高中物理對(duì)學(xué)生科學(xué)態(tài)度與責(zé)任方面的培養(yǎng)

■天津市實(shí)驗(yàn)中學(xué) 石炳樂(lè)

中學(xué)物理是科學(xué)課程中非常重要的一門(mén)課，它對(duì)人們了解客觀世界、學(xué)習(xí)探索世界的方法、培養(yǎng)科學(xué)的思維、形成科學(xué)的態(tài)度與責(zé)任等都有非常重要的作用。《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》（以下簡(jiǎn)稱《標(biāo)準(zhǔn)》）將科學(xué)態(tài)度與責(zé)任素養(yǎng)劃為了物理學(xué)科核心素養(yǎng)的重要組成。科學(xué)態(tài)度與責(zé)任素養(yǎng)，既是物理教學(xué)價(jià)值的深層次體現(xiàn)，也是物理學(xué)習(xí)的高層次追求?；凇稑?biāo)準(zhǔn)》的指導(dǎo)，本研究從學(xué)生和教師兩方面入手，分析了高中物理對(duì)學(xué)生科學(xué)態(tài)度與責(zé)任培養(yǎng)的現(xiàn)狀，提出了培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)態(tài)度與責(zé)任的幾點(diǎn)策略，以期對(duì)深入推進(jìn)高中物理課程改革、做好科學(xué)態(tài)度與責(zé)任培養(yǎng)提供一定指引。

一、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任教育的理論基礎(chǔ)

（一）概念界定

科學(xué)態(tài)度與責(zé)任素養(yǎng)是物理學(xué)習(xí)的高層次追求，為明確其意涵，本文結(jié)合《標(biāo)準(zhǔn)》，從科學(xué)本質(zhì)、科學(xué)態(tài)度、社會(huì)責(zé)任這三個(gè)方面進(jìn)行界定。就科學(xué)本質(zhì)而言，物理學(xué)科教育要反映科學(xué)的本質(zhì)，在物理學(xué)科領(lǐng)域，對(duì)科學(xué)本質(zhì)教育的開(kāi)展與行進(jìn)已有數(shù)十年歷史，科學(xué)本質(zhì)也逐漸從“小眾”走向“大眾”，當(dāng)下，它已成為物理學(xué)科教師必須學(xué)習(xí)、探討，學(xué)生必須理解、掌握的內(nèi)容之一。就科學(xué)態(tài)度說(shuō)，可分為三種，一是研究物理及相關(guān)內(nèi)容時(shí)表現(xiàn)出的情感，二是對(duì)物理研究時(shí)原有的認(rèn)知成分，三是對(duì)待與物理相關(guān)的知識(shí)、實(shí)驗(yàn)所作的反應(yīng)、持有的態(tài)度，當(dāng)前的物理學(xué)科教育較為重視學(xué)生的思維和能力，對(duì)態(tài)度缺乏一定的關(guān)注。就社會(huì)責(zé)任說(shuō)，它是人在學(xué)習(xí)物理時(shí)必須承擔(dān)起的責(zé)任，包括承擔(dān)自己行為的后果，提高應(yīng)用物理知識(shí)的能力等。

（二）高中物理中的科學(xué)態(tài)度與責(zé)任

作為《標(biāo)準(zhǔn)》中提出的核心素養(yǎng)之一，高中物理中的科學(xué)態(tài)度與責(zé)任正日益受到重視，并從生活走向物理，從物理走向社會(huì)。其意涵主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面：首先，學(xué)生對(duì)科學(xué)本質(zhì)有明確的認(rèn)知，如知道科學(xué)知識(shí)建構(gòu)以觀察和經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)、明確科學(xué)知識(shí)不是絕對(duì)真理等，在有了正確科學(xué)觀的基礎(chǔ)上，客觀地進(jìn)行科學(xué)探究；其次，形成科學(xué)的世界觀、人生觀、價(jià)值觀，能夠踐行可持續(xù)發(fā)展的教育理念，如節(jié)約資源、愛(ài)護(hù)環(huán)境、熱愛(ài)生命等。在高中物理教學(xué)中，教師應(yīng)積極主動(dòng)地融合科學(xué)態(tài)度與責(zé)任的意涵，優(yōu)化課程標(biāo)準(zhǔn)、改善課程內(nèi)容，提出行之有效的培養(yǎng)策略，以應(yīng)對(duì)當(dāng)下學(xué)生高中物理學(xué)習(xí)中面臨的相關(guān)問(wèn)題，增強(qiáng)學(xué)生的綜合素養(yǎng)。

