高中物理課堂培養(yǎng)科學(xué)態(tài)度與責(zé)任素養(yǎng)的教學(xué)實(shí)踐
——以“加速度”教學(xué)為例

□福建省福安市第二中學(xué) 陳仕文

科學(xué)態(tài)度與責(zé)任是物理核心素養(yǎng)的重要維度，是學(xué)生參與物理學(xué)科學(xué)習(xí)的必備品格。教師將科學(xué)態(tài)度和責(zé)任教育貫穿于物理課堂教學(xué)中，引領(lǐng)學(xué)生開(kāi)展小組合作探究，積極探索物理科學(xué)知識(shí)，能促進(jìn)學(xué)生科學(xué)本質(zhì)、科學(xué)態(tài)度、社會(huì)責(zé)任等素質(zhì)的有效培養(yǎng)。本文通過(guò)選取魯科版高中物理必修第一冊(cè)第1章“運(yùn)動(dòng)的描述”中的“加速度”一節(jié)課教學(xué)為例，探討分析科學(xué)態(tài)度與責(zé)任素養(yǎng)的內(nèi)涵，以及培養(yǎng)科學(xué)態(tài)度與責(zé)任素養(yǎng)的重要意義，并借助具體課例，優(yōu)化物理教學(xué)實(shí)踐，促使學(xué)生更好地形成優(yōu)良的科學(xué)態(tài)度和責(zé)任素養(yǎng)。

一、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任素養(yǎng)的基本內(nèi)涵

科學(xué)態(tài)度與責(zé)任素養(yǎng)包含科學(xué)本質(zhì)、科學(xué)態(tài)度、社會(huì)責(zé)任等重要因素，是指學(xué)生在參與物理學(xué)習(xí)和實(shí)踐進(jìn)程中，通過(guò)深入了解科學(xué)本質(zhì)和認(rèn)識(shí)科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)、環(huán)境相互關(guān)系的基礎(chǔ)上，激起樂(lè)于探索科學(xué)奧秘的動(dòng)力，理解科學(xué)本質(zhì)，逐步形成嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)、刻苦求真的科學(xué)探索精神和態(tài)度，自覺(jué)遵守社會(huì)道德規(guī)范，形成保護(hù)環(huán)境并推動(dòng)可持續(xù)發(fā)展的社會(huì)責(zé)任感。具體體現(xiàn)為：1.在物理教育教學(xué)過(guò)程中，科學(xué)本質(zhì)是對(duì)物理科學(xué)理論知識(shí)、探索研究過(guò)程、科學(xué)方法、科學(xué)精神、物理科學(xué)發(fā)展歷史、科學(xué)價(jià)值和意義等方面最根本特征的基礎(chǔ)性、概括性認(rèn)知。2.在物理教學(xué)中，科學(xué)態(tài)度是學(xué)生個(gè)體對(duì)物理科學(xué)研究對(duì)象、物理現(xiàn)象、研究過(guò)程、科學(xué)事實(shí)、理論知識(shí)等所持有的積極的、穩(wěn)定的心理狀態(tài)，體現(xiàn)出個(gè)體對(duì)物理科學(xué)的好奇心理以及實(shí)事求是、追求創(chuàng)新、合作分享等積極進(jìn)取的行為傾向。

在高中物理教學(xué)中，教師要充分激發(fā)學(xué)生探索研究物理的求知欲和熱情，要注重證據(jù)和邏輯，實(shí)事求是，而不迷信權(quán)威，要善于開(kāi)展創(chuàng)新學(xué)習(xí)，能主動(dòng)融入合作團(tuán)體，尊重他人的情感和態(tài)度。3.高中物理新課程標(biāo)準(zhǔn)中的社會(huì)責(zé)任主要涉及科學(xué)倫理和STSE 兩方面，要求學(xué)生在學(xué)習(xí)和應(yīng)用物理研究和科技成果時(shí)，能正確判斷科技倫理和道德的價(jià)值，自覺(jué)遵循社會(huì)倫理和道德規(guī)范，能深刻認(rèn)識(shí)科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)和環(huán)境間的關(guān)系，領(lǐng)會(huì)科學(xué)和技術(shù)的本質(zhì)，培育形成應(yīng)有的熱愛(ài)環(huán)保、節(jié)約資源、促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展的社會(huì)責(zé)任意識(shí)。

