xué)生科學(xué)態(tài)度與責(zé)任的發(fā)展。教師應(yīng)該在教學(xué)中重視這個(gè)問(wèn)題，并積極探尋解決此問(wèn)題的方法與途徑。

2.2 “物理辯論課堂”的理論依據(jù)——辯論教學(xué)法

辯論教學(xué)法不同于傳統(tǒng)的“教師教，學(xué)生聽(tīng)”的單線教學(xué)，而是形成了“學(xué)生講，學(xué)生聽(tīng)，學(xué)生之間相互辯論”的學(xué)生自主探究學(xué)習(xí)的教學(xué)方式，正好順應(yīng)了我國(guó)現(xiàn)行的教學(xué)改革要求。同時(shí)這種教學(xué)方式是一種綜合性很強(qiáng)的教學(xué)方法，不僅可以提高學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解程度，也可以讓學(xué)生在參與的各個(gè)階段中形成學(xué)習(xí)的內(nèi)在動(dòng)力，掌握學(xué)科學(xué)習(xí)的各項(xiàng)能力，以及領(lǐng)悟內(nèi)在的精神與情感。

辯論教學(xué)法實(shí)現(xiàn)了讓學(xué)生自主學(xué)習(xí)的教學(xué)理念，該方法重視學(xué)生的自主能動(dòng)性，強(qiáng)調(diào)課堂中學(xué)生的主體地位，是目前課堂教學(xué)轉(zhuǎn)型的重要手段之一，可以有效促進(jìn)學(xué)生物理核心素養(yǎng)的發(fā)展。目前辯論教學(xué)法多應(yīng)用于文科，少量應(yīng)用于理工科，其中大多用于高校教學(xué)。基于辯論教學(xué)法能夠從各方面順應(yīng)我國(guó)現(xiàn)行的教育理念，且對(duì)于學(xué)生新課標(biāo)中核心素養(yǎng)有積極促進(jìn)的作用。這種教學(xué)方法也應(yīng)該廣泛應(yīng)用于中學(xué)課堂中，豐富我國(guó)中學(xué)課堂教學(xué)的方式。

2.3 什么是“物理辯論課堂”

“物理辯論課堂”是指將辯論教學(xué)法應(yīng)用于實(shí)際物理教學(xué)的具體實(shí)施途徑。教師將日常收集到的學(xué)生的還有疑問(wèn)的問(wèn)題，經(jīng)過(guò)挑選整理，編制成適合辯論的題目；在辯論課的前幾天布置給學(xué)生，由學(xué)生自行選擇論題，自行分組；再根據(jù)所選論題，學(xué)生自行查閱資料，收集論證，整理語(yǔ)言，梳理邏輯；最后在“物理辯論課堂”上，教師組織，學(xué)生按照選題不同，分別以正反方身份進(jìn)行辯論；最后通過(guò)辯論，達(dá)到雙方以及全班的共識(shí)。

2.4 “物理辯論課堂”的教學(xué)過(guò)程

在準(zhǔn)備階段，教師可以根據(jù)所學(xué)知識(shí)提前發(fā)布準(zhǔn)備任務(wù)，鼓勵(lì)學(xué)生在日常生活中多進(jìn)行觀察，并將所學(xué)知識(shí)應(yīng)用于對(duì)現(xiàn)象的解釋，然后將日常生活中所遇到的，或是與科學(xué)前沿相關(guān)的，經(jīng)過(guò)獨(dú)立思考后仍覺(jué)得無(wú)法理解或解釋不清的相關(guān)問(wèn)題整理出來(lái)。

教師收集好這些問(wèn)題后，列成表格以作為課后作業(yè)，讓學(xué)生自行分組，選擇自己感興趣的問(wèn)題，通過(guò)分工合作的方式，經(jīng)歷自主科學(xué)探究過(guò)程：提出(分析)問(wèn)題；猜想與假設(shè)；制訂計(jì)劃設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)(查找資料的方法)；進(jìn)行實(shí)驗(yàn)收集數(shù)據(jù)(收集資料)；分析論證；組內(nèi)評(píng)估；小組間交流與合作；總結(jié)。

在辯論課的上課階段，教師應(yīng)該改變自己在課堂上的角色，從“老師”轉(zhuǎn)變?yōu)檫@節(jié)課的“特邀嘉賓”或“知識(shí)顧問(wèn)”。學(xué)生們則作為這堂辯論課的“參賽選手”，持各自不同的想法和結(jié)論圍繞之前的問(wèn)題展開(kāi)辯論，利用之前收集到的資料或通過(guò)實(shí)驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)，相互質(zhì)疑，相互說(shuō)服。

