淺談物理學(xué)科素養(yǎng)中的科學(xué)態(tài)度與責(zé)任

余璐

【摘 要】科學(xué)態(tài)度和責(zé)任是高中物理新課標(biāo)學(xué)科素養(yǎng)中的重要內(nèi)容，在具體的物理教學(xué)中科學(xué)態(tài)度和責(zé)任的內(nèi)容不應(yīng)該是生硬的，而是“潤(rùn)物細(xì)無聲”的，在探究過程、時(shí)代情境、習(xí)題延伸都是浸潤(rùn)式科學(xué)態(tài)度與責(zé)任的載體。

【關(guān)鍵詞】學(xué)科素養(yǎng)；科學(xué)態(tài)度與責(zé)任

2017年《課程標(biāo)準(zhǔn)》（簡(jiǎn)稱新課標(biāo)）中這樣界定科學(xué)態(tài)度和責(zé)任：“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)·環(huán)境·社會(huì)關(guān)系的基礎(chǔ)上，逐漸形成應(yīng)有的科學(xué)態(tài)度和社會(huì)責(zé)任感包括科學(xué)本質(zhì)、科學(xué)態(tài)度、社會(huì)責(zé)任感?？茖W(xué)態(tài)度的內(nèi)容包括：科學(xué)本質(zhì)、科學(xué)態(tài)度、科學(xué)倫理、STSE等，可見，這些內(nèi)容不能單純地說教，應(yīng)將這些變成“隨風(fēng)潛入夜，潤(rùn)物細(xì)無聲”，在物理概念、規(guī)律的教學(xué)中認(rèn)識(shí)科學(xué)本質(zhì)，在科學(xué)探究中了解物理學(xué)家在推動(dòng)科學(xué)時(shí)對(duì)待科學(xué)的態(tài)度從而樹立自己的態(tài)度，在科學(xué)思維養(yǎng)成的過程中也了解科學(xué)倫理和STSE等。

一、經(jīng)歷探究過程，認(rèn)識(shí)科學(xué)本質(zhì)

深度分析課程標(biāo)準(zhǔn)，重視學(xué)生經(jīng)歷探究過程，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造力，學(xué)生在合作過程中也學(xué)會(huì)與他人交流，基于證據(jù)和邏輯發(fā)表自己的觀點(diǎn)。在經(jīng)歷了探究的過程中，科學(xué)為何“物”？科學(xué)有什么樣的特點(diǎn)？學(xué)生才能更加深入的理解。

例如：關(guān)于物理必修一第二章第6節(jié)“伽利略對(duì)自由落體的研究”這節(jié)課，很多教師認(rèn)為這部分沒有什么用，考試只會(huì)出簡(jiǎn)單的物理學(xué)史內(nèi)容，學(xué)生只有記得就行，在課堂上直接將其刪除，或者告訴學(xué)生需要記住亞里士多德和伽利略的觀點(diǎn)就行了。這樣的刪減，不僅沒有深入體會(huì)到教材以新課標(biāo)為本的編寫宗旨，也讓學(xué)生覺得這部分內(nèi)容無關(guān)緊要。

的確，教師如果對(duì)這部分內(nèi)容進(jìn)行滿堂灌，也只會(huì)變成教師在講臺(tái)上講得很精彩，學(xué)生沒有任何動(dòng)腦筋的余地，最終變得昏昏欲睡。但是在探究方面，教師可以將這節(jié)內(nèi)容分成不同的小課題，讓學(xué)生課下查閱資料、小組討論或者借助網(wǎng)絡(luò)，最終以小論文或者課題匯報(bào)的形式展現(xiàn)，而教師的作用僅是最開始時(shí)課題的引入，學(xué)生在查閱資料期間遇到了問題給予適當(dāng)?shù)膸椭妥罱K學(xué)生完成結(jié)果的評(píng)價(jià)。

小課題一：伽利略之前人們對(duì)下落運(yùn)動(dòng)的認(rèn)識(shí)；

小課題二：伽利略的一生；

小課題三：伽利略對(duì)落體運(yùn)動(dòng)的研究。

在小課題的研究中能夠訓(xùn)練學(xué)生尋找資料、知識(shí)的來源，這種尋找是主動(dòng)的，不是被動(dòng)的灌輸，在閱讀和整理的過程中學(xué)生學(xué)會(huì)科學(xué)探究的方法，在小組合作和組間交流上也學(xué)會(huì)主動(dòng)合作、尊重他人、實(shí)事求是、表述探究過程。也會(huì)發(fā)現(xiàn)物理學(xué)科還有很多有趣的地方，也能從這些科學(xué)家身上體會(huì)更多的科學(xué)品質(zhì)和精神，例如：不迷信權(quán)威，敢于有理有據(jù)的發(fā)表自己的意見。這些往往不是教師在課堂上能教給學(xué)生的，從而學(xué)生的主觀能動(dòng)性被激發(fā)，在科學(xué)探究的過程中，也認(rèn)識(shí)了科學(xué)的本質(zhì)特點(diǎn)。