二、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任素養(yǎng)的分層培養(yǎng)要求

在“加速度”這節(jié)課教學(xué)中，教師必須根據(jù)各個(gè)層次學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和水平，分層制定差異化的要求，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度與責(zé)任素養(yǎng)。首先，針對(duì)優(yōu)秀學(xué)生，要求他們具有較強(qiáng)的學(xué)習(xí)和探究物理的動(dòng)機(jī)，能堅(jiān)定堅(jiān)持科學(xué)態(tài)度，主動(dòng)參與物理探究學(xué)習(xí)，善于帶領(lǐng)小組團(tuán)隊(duì)參與合作探究；善于理解和應(yīng)用物理研究學(xué)習(xí)成果，能自覺(jué)遵守科學(xué)技術(shù)倫理和社會(huì)道德規(guī)范，牢固樹(shù)立科學(xué)服務(wù)于人民的意識(shí)，具備振興中華的良好使命感和責(zé)任感。其次，針對(duì)中等學(xué)生，要求他們有積極探索研究物理的興趣，學(xué)會(huì)運(yùn)用科學(xué)的視角去分析和解決經(jīng)濟(jì)、政治、生態(tài)、環(huán)境、社會(huì)等領(lǐng)域的問(wèn)題，能堅(jiān)持實(shí)事求是的態(tài)度，互助合作、尊重他人；在研究和應(yīng)用物理知識(shí)中認(rèn)識(shí)到應(yīng)遵守道德規(guī)范，積極踐行社會(huì)責(zé)任。最后，針對(duì)后進(jìn)學(xué)生，要求他們能激發(fā)探索自然的好奇心和興趣，能積極與其他同學(xué)開(kāi)展合作學(xué)習(xí)，積極了解科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)、環(huán)境之間的密切聯(lián)系，逐步樹(shù)立實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度；了解與物理學(xué)科相關(guān)的社會(huì)倫理和道德規(guī)范問(wèn)題，增強(qiáng)自己的社會(huì)責(zé)任意識(shí)。

三、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任素養(yǎng)培養(yǎng)的教育意義

（一）激發(fā)學(xué)生物理學(xué)習(xí)志趣

教師在高中物理課堂教學(xué)中積極引用新時(shí)代經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展成就和物理科技發(fā)展成果，滲透開(kāi)展科學(xué)態(tài)度與責(zé)任教育，有助于激起高中學(xué)生對(duì)物理科學(xué)的探索興趣和志向，轉(zhuǎn)變學(xué)生被動(dòng)接受學(xué)習(xí)的狀態(tài)，激發(fā)參與課堂的熱情，有效克服排斥和厭學(xué)心理，激勵(lì)他們積極探索科學(xué)，主動(dòng)認(rèn)識(shí)世界，投入物理問(wèn)題創(chuàng)造性學(xué)習(xí)進(jìn)程，幫助他們領(lǐng)略和掌握豐富生動(dòng)的物理科學(xué)文化知識(shí)，更好地促進(jìn)學(xué)生的進(jìn)步和發(fā)展。例如，在物理課堂中，教師為學(xué)生優(yōu)化設(shè)計(jì)生動(dòng)的物理演示實(shí)驗(yàn)，或精選利用一些典型的生活教學(xué)實(shí)例，或指引學(xué)生深入了解有趣的物理學(xué)史，感悟物理科學(xué)家的先進(jìn)事跡，學(xué)習(xí)他們身上崇高的刻苦鉆研精神和嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致的求知品質(zhì)。

（二）促進(jìn)提升物理學(xué)習(xí)能力

在日常物理課教學(xué)進(jìn)程中，教師積極聯(lián)系現(xiàn)代物理前沿科技、物理學(xué)史、物理科學(xué)家事跡和典型實(shí)驗(yàn)案例等物理文化素材，為學(xué)生創(chuàng)設(shè)豐富多彩的物理教學(xué)情境，滲透科學(xué)態(tài)度與責(zé)任教育，提升課堂教學(xué)效果，能幫助學(xué)生建構(gòu)知識(shí)，還能堅(jiān)定對(duì)科學(xué)真理的追求，促進(jìn)深刻理解物理知識(shí)、概念和規(guī)律。例如，可以引導(dǎo)學(xué)生從物理科學(xué)家事跡中形象地體會(huì)蘊(yùn)涵其中的愛(ài)國(guó)情懷；在享受現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)進(jìn)步的同時(shí)，真切地領(lǐng)略現(xiàn)代科技發(fā)展對(duì)生產(chǎn)、生活和環(huán)境的雙重影響，認(rèn)識(shí)到全面把握和研究科學(xué)技術(shù)的重要意義；不斷提高物理探究和實(shí)驗(yàn)技能，提升學(xué)生善于團(tuán)結(jié)合作、樂(lè)于共享學(xué)習(xí)的優(yōu)秀學(xué)習(xí)品質(zhì)，為科學(xué)態(tài)度與責(zé)任素養(yǎng)培養(yǎng)奠定良好的基礎(chǔ)。