例如，在某同學(xué)提出“牛頓定律只在慣性參考系中適用”的觀點(diǎn)時(shí)，其他小組成員可以提出自己探究學(xué)習(xí)后得到的不同觀點(diǎn)。雙方就此開(kāi)展辯論，教師需提前提醒學(xué)生在提出觀點(diǎn)時(shí)，必須有理有據(jù)，要有相關(guān)的實(shí)際物理情境或科技成果作為論據(jù)支撐。在這個(gè)過(guò)程中教師只為學(xué)生提供必要的物理知識(shí)，同時(shí)控制課堂的紀(jì)律情況，讓這節(jié)辯論課可以在積極活潑但并不混亂的氛圍中進(jìn)行。

對(duì)于辯論結(jié)果，教師不再是“仲裁者”，結(jié)果將由身為觀眾的學(xué)生們決定。但是教師也不能完全“置身事外”，對(duì)于得到的正確的最終結(jié)論，教師要給予肯定，鼓勵(lì)學(xué)生再接再厲；對(duì)于錯(cuò)誤的結(jié)論，教師要帶著學(xué)生一起進(jìn)行分析，引導(dǎo)學(xué)生自行發(fā)現(xiàn)自己的錯(cuò)誤。

綜上能看出來(lái)，“物理辯論課堂”是真正將課堂主角的地位還給學(xué)生，符合新課改對(duì)發(fā)揮學(xué)生主體性等原則的要求。傳統(tǒng)的物理課堂是由教師進(jìn)行課前備課、課上教學(xué)以及答疑，“物理辯論課堂”則是將這節(jié)課的教學(xué)完全交給學(xué)生，學(xué)生親自經(jīng)歷：“備課”，即辯論資料準(zhǔn)備階段；“課上教學(xué)”，即課上表述觀點(diǎn)階段；“答疑”，即學(xué)生間的辯論階段。

在“物理辯論課堂”上，教師對(duì)課堂的控制度被弱化。教師的角色從傳統(tǒng)的“施教者”“調(diào)控者”，變成了一節(jié)課的“組織者”“顧問(wèn)”和“紀(jì)律監(jiān)督者”。“組織者”體現(xiàn)在教師要組織學(xué)生開(kāi)展這堂課，還要隨時(shí)收集并整理學(xué)生的問(wèn)題；“顧問(wèn)”體現(xiàn)在教師在課堂上提供給學(xué)生需要的學(xué)科知識(shí)，在學(xué)生查找資料時(shí)，提供查找的方法和途徑，帶著學(xué)生一起科學(xué)分析辯論結(jié)果的正確性；“紀(jì)律監(jiān)督者”體現(xiàn)在教師要控制課堂的紀(jì)律，讓辯論課在輕松活潑的氛圍中進(jìn)行。

3 “物理辯論課堂”對(duì)科學(xué)態(tài)度與責(zé)任的促進(jìn)作用

“物理辯論課堂”的教學(xué)形式是鼓勵(lì)學(xué)生在日常生活中能夠隨時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，并嘗試用所學(xué)物理相關(guān)知識(shí)進(jìn)行思考，通過(guò)同伴協(xié)作、積極探究來(lái)解決問(wèn)題。教師要引導(dǎo)學(xué)生跳出教材給出的限定的幾個(gè)例子，更多地發(fā)現(xiàn)自然生活中的相關(guān)情境甚至是科學(xué)前沿的現(xiàn)象和問(wèn)題。如此，學(xué)生能夠隨時(shí)用科學(xué)視角觀察自然社會(huì)，遵從自己真正感興趣的方向，從而逐漸形成自主探究自然的內(nèi)在動(dòng)力。

收集資料時(shí)，通過(guò)經(jīng)歷科學(xué)探究過(guò)程，感受科學(xué)的研究方法，明白任何科學(xué)結(jié)論都是需要通過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)和理論依據(jù)得出的。

在解決問(wèn)題的過(guò)程中，學(xué)生克服困難，逐漸養(yǎng)成堅(jiān)持不懈、探尋真理的科學(xué)精神。

學(xué)生得到結(jié)論之后，在“物理辯論課堂”上對(duì)老師和同學(xué)進(jìn)行分享，在受到提問(wèn)或質(zhì)疑時(shí)，學(xué)生運(yùn)用已收集到的資料作為依據(jù)，進(jìn)行辯論。在這個(gè)過(guò)程中，能夠鍛煉學(xué)生運(yùn)用科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)恼Z(yǔ)言表述自己的觀點(diǎn)，又能讓學(xué)生切身經(jīng)歷和體會(huì)到嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真、實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度。