二、時(shí)代性情境，增強(qiáng)社會(huì)責(zé)任感

社會(huì)和科技的迅猛發(fā)展，傳感器是現(xiàn)代社會(huì)和科技中必不可少的裝置，教材也與時(shí)俱進(jìn)專門介紹了各種傳感器。比如：在學(xué)到速度和加速度時(shí)，在有條件的學(xué)校，教師就可以增加用光電門和氣墊導(dǎo)軌測(cè)量速度和加速度的演示實(shí)驗(yàn)或者學(xué)生實(shí)驗(yàn)。又如：在學(xué)習(xí)牛頓第三定律的時(shí)候，將DIS系統(tǒng)介紹、演示或者分發(fā)給學(xué)生。教師將最新科技技術(shù)和內(nèi)容展現(xiàn)給學(xué)生，讓學(xué)生了解當(dāng)下社會(huì)、科學(xué)、技術(shù)、環(huán)境關(guān)系下的社會(huì)發(fā)展，增強(qiáng)學(xué)生社會(huì)責(zé)任。

例如：物理必修一第四章第2節(jié)“實(shí)驗(yàn)：探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”，該節(jié)內(nèi)容本身就是一節(jié)實(shí)驗(yàn)課，既然是探究實(shí)驗(yàn)，宗旨就是讓學(xué)生參與到探究的各個(gè)過程包括實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)過程。教材也一改以往直接給出實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的做法，而是給出了兩個(gè)實(shí)驗(yàn)方案，稱之為參考方案。不管是教師還是學(xué)生在這里都是作為“參考”的，可以實(shí)施該方案也可以不實(shí)施，也可以在設(shè)計(jì)并實(shí)施其他的方案。如果教學(xué)條件足夠，可以圍繞上述兩個(gè)問題，征求學(xué)生多方面的答案，并根據(jù)不同的答案設(shè)計(jì)不同的實(shí)驗(yàn)并實(shí)施。如：有些學(xué)生可能會(huì)在問題1中答出可以頻閃照相的方法來測(cè)量加速度。如果學(xué)校有這樣的器材就可以實(shí)施。即使沒有專門的頻閃設(shè)備，用手機(jī)的攝像功能和一些對(duì)應(yīng)視頻處理軟件也可以做到。一方面，這不僅讓學(xué)生體會(huì)到：教材上的不是死內(nèi)容，自己的想法和設(shè)計(jì)也可以解決問題。體現(xiàn)了核心素養(yǎng)中的探究能力，使學(xué)生從心理層面上進(jìn)一步肯定了自己，使學(xué)習(xí)變得有趣，物理變得生動(dòng)；另一方面，也符合手機(jī)、電腦的普及和發(fā)達(dá)帶給學(xué)生在實(shí)驗(yàn)上的進(jìn)步，學(xué)生得以體會(huì)社會(huì)科技的發(fā)展進(jìn)步。

三、延伸習(xí)題，滲透科學(xué)態(tài)度和責(zé)任

物理教材不可或缺的重要組成部分是教材習(xí)題。“教材習(xí)題是在課程標(biāo)準(zhǔn)下經(jīng)過教材專家與一線教師深思熟慮、精心挑選的教學(xué)素材，是集體智慧的結(jié)晶，具有科學(xué)性、典型性、示范性和功能性?！爆F(xiàn)行人教版高中物理教材為一線物理教師提供了多種多樣習(xí)題素材，但往往具體在教學(xué)實(shí)踐中，很多物理教師不屑于對(duì)教材習(xí)題行進(jìn)細(xì)化研究，僅僅將教材習(xí)題作為作業(yè)布置給學(xué)生，缺少對(duì)教材習(xí)題的深度挖掘以及其他教學(xué)過程和環(huán)節(jié)的有機(jī)整合，導(dǎo)致教材習(xí)題地位降低、功能弱化。因此，一線教師更應(yīng)該合理選擇教材習(xí)題，有目的、有意識(shí)地對(duì)其進(jìn)行篩選處理，從而實(shí)現(xiàn)教材習(xí)題功能的最大化、最優(yōu)化。

教材中很多習(xí)題是建立在物理學(xué)史和實(shí)際應(yīng)用中的，合理處理這些習(xí)題可以使我們的教學(xué)更加完整。帶領(lǐng)學(xué)生回顧科學(xué)家在建立物理學(xué)“大廈”過程中堅(jiān)韌的品質(zhì)，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度都使學(xué)生對(duì)科學(xué)肅然起敬，逐漸形成探索自然的內(nèi)在動(dòng)力。而物理知識(shí)和方法在現(xiàn)代生活和科技的應(yīng)用也給予學(xué)生更多的社會(huì)責(zé)任。這是很多教師忽略的，我們不能只盯著學(xué)生是否記得了公式，是否能夠應(yīng)付得了考試，而忽略了對(duì)學(xué)生內(nèi)在品質(zhì)的培養(yǎng)。