（三）助推物理綜合素養(yǎng)培育

學(xué)生的發(fā)展是高中物理核心素養(yǎng)教育的根本出發(fā)點(diǎn)和落腳點(diǎn)。在高中物理教學(xué)中，教師堅(jiān)持以學(xué)生為中心，融合核心素養(yǎng)要求，加強(qiáng)科學(xué)態(tài)度與責(zé)任素養(yǎng)教育，有助于促使學(xué)生培養(yǎng)起嚴(yán)謹(jǐn)踏實(shí)、實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度，勇于創(chuàng)新和善于創(chuàng)造的科學(xué)精神；有助于使學(xué)生真切領(lǐng)會(huì)物理科學(xué)與現(xiàn)實(shí)生活的密切關(guān)系，引領(lǐng)學(xué)生充分感受、深刻認(rèn)識(shí)現(xiàn)代物理科學(xué)技術(shù)對(duì)現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展所發(fā)揮的重要作用和貢獻(xiàn)，增強(qiáng)節(jié)約資源和保護(hù)環(huán)境的良好意識(shí)，堅(jiān)持可持續(xù)發(fā)展、積極承擔(dān)社會(huì)責(zé)任、為社會(huì)做貢獻(xiàn)的優(yōu)異素養(yǎng)，這些都對(duì)高中生的物理學(xué)科綜合素養(yǎng)發(fā)展起到了積極的促進(jìn)作用。

四、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任素養(yǎng)培養(yǎng)的課例實(shí)踐

在物理教學(xué)中，教師既要指導(dǎo)學(xué)生開(kāi)展物理課程學(xué)習(xí)，掌握豐富的物理學(xué)科知識(shí)，又要注重在物理課中加強(qiáng)德育滲透，從多個(gè)維度進(jìn)行引領(lǐng)和教育，不斷增進(jìn)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度與責(zé)任素養(yǎng)的培養(yǎng)。以下結(jié)合“加速度”一節(jié)課教學(xué)，融合課堂教學(xué)設(shè)計(jì)進(jìn)程，探討如何有效培育學(xué)生的科學(xué)態(tài)度與責(zé)任素養(yǎng)。

（一）創(chuàng)設(shè)情境，激趣引學(xué)

進(jìn)入新課教學(xué)時(shí)，教師先為學(xué)生展播了“F1 世界汽車(chē)錦標(biāo)賽”微視頻，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)真觀(guān)看，發(fā)現(xiàn)F1賽車(chē)的速度變化非?？?。接著，教師展示“航母上的艦載機(jī)以10s內(nèi)速度能增加到45m/s”“長(zhǎng)征十一號(hào)運(yùn)載火箭開(kāi)始發(fā)射時(shí)10s內(nèi)速度增加到約102m/s”“轎車(chē)以10m/s的速度行駛，急剎時(shí)3s內(nèi)能停下來(lái)”“蜻蜓以10m/s的速度飛行，能在0.8s內(nèi)停下來(lái)”等四幅圖例，讓學(xué)生認(rèn)真觀(guān)察物體加速運(yùn)動(dòng)和減速運(yùn)動(dòng)的情形，同時(shí)展示問(wèn)題：“1.航母上的艦載機(jī)起飛與長(zhǎng)征十一號(hào)運(yùn)載火箭發(fā)射時(shí)的速度增大快慢有何不同？2.轎車(chē)急剎與蜻蜓停止飛行，二者速度減小的快慢有何不同？”在此，教師巧借生動(dòng)的微視頻和現(xiàn)實(shí)圖例，適時(shí)創(chuàng)設(shè)思考問(wèn)題，啟發(fā)學(xué)生鍛煉科學(xué)思維，指引學(xué)生進(jìn)入運(yùn)動(dòng)物體速度變化快慢的學(xué)習(xí)，使學(xué)生初步形成對(duì)加速度的感性認(rèn)識(shí)，通過(guò)觀(guān)察艦載機(jī)和長(zhǎng)征十一號(hào)火箭的運(yùn)動(dòng)，很好地激起學(xué)生探索研究科學(xué)的興趣和熱情，使他們?cè)陉P(guān)注現(xiàn)代科技發(fā)展成果的同時(shí)，從祖國(guó)的偉大成就中有效增強(qiáng)了自信心和自豪感。

