教學設計中挖掘素材落實培養科學態度與責任

【摘要】科學態度與責任，既是高中物理學科核心素養的理論基礎，又是其價值追求，是立德樹人的重要環節.本文從論述科學態度與責任的內涵、重要性入手，以“電磁感應現象及應用”教學設計為例，探索在課堂教學中如何挖掘素材落實培養科學態度與責任的途徑.

【關鍵詞】高中物理;電磁感應;教學設計

高中物理核心素養的概念包括物理觀念、科學思維、科學探究、科學態度與責任四個方面.核心素養目標要求在課程改革之后的高中物理教學中很多方面已經得到了足夠的重視，但是其中的科學態度與責任維度由于其人文性、價值觀特點，在物理學科的考試評價中較難體現，因此在實際教學中很多教師不能主動挖掘甚至忽視教材中已有的素材對學生進行價值素養培養，嚴重的甚至繼續使用傳統教學方式造成高分低能現象.本文擬從科學態度與責任的內涵、重要性結合教學實例探討教學中如何挖掘素材落實培養科學態度與責任的途徑.

1 科學態度與責任的內涵

“科學態度與責任”是指在認識科學本質，認識科學、技術、社會、環境關系的基礎上，逐漸形成的探索自然的內在動力，嚴謹認真、實事求是和持之以恒的科學態度，以及遵守道德規范，保護環境并推動可持續發展的責任感［1］.

目前，我國基礎教育對科學本質的理解從哲學角度看主要包括：科學知識的絕對性與相對性，科學發現過程中的曲折性及研究方法的多樣性，科學理論的歸納性、適用性與合理性檢驗標準等哲學思想.

科學態度大致可包括：好奇與興趣、合作與分享、實事求是、追求真理、百折不撓、勇于獻身等思想方法與意志品質.

社會責任作為個人、國家、社會所需要的價值取向主要包括：熱愛生命、愛國自信、科學倫理與道德、合理利用資源、節約能源、保護環境等價值觀.

2 科學態度與責任培養的重要性

核心素養的四個方面緊密聯系、相互影響、相互支撐，共同促進學生的全面發展［3］.其中物理觀念的養成即核心素養的基礎也是最終目標，科學探究是物理學習的主要方式及途徑，科學思維是物理學習的思考方式、解決問題獲得知識的手段.擁有扎實的物理觀念可以幫助學生更好地進行科學思維和科學探究，科學探究貫穿著科學思維，科學思維又推進科學探究更深入地進行，從探究到實踐，獲得更深刻的物理觀念.

科學本質的認識是整個核心素養的理論基礎，科學態度中所蘊含的實事求是、合作分享等態度是科學思維與科學探究中需要遵從執行的原則，社會責任所蘊含的愛國自信、保護環境、倫理道德等價值取向是對物理觀念在實踐應用中的要求與解釋［4］.

由此可見，科學態度與責任的培養不僅有助于學生個人知識、能力的發展與培養，也是社會進步和發展的需要，是貫穿于整個學習過程的重要指導原則，是實現立德樹人的根本.

3 挖掘素材落實培養科學態度與責任課堂教學實例探究

隨著教學改革的逐漸深入，很多教師已經開始積極主動在課堂教學中通過樹立榜樣示范、深化物理學史、聯系社會生活、重視實驗探究等各種途徑來實現對學生科學態度與責任的培養［2］.然而由于高中學業課程壓力較大，高考中對科學態度與責任考查比較難以實施，教材中的素材內容與科學態度與責任聯系較少且不明確，需要教師在教學設計中對教學素材進行鑒別、轉化與補充才能有效實施，因此影響了部分教師在教學實施過程中的積極性［5］.

本文以人教版高中物理必修三“電磁感應現象及應用”教學為例，設計如何挖掘素材落實培養科學態度與責任，拋磚引玉為廣大一線教師提供一些教學思路.