教師可以引導(dǎo)學(xué)生尋找生活中體現(xiàn)這個(gè)結(jié)論的實(shí)際例子或者科學(xué)技術(shù)成果等，在“辯論課堂”上作為自己論點(diǎn)的論證依據(jù)，鼓勵(lì)學(xué)生利用該結(jié)論設(shè)想出能夠?qū)ι鐣?huì)有利的技術(shù)或工具。由此，讓學(xué)生意識(shí)到物理學(xué)科的發(fā)展為科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新提供了強(qiáng)大的理論支撐；學(xué)生也能夠?qū)⑺鶎W(xué)知識(shí)與社會(huì)生活、科技前沿相聯(lián)系，進(jìn)一步探究物理學(xué)科的應(yīng)用價(jià)值，潛移默化地形成為推動(dòng)國(guó)家和社會(huì)發(fā)展而奮斗的社會(huì)責(zé)任感。

同時(shí)在小組合作過(guò)程中，也能培養(yǎng)學(xué)生的合作精神。學(xué)生在分組合作中能夠養(yǎng)成團(tuán)隊(duì)合作的能力和團(tuán)結(jié)協(xié)作的科學(xué)精神，也能在辯論過(guò)程中養(yǎng)成求同存異、相互尊重的優(yōu)良科學(xué)態(tài)度。

4 教學(xué)案例分析

4.1 以“牛頓運(yùn)動(dòng)定律”為例

根據(jù)教材中的拓展部分，我們知道了牛頓第一定律是要在慣性參考系中才適用，那么牛頓第二定律和第三定律也是如此嗎？

按照傳統(tǒng)的教學(xué)方法，解答這個(gè)問(wèn)題的主角是教師，學(xué)生只是被動(dòng)接受結(jié)論。那么當(dāng)教師將“物理辯論課堂”的教學(xué)模式引入教學(xué)程序中，教師要做的就是先將問(wèn)題拋給學(xué)生，那么面對(duì)這樣容易產(chǎn)生爭(zhēng)議的問(wèn)題，學(xué)生會(huì)產(chǎn)生不同的猜測(cè)，例如：“我認(rèn)為牛頓運(yùn)動(dòng)定律都只適用于慣性參考系中。”“我認(rèn)為只有牛頓第一定律只在慣性參考系中才適用的限制。”

接下來(lái)，教師收集整理學(xué)生的各種猜測(cè)，將其變成辯論課堂的辯題，再重新布置給學(xué)生。辯題內(nèi)容：正方：牛頓運(yùn)動(dòng)定律一定都只在慣性參考系中才成立；反方：牛頓運(yùn)動(dòng)定律在非慣性參考系中也可成立。

學(xué)生根據(jù)自己的想法自行分組，收集資料整理語(yǔ)言，梳理邏輯；在“物理辯論課堂”上，分別以正反方身份進(jìn)行辯論；通過(guò)辯論，達(dá)到雙方以及全班的共識(shí)。通過(guò)分別對(duì)加速直線的參考系、轉(zhuǎn)動(dòng)的參考系以及任意運(yùn)動(dòng)的非慣性參考系中的被彈簧拉住的小球進(jìn)行分析，得出結(jié)論：在非慣性參考系中，牛頓第一、第二定律皆不成立，但牛頓第三定律成立。因此我們可以得出在經(jīng)典力學(xué)中，牛頓第三定律與參考系無(wú)關(guān)。

在經(jīng)過(guò)“物理辯論課堂”的教學(xué)過(guò)程后，學(xué)生的物理觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究以及科學(xué)態(tài)度與責(zé)任都得到了鍛煉和提升，對(duì)牛頓運(yùn)動(dòng)定律的理解更加深刻透徹，存疑的問(wèn)題在自身的努力下和同伴的協(xié)助下得到解決。

教師還可以在此基礎(chǔ)上，提出新的問(wèn)題方向，有沒(méi)有牛頓第三定律不成立的情況？引發(fā)學(xué)生新一輪的討論和猜想，為下一次的辯論課做準(zhǔn)備。