（二）設(shè)疑啟思，合作探學(xué)

探究1：加速度的定義

學(xué)生通過(guò)初步了解運(yùn)動(dòng)物體速度變化的快慢，教師接著設(shè)置思考問(wèn)題：“利用已學(xué)知識(shí)，結(jié)合以上四幅圖中的列表數(shù)據(jù)，能否利用類(lèi)比方法來(lái)比較一下運(yùn)動(dòng)物體速度變化的快慢？”教師引導(dǎo)各小組學(xué)生互相幫助，利用數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，通過(guò)比較速度的概念，推理總結(jié)得出加速度的概念和公式，進(jìn)一步訓(xùn)練學(xué)生分析數(shù)據(jù)和邏輯思維的能力。

探究2：加速度的方向

學(xué)生在前一課已通過(guò)學(xué)習(xí)，理解了速度是矢量，速度的變化量Δ 也是矢量。教師接著啟發(fā)學(xué)生：“加速度是否也是矢量??？同學(xué)們能否推一推？”各小組學(xué)生在教師的鼓勵(lì)下一起開(kāi)展推論：利用加速度公式，由于速度的變化量Δ 是矢量，時(shí)間的變化量Δt是標(biāo)量，可推斷得知加速度a也是矢量，并且a的方向與實(shí)際的速度變化量的方向是一致的。此時(shí)，有的學(xué)生意外地提出質(zhì)疑：“矢量比標(biāo)量時(shí)，為何得出的結(jié)果是矢量，而不是標(biāo)量呢？”面對(duì)學(xué)生的疑惑，教師并不感到意外，而是欣喜地贊揚(yáng)他這種大膽質(zhì)疑、主動(dòng)探究的學(xué)習(xí)精神，并順勢(shì)引導(dǎo)他與同組學(xué)伴一起探索解決疑問(wèn)。接著，在學(xué)生掌握了加速度是矢量的前提下，教師又適時(shí)設(shè)置了隨堂練習(xí)：“請(qǐng)思考并判斷正誤：1.速度越大，加速度越大；2.速度變化量越大，加速度越大；3.速度變化越快，加速度越大；4.速度為零時(shí)，加速度可能很大；5.速度很大時(shí)，加速度可能為零；6.加速度在減小，速度可能在增加?！惫膭?lì)各小組學(xué)生結(jié)合這六個(gè)小問(wèn)題，進(jìn)行合作討論交流，思考總結(jié)得出了“速度、速度變化量、加速度三者大小沒(méi)有必然的聯(lián)系”的結(jié)論，深化了對(duì)加速度的大小和方向性等知識(shí)的理解。尤其是各小組經(jīng)過(guò)深入討論，他們推選出小組代表來(lái)展示這些小問(wèn)題的判斷結(jié)果和解析過(guò)程，從中更進(jìn)一步領(lǐng)悟了初速度、末速度和加速度都是矢量，都有大小和方向，加速度的正負(fù)號(hào)只表示其方向；矢量的正負(fù)代表方向，為正則與選定的正方向相同，為負(fù)則與選定的正方向相反。在此探究環(huán)節(jié)中，各小組通過(guò)合作開(kāi)展推理分析、交流討論和代表發(fā)言，激勵(lì)學(xué)生樹(shù)立起嚴(yán)謹(jǐn)踏實(shí)的科學(xué)態(tài)度，鍛煉形成勇于質(zhì)疑、積極探求新知的能力，有效提升了邏輯思維水平，增強(qiáng)了責(zé)任意識(shí)。