3.1 教學內容分析

本節內容包括電磁感應現象發現的歷史概述、探究產生感應電流的條件和電磁感應的應用三部分.教科書以電磁感應現象發現的歷史線索的分析為切入點，通過介紹法拉第對“磁生電”的獨特思考與不懈探索，使學生體會到“磁生電”是一種在變化、運動的過程中才能出現的效應，并在潛移默化中接受科學思維與方法的熏陶，領悟科學探索的精髓；以面向學生的實驗探究和電磁感應規律的廣泛應用現實為基礎，使學生體會電磁感應的應用從“嬰兒”到“巨人”的轉變.以上做法的目的是先讓學生有豐富的感性認識，再通過分析整合，從而形成理性的定性認識.這三部分內容是前后相互聯系而且是協調一致的.在教學過程中，教師應引導學生通過活動和思考來主動地獲得知識.

3.2 學情分析

學生在初中階段的物理課學習中，已經學習過關于電磁感應的基礎知識，了解了通過切割磁感線產生感應電流的方式，但只限于定性的分析.在現階段，電磁感應的主體部分知識在高中物理選修部分.本節課為電磁感應現象的基礎知識，需要學生對電磁感應現象產生原因的本質進行分析，不要求定量計算.因此，本節課對學生設計、進行探究實驗，實驗現象歸納結論的能力有一定的要求，也對學生對比不同現象，運用以往所學知識進行類比、歸納的能力有一定要求.

3.3 明確教學目標，挖掘可實現科學態度與責任的素養目標

基于新課標對于本節知識掌握的要求，確立本課的教學目標，挖掘素材提煉相應的科學態度與責任目標如下：

教學目標設計 （1）了解電磁感應現象發現的曲折過程，學習法拉第堅持理想、鍥而不舍的科學精神.體會科學的本質是相互聯系、科學認識過程具有反復性與無限性，體會科學精神的養成.

（2）通過探究分組合作實驗，學會通過現象分析歸納事物本質特征的科學思維方法，認識實驗觀察能力與邏輯思維能力在科學探究過程中的重要作用.在實驗中培養合作與交流、實事求是的科學態度.

（3）通過分析歸納感應電流產生條件，進一步加強“電磁相互作用”觀念，并利用這一觀念分析生活中的電磁感應實例，體會實踐是驗證真理的唯一標準，培養學以致用的科學態度.

（4）了解電磁感應現象發現的重大歷史意義和電磁感應現象的廣泛應用，體會科學、技術對人類文明的推動作用.培養學生的民族自豪感與愛國主義熱情，樹立科技強國、保護環境的責任感.

3.4 教學過程

環節1 創設情境激發學習熱情.

通過自制教具小風扇發電機，讓學生用嘴吹小風扇引起二極管發光，引起學生興趣，并提出問題“沒有電源，小燈泡為什么會亮？”當學生回憶起初中學習的內容后，繼續追問“滿足什么條件就會有感應電流產生呢？”

設計說明 通過挖掘日常生活素材，如常見物品出現的反常現象，激發學習興趣與動機，喚醒學生對以往所

學知識的

記憶.讓學生體會物理與生活密切聯系，激發學生探究欲望.

環節2 劃時代的發現，講述電磁感應現象曲折的發現過程.

PPT：講述奧斯特發現的電流的磁效應，震動了整個科學界，人們從電流磁效應的對稱性角度開始思考如下的問題：既然通電導線能夠引起磁針的運動，那么磁場能不能使導線中產生電流呢？介紹人類在探索的歷程，介紹探索過程中的失敗案例，播放一段法拉第的簡介視頻，讓學生感悟法拉第對科學探究的執著追求，持之以恒，堅持不懈的精神.

設計說明 通過挖掘并補充教材中物理學史的內容，幫助學生認識到科學的本質是普遍聯系，科學認識的過程具有反復性與無限性，科學家所具有的品質、態度，以及幫助他們樹立正確的人生觀、價值觀.

環節3 探究感應電流產生條件.

探究實驗1 根據提供的實驗器材：大線圈、靈敏電流計、條形磁鐵、導線等器材探究感應電流的產生條件.引導學生分組利用所提供的儀器設計實驗，記錄實驗操作和觀察到的現象、組織學生對記錄的實驗操作過程和結果進行交流討論.根據實驗現象得出結論，根據實驗現象，討論猜想感應電流產生的條件.