4.2 以《牛頓第一定律》為例

本節(jié)課的教學(xué)目標(biāo)中，對(duì)科學(xué)態(tài)度與責(zé)任的要求是：(1)通過(guò)對(duì)伽利略和亞里士多德對(duì)力和運(yùn)動(dòng)關(guān)系的不同認(rèn)識(shí)，了解人類認(rèn)識(shí)物質(zhì)本質(zhì)的曲折性；(2)培養(yǎng)學(xué)生敢于堅(jiān)持真理，以伽利略和牛頓為榜樣，不迷信權(quán)威的精神和科學(xué)探究的精神；知道科學(xué)研究過(guò)程的艱難，領(lǐng)悟?qū)嶒?yàn)加推理的科學(xué)研究方法。

在課堂學(xué)習(xí)階段學(xué)生會(huì)了解亞里士多德、伽利略、笛卡兒以及牛頓對(duì)力與運(yùn)動(dòng)關(guān)系的不同時(shí)期的認(rèn)識(shí)及貢獻(xiàn)。課下的反饋中發(fā)現(xiàn)會(huì)有一部分學(xué)生認(rèn)為亞里士多德對(duì)于力與運(yùn)動(dòng)之間的關(guān)系既然是錯(cuò)誤的，那么他就是沒(méi)有任何作用和貢獻(xiàn)的，反而還“誤導(dǎo)”了人們的判斷長(zhǎng)達(dá)兩千年。同時(shí)另有一些學(xué)生認(rèn)為，首先是由亞里士多德提出運(yùn)動(dòng)可能與推、拉等行為即物體受力情況相關(guān)的問(wèn)題，之后才有物理學(xué)發(fā)展史中各位科學(xué)家以此為題，進(jìn)行探究。

這時(shí)就會(huì)產(chǎn)生兩種“陣營(yíng)”，形成一個(gè)存有爭(zhēng)議的辯題。正方：亞里士多德對(duì)力與運(yùn)動(dòng)關(guān)系的發(fā)現(xiàn)是沒(méi)有作用的；反方：亞里士多德對(duì)力與運(yùn)動(dòng)關(guān)系的發(fā)現(xiàn)是很有貢獻(xiàn)的。在“物理辯論課堂”上，學(xué)生可以根據(jù)這個(gè)問(wèn)題，進(jìn)行辯論，相互說(shuō)服。最終達(dá)成共識(shí)，認(rèn)識(shí)到科學(xué)的本質(zhì)不僅僅是科學(xué)知識(shí)的正確，還包括在探索過(guò)程中，一代代科學(xué)家的偉大奉獻(xiàn)。體會(huì)科學(xué)是在實(shí)事求是的基礎(chǔ)上追求思想上的創(chuàng)新，真理是在質(zhì)疑和一步步試錯(cuò)中得出的，以及勇于承認(rèn)錯(cuò)誤，并贊賞對(duì)手的科學(xué)態(tài)度。同時(shí)也可以體會(huì)到一代代科學(xué)家嘔心瀝血追求真理，實(shí)質(zhì)上是對(duì)人類社會(huì)進(jìn)步的推動(dòng)與奉獻(xiàn)，令學(xué)生內(nèi)心形成對(duì)社會(huì)的責(zé)任感。

結(jié)語(yǔ)

由此，“物理辯論課堂”的創(chuàng)設(shè)，能夠合理運(yùn)用辯論教學(xué)法，使之對(duì)物理核心素養(yǎng)中科學(xué)態(tài)度與責(zé)任產(chǎn)生積極促進(jìn)，貫徹“從生活走向物理，從物理走向社會(huì)”的理念。首先，可以彌補(bǔ)傳統(tǒng)教學(xué)過(guò)程中對(duì)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題能力和獨(dú)立思考能力的忽視；其次，可以調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，充分將物理概念和規(guī)律應(yīng)用于解決實(shí)際問(wèn)題，以及提高觀察生活、關(guān)注科學(xué)前沿問(wèn)題的興趣，培養(yǎng)對(duì)人類社會(huì)發(fā)展的責(zé)任感；再次，學(xué)生們?cè)谵q論過(guò)程中，可以加深他們對(duì)知識(shí)的理解，引發(fā)認(rèn)知沖突，突出了學(xué)生的課堂主體地位；最后，可以為教師提供學(xué)生對(duì)物理知識(shí)點(diǎn)的掌握情況的反饋，使教師能夠有針對(duì)性地修正教學(xué)內(nèi)容或方式，從而提高教學(xué)效率。因此教師應(yīng)在教學(xué)設(shè)計(jì)中，更加深入思考和探究類似于“物理辯論課堂”這樣的教學(xué)形式，將科學(xué)態(tài)度與責(zé)任真正落實(shí)，進(jìn)而有效促進(jìn)學(xué)生物理核心素養(yǎng)的提升。