高中物理教學(xué)應(yīng)讓學(xué)生感受什么是科學(xué)

丁五一

隨著課改的進(jìn)一步深化，我們可以越來越清晰地看到教育的頂層設(shè)計(jì)，即教育的目的是發(fā)展學(xué)生的核心素養(yǎng)，也就是說將學(xué)生培養(yǎng)成為會(huì)學(xué)習(xí)、有本領(lǐng)之人.對(duì)于高中物理教學(xué)而言，首要任務(wù)是讓學(xué)生感受到什么是科學(xué)，遇到新的現(xiàn)象要追問一個(gè)為什么，在解決物理問題時(shí)學(xué)著用物理的思維和方法去分析、提出問題，最終解決問題.

一、“感受什么是科學(xué)”的必要性分析

科學(xué)知識(shí)兼具持久性和暫時(shí)性，科學(xué)知識(shí)源于對(duì)大量現(xiàn)象、事件的觀察，在此基礎(chǔ)上再經(jīng)過理論分析和實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)而總結(jié)出來的結(jié)論，這里就涉及一個(gè)問題，那就是我們對(duì)事件的觀察是有限的，那么在有限調(diào)研、驗(yàn)證基礎(chǔ)上得到的規(guī)律是否一直是有效、正確的呢？科學(xué)史告訴我們并非如此，例如牛頓運(yùn)動(dòng)定律在微觀、高速條件下就不再適用了.如果教師在教學(xué)過程中不滲透這種意識(shí)，學(xué)生就感受不到“科學(xué)”，那么，學(xué)生學(xué)到的物理知識(shí)、規(guī)律和背一首兒歌就沒有什么區(qū)別，對(duì)學(xué)生的學(xué)科素養(yǎng)發(fā)展沒有起到任何幫助.

科學(xué)知識(shí)依賴于質(zhì)疑的態(tài)度，質(zhì)疑是科學(xué)不斷前進(jìn)和發(fā)展的基礎(chǔ).事實(shí)也表明，不存在一種具有普適性的方法，“科學(xué)”可以理解為在特定的環(huán)境下對(duì)現(xiàn)象、事件做出的一種嘗試性且較為完滿的解釋.也正是因?yàn)檫@些，教師有必要在教學(xué)物理知識(shí)與規(guī)律時(shí)讓學(xué)生能夠切身感受什么是科學(xué).但是，目前在“應(yīng)試教育”的大背景下，有相當(dāng)一部分物理教師沒有時(shí)間和精力同學(xué)生一起圍繞“什么是科學(xué)”進(jìn)行深度研究，導(dǎo)致學(xué)生核心素養(yǎng)和科學(xué)意識(shí)較為淡薄，不過也有一些教師開始注重科學(xué)探究過程和質(zhì)疑意識(shí)的滲透，整個(gè)教學(xué)過程放得較慢，讓學(xué)生能夠有充分的體驗(yàn)與感受.

二、增強(qiáng)學(xué)生科學(xué)性體驗(yàn)的措施分析

如何讓學(xué)生感受到什么是科學(xué)呢？即如何增強(qiáng)學(xué)生在物理學(xué)習(xí)過程中的科學(xué)性體驗(yàn)?zāi)兀?/p>

1.關(guān)注學(xué)生的困惑.

有困惑是學(xué)生思維發(fā)展和進(jìn)行科學(xué)探究的前提，關(guān)注學(xué)生的困惑，選擇恰當(dāng)?shù)膯栴}、情境、實(shí)驗(yàn)等方式一舉破解困惑，給學(xué)生科學(xué)性體驗(yàn).

例如，在和學(xué)生一起學(xué)習(xí)“渦流”這個(gè)概念時(shí)，通過大量的感性材料我們能夠讓學(xué)生構(gòu)建出如圖1所示的“整塊金屬內(nèi)部發(fā)生渦流”的圖景.

不過仍有困惑，那就是如果我們將整塊金屬換成一個(gè)鋁管，然后再開一個(gè)直縫，那么管內(nèi)就沒有渦流了.為什么會(huì)這樣想？說到底還是學(xué)生的體驗(yàn)度不夠，或者是由于知識(shí)的負(fù)遷移，因?yàn)榍懊鎸W(xué)生做過用條形磁鐵插拔楞次環(huán)的實(shí)驗(yàn)，當(dāng)鋁環(huán)閉合時(shí)“來拒去留”，當(dāng)鋁環(huán)開口時(shí)沒有這個(gè)現(xiàn)象.為了破解學(xué)生的困惑，筆者用強(qiáng)磁代替條形磁鐵再一次和學(xué)生做插拔楞次環(huán)的實(shí)驗(yàn)，觀察強(qiáng)磁插拔開口的楞次環(huán)時(shí)仍然發(fā)現(xiàn)了“來拒去留”的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，引導(dǎo)學(xué)生思考其中的原因，最終深入理解渦流的概念.

2.在教學(xué)過程中滲透科學(xué)方法.

科學(xué)是由科學(xué)知識(shí)與科學(xué)方法共同組成的，我們?cè)诮虒W(xué)過程中不僅僅要引導(dǎo)學(xué)生習(xí)得科學(xué)知識(shí)，更重要的是要引導(dǎo)學(xué)生感悟科學(xué)方法.

例如，在教學(xué)“電容器電容”時(shí)，電容的知識(shí)很簡(jiǎn)單，整節(jié)課由兩個(gè)公式C=QU和C=εs4kπd組成.但是如果學(xué)生在公式的由來上缺乏理解勢(shì)必導(dǎo)致憾失科學(xué)方法.怎么讓學(xué)生能夠感受到電容的定義式就是電容的物理意義呢？要讓學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)的方式得到C=QU是相當(dāng)困難的，不過直接拋給學(xué)生也是不科學(xué)的，筆者認(rèn)為有必要和學(xué)生進(jìn)行理論探討，借助于微元法將兩極板上的電荷進(jìn)行分割，分割為無限小的小電荷，如此每個(gè)小電荷可以看作為“點(diǎn)電荷”，設(shè)其中任意一點(diǎn)P，在P點(diǎn)各個(gè)點(diǎn)電荷的合場(chǎng)強(qiáng)為E=kQr2，而U=Ed，如果將電量變?yōu)閚Q還分割原來的份數(shù)，則可知電場(chǎng)變成原來的n倍，電壓也變成原來的n倍，QU保持不變，即QU與電容器的帶電量無關(guān)，初步來看不同的電容器，由于d不同，會(huì)導(dǎo)致QU有差異，所以可以用QU來描述某一個(gè)具體電容器的自身特性，由此電容的定義呼之欲出， C=QU.

物理教學(xué)不能一味地教課本知識(shí)，更應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)探究，有意識(shí)地將學(xué)生引進(jìn)一時(shí)難以自拔的疑問中，讓其孜孜以求、“苦苦掙扎”，這對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思辨性，提高他們的思維能力有很大價(jià)值，也有助于學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的提升.