設計說明 本環節中設計的實驗較簡單，且現象豐富，更有利于學生對于感應電流產生條件的分析.在探究過程中學生的積極性被充分調動.學生通過簡單的探究實驗，觀察現象，思考聯系，形成了分析總結歸納的科學思維方式.通過挖掘實驗教學特點，培養學生的團隊合作精神，實事求是的科學態度.

圖1

圖2

探究實驗2 引導學生利用提供的實驗儀器：大線圈、小線圈（帶鐵芯）、靈敏電流計、開關、電源、滑動變阻器、小磁針、導線等器材進一步開展實驗，驗證所得到的初步結論是否正確.學生分組合作探究，共同完成實驗的表格，總結得出結論.通過改變電流大小來改變磁感應強度，從而改變磁通量，進一步驗證探究實驗1得出的感應電流產生條件的正確性.

設計說明 在研究問題時，往往需要用更多的實驗驗證猜想.本實驗電路相對較為復雜，教師通過問題驅動，引導學生自主設計實驗方案，體會探究發現的過程，突出學生的主體性，進一步提升學生的科學探究能力.通過對實驗探究的深度挖掘，體驗實踐是檢驗真理的唯一標準的哲學思想.

環節4 體會科技服務生活、強國有我未來可期.

教師展示講解手搖發電機、電磁爐、無線充電，讓學生體會電磁感應現象在生產、生活以及科技中的應用.通過圖片、視頻等形式介紹我國三峽發電機組、新疆達坂城風力田、無線充電等技術的應用.通過視頻讓學生感受祖國的日益強大，引導學生也能像法拉第一樣，十年磨劍，永不言棄，為建設祖國發光發熱.

設計說明 挖掘教材中的素材及其他素材，將所學知識運用到實際問題中，體會物理來源于生活，服務于生活，增強學習和研究物理的內驅力，激發學習興趣.讓學生體會科學、技術對人類文明的推動作用，引導學生形成“強國有我”的信念與使命感，滲透學以致用的哲學思想，培養學生的民族自豪感和自信心.

環節5 增強學生課后積極性，實現全程育人.

本節課的作業安排為必做題和選做題，必做題：教材后的練習與應用；選做題：查閱并了解電磁感應應用中我國5G技術的發展現狀及前景.

設計說明 通過這樣的作業設置，可以使不同層次的學生都可以獲得成功的喜悅，從而激發學生的學習興趣.課后鞏固環節幫助學生理解并熟練掌握本節知識的應用，挖掘素材即可以培養他們收集和整理信息的能力，又培養了民族自豪感.

4 結語

課堂教學是核心素養落實的主戰地，教師在對課標、教材、學情理解的前提下，根據需要對內容進行再加工，通過挖掘教材中的素材及課外素材的補充進行系統化結合，顯性化處理，既能將科學態度與責任素養明確地展示，還能與物理知識內容、活動相融合，發揮潤物細無聲的教育作用［5］.教師應發揮主觀能動性，在教學設計中將知識問題化，問題情境化，充分挖掘多方面素材，選取恰當有效策略將科學態度與素養或隱或顯貫穿于整個教學過程中，避免簡單說教、生拉硬套，才可以使學生在情境中思考問題，在思考問題中掌握知識，通過潛移默化陶冶情操、提升品質，使科學態度與責任素養的落實在形式上豐富多彩，在過程上簡單高效.

參考文獻：

［1］中華人民共和國教育部.普通高中物理課程標準（2017年版2020年修訂）［S］.北京：人民教育出版社，2020：（45）．

［2］石炳樂.高中物理對學生科學態度與責任方面的培養［J］.天津教育，2022（20）：96-98.

［3］龔財.高中物理教學中學生科學態度與責任的培養策略探究［J］.數理天地（高中版），2023（12）：53-55.

［4］翁慶雙.探賾科學態度與責任素養［J］.物理教學探討，2023（12）：18-22.

［5］張恩德.科學態度與責任素養的落實：基本路向與有效策略［J］.教育學術月刊，2024（01）：100-105.