探究3：速度和加速度的區(qū)別

教師先為學(xué)生展播兩個(gè)微視頻片段：“1.轎車(chē)急剎時(shí)速度在急速減小，加速度卻不斷在增大。2.高鐵列車(chē)在勻高速前進(jìn)，但它的加速度卻為零?！睂W(xué)生觀(guān)看微視頻后，發(fā)現(xiàn)與先前以為的“物體運(yùn)動(dòng)速度減小時(shí)，加速度也會(huì)減?。挥兴俣染鸵欢ㄓ屑铀俣取钡日J(rèn)識(shí)有極大差異，教師順勢(shì)再展示兩道辨析題：“1.磁懸浮列車(chē)的最高速度可達(dá)431km/h，它的加速度一定很大，這種說(shuō)法對(duì)嗎？為什么？2.長(zhǎng)征十一號(hào)運(yùn)載火箭在點(diǎn)火后的短時(shí)間內(nèi)，速度仍很小，它的加速度一定很小，對(duì)嗎？為什么？”教師及時(shí)利用微視頻片段和辨析題，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行討論辨析，有效改變了學(xué)生對(duì)加速度的前概念認(rèn)識(shí)誤區(qū)，使學(xué)生清晰把握了速度與加速度的區(qū)別，認(rèn)識(shí)到探索研究物理科學(xué)規(guī)律不能只憑感覺(jué)來(lái)判斷，而必須具有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和嚴(yán)密的邏輯思維。

探究4：利用x-t圖像判斷加速度

學(xué)生已學(xué)過(guò)可以應(yīng)用x-t圖像來(lái)描述物體運(yùn)動(dòng)的速度，接著，教師指導(dǎo)學(xué)生結(jié)合x(chóng)-t圖像，應(yīng)用二次函數(shù)的分析方法來(lái)判斷加速度，并鼓勵(lì)他們嘗試畫(huà)出加速度的圖像。在練習(xí)過(guò)程中，學(xué)生利用加速度公式和x-t圖像開(kāi)展對(duì)比分析，順利畫(huà)出了加速度的圖像，借助函數(shù)圖像的斜率來(lái)表示加速度，斜率的絕對(duì)值來(lái)表示加速度大小，斜率的正負(fù)表示加速度方向。在此環(huán)節(jié)，教師指導(dǎo)學(xué)生在物理學(xué)習(xí)中積極滲透和應(yīng)用數(shù)學(xué)研究方法，鼓勵(lì)他們動(dòng)手、嘗試畫(huà)出圖像，有效提升了勇于嘗試和動(dòng)手實(shí)踐能力。

探究5：加速度的應(yīng)用

（三）作業(yè)引練，總結(jié)促學(xué)

最后，在輕松愉悅的課堂氣氛中結(jié)束本節(jié)課的教學(xué)。教師及時(shí)為學(xué)生布置了課后作業(yè)：“1.完成課后探究問(wèn)題和配套練習(xí)。2.利用課余時(shí)間，調(diào)查、搜集生活中發(fā)生的交通事故典型案件，分析事故的主要原因，并指出哪些案件是由超速引發(fā)或加速度過(guò)大而造成的？”通過(guò)有針對(duì)性地開(kāi)展課后作業(yè)訓(xùn)練，繼續(xù)滲透科學(xué)態(tài)度與責(zé)任教育理念，引領(lǐng)學(xué)生鞏固本課所學(xué)知識(shí)，利用鮮活的生活案例來(lái)探討學(xué)習(xí)物理知識(shí)，進(jìn)一步增強(qiáng)社會(huì)責(zé)任感。同時(shí)，教師對(duì)學(xué)生在課堂中的小組活動(dòng)參與度、互助合作表現(xiàn)、獨(dú)立見(jiàn)解、主動(dòng)質(zhì)疑、隨堂訓(xùn)練等綜合學(xué)習(xí)情況及時(shí)做好結(jié)課分析和評(píng)價(jià)，肯定他們已獲得的學(xué)習(xí)成果，指明仍存在的不足。

五、結(jié)語(yǔ)

高中學(xué)生科學(xué)態(tài)度與責(zé)任素養(yǎng)的培育不可能一蹴而就，需要經(jīng)歷一個(gè)逐步發(fā)展的過(guò)程。在高中物理教學(xué)中，教師應(yīng)緊扣新課程標(biāo)準(zhǔn)的要求，深入研究和把握學(xué)生的學(xué)習(xí)特點(diǎn)、認(rèn)知規(guī)律和發(fā)展需求，巧設(shè)各種生活化案例和問(wèn)題，堅(jiān)持創(chuàng)新設(shè)計(jì)靈活多樣的互助合作教學(xué)方式，優(yōu)化課堂每一個(gè)環(huán)節(jié)，激勵(lì)學(xué)生主動(dòng)參與建構(gòu)物理知識(shí)，指引他們逐漸樹(shù)立起正確的世界觀(guān)、人生觀(guān)和價(jià)值觀(guān)，切實(shí)推進(jìn)物理科學(xué)態(tài)度與責(zé)任素養(yǎng)的培養(yǎng)。