例1：在物理選修3-1第一章第7節(jié)“靜電現(xiàn)象的應(yīng)用”的課后“問題與練習(xí)”的第4題：超高壓帶電作業(yè)的工人穿戴的工作服，為什么要用包含金屬的織物制成？問題很簡(jiǎn)單，但是該問題之前，學(xué)生一直有這樣的疑惑，高壓電附近都會(huì)有“請(qǐng)勿靠近”的警告，但是為什么電工人能夠在這樣的地方安全的工作呢？習(xí)題給了提示，原來是這些電工是穿上了特制的衣物——包含金屬織物的工作服。在學(xué)完該節(jié)內(nèi)容后學(xué)生可以解釋這一原理。但是學(xué)生難免會(huì)有工作服中的金屬是怎么樣在織物中放置的想象和疑問，教師這時(shí)可以順勢(shì)以“研究電工工作服”作為小課題給學(xué)生以研究，學(xué)生可以通過查閱資料、訪談等活動(dòng)展開研究。從中獲得更多知識(shí)，而這些知識(shí)并不是單一地來源于學(xué)校教師、教材和課堂。通過小課題的研究也許還能激發(fā)學(xué)生的無限想象力和創(chuàng)造力。

例2：如圖1在物理選修3-2第四章第3節(jié)“楞次定律”課后的第7題：1831年10月28日，法拉第在一次會(huì)議上展示了它發(fā)明的圓盤發(fā)電機(jī)，它是利用電磁感應(yīng)的原理制成的，是人類歷史上的第一臺(tái)發(fā)電機(jī)，據(jù)說，在法拉第表演他的圓盤發(fā)電機(jī)時(shí)。一位貴婦問道：“法拉第先生，這東西有什么用呢？”法拉第答道：“夫人，一個(gè)剛剛出生的嬰兒有什么用呢？”

該題沒有直接給出圓盤發(fā)電機(jī)的示意圖，而是給了一段歷史描述，學(xué)生可以清楚地從中得到法拉第除了電磁感應(yīng)定律的又一貢獻(xiàn)——人類歷史上的第一臺(tái)發(fā)電機(jī)。從貴婦和法拉第的對(duì)話中，學(xué)生一定會(huì)想打現(xiàn)代的社會(huì)和科技發(fā)展離不開電力，而電力從何而來？正如法拉第所說的圓盤發(fā)電機(jī)是一個(gè)有著巨大潛能的“嬰兒”。習(xí)題編寫者用這樣的一種方式將習(xí)題擺脫枯燥的計(jì)算，也讓學(xué)生了解物理學(xué)歷史，讓學(xué)生對(duì)這些物理學(xué)家肅然起敬是很難得的。作為教師就更應(yīng)該擔(dān)負(fù)起建立學(xué)生的科學(xué)態(tài)度和責(zé)任的重?fù)?dān)，從而培養(yǎng)核心素養(yǎng)。所以教師也可以這樣二次開發(fā)，1.問題鏈：（1）注意法拉第這次演示圓盤發(fā)電機(jī)的時(shí)間，當(dāng)時(shí)的物理學(xué)還有什么重大發(fā)展？（2）電是什么時(shí)候被人們發(fā)現(xiàn)的？對(duì)電的利用又是從什么時(shí)候開始的？（3）法拉第的主要貢獻(xiàn)和這些貢獻(xiàn)對(duì)物理學(xué)和社會(huì)有哪些重大意義？2.將學(xué)生按小組的形式對(duì)應(yīng)不同的問題進(jìn)行研究；3.當(dāng)學(xué)生有問題的時(shí)候給予適當(dāng)?shù)膸椭?.學(xué)生將自己的研究成果進(jìn)行匯報(bào)。這樣可能會(huì)給教師帶來更多的工作量，但是一定是值得的，小課題的研究和匯報(bào)會(huì)大大提升學(xué)生對(duì)物理的學(xué)習(xí)興趣，擴(kuò)大了視野，增長(zhǎng)了知識(shí)。而教師本身也能得到技能和理念的提升。

可見，科學(xué)態(tài)度和責(zé)任不是教師站在高高講臺(tái)上宣講“大道理”，因?yàn)榭茖W(xué)態(tài)度與責(zé)任不是說科學(xué)涉及哪些領(lǐng)域，講的什么內(nèi)容，而是講科學(xué)是什么屬性、特點(diǎn)?？茖W(xué)態(tài)度與責(zé)任教學(xué)不能生硬地單獨(dú)說教，而應(yīng)該通過探究的形式融入科學(xué)觀念和科學(xué)思維教學(xué)之中，力求做到“隨風(fēng)潛入夜，潤(rùn)物細(xì)無聲”。