二、高中物理對(duì)學(xué)生科學(xué)態(tài)度與責(zé)任培養(yǎng)的現(xiàn)狀

（一）學(xué)生方面

不同階段的高中生對(duì)物理的科學(xué)態(tài)度與責(zé)任是不同的，其中，高二年級(jí)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度與責(zé)任水平略強(qiáng)于高一年級(jí)，原因在于學(xué)生經(jīng)過(guò)一年的物理及其他學(xué)科的“熏陶”，對(duì)科學(xué)的認(rèn)知更加深化，態(tài)度更加積極。相比之下，高三年級(jí)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度與責(zé)任水平呈下降趨勢(shì)，原因在于高三年級(jí)面臨高考的巨大壓力，課業(yè)任務(wù)繁重。學(xué)生自相對(duì)輕松的高一、高二升入高三，一方面要面臨更多的課業(yè)安排，如刷題、考試、模擬等，另一方面各個(gè)學(xué)科的教師都會(huì)搶占學(xué)生的自習(xí)和課余時(shí)間，與物理學(xué)科相關(guān)的科學(xué)探究活動(dòng)、物理實(shí)驗(yàn)活動(dòng)被大大壓縮，并轉(zhuǎn)化為了“在書(shū)桌前學(xué)習(xí)”，導(dǎo)致學(xué)生以疲憊甚至消極的情感去應(yīng)付物理學(xué)科的科學(xué)探究活動(dòng)、物理實(shí)驗(yàn)活動(dòng)。物理學(xué)科的科學(xué)性較強(qiáng)，需要借助科學(xué)思維、通過(guò)科學(xué)探究來(lái)解決問(wèn)題，而上述活動(dòng)的消失以及學(xué)生的消極情緒，都不利于學(xué)生科學(xué)態(tài)度與責(zé)任的培育。

（二）教師方面

教師作為物理學(xué)科的傳授者，對(duì)學(xué)生科學(xué)態(tài)度與責(zé)任的認(rèn)知、落實(shí)，都會(huì)對(duì)學(xué)生產(chǎn)生較為深遠(yuǎn)的影響。在認(rèn)知上，好的物理教育應(yīng)培養(yǎng)學(xué)生的終身學(xué)習(xí)意識(shí)、責(zé)任擔(dān)當(dāng)意識(shí)以及解決問(wèn)題的能力，才能讓學(xué)生擁有健全人格，并對(duì)社會(huì)做出貢獻(xiàn)。當(dāng)下，高中物理教師普遍重視科學(xué)態(tài)度與責(zé)任教育，認(rèn)為這樣能推動(dòng)學(xué)生的全面發(fā)展，并愿意在教學(xué)過(guò)程中滲透相關(guān)理念。但也存在一部分教師辨不清主次，優(yōu)先關(guān)注物理觀念、科學(xué)思維，最后關(guān)注科學(xué)態(tài)度與責(zé)任。在落實(shí)上，真正將理論應(yīng)用于實(shí)踐絕非易事，目前，大部分教師都在積極落實(shí)科學(xué)態(tài)度與責(zé)任教育，并能引入“說(shuō)一說(shuō)”“做一做”等探究活動(dòng)，激發(fā)學(xué)生的主體性。但也存在一部分教師缺乏合理方法，不能充分利用各類活動(dòng)或閱讀材料，不利于提升學(xué)生的動(dòng)手能力和科學(xué)思維。

三、高中物理對(duì)學(xué)生科學(xué)態(tài)度與責(zé)任培養(yǎng)的策略

（一）做好榜樣示范

在對(duì)學(xué)生科學(xué)態(tài)度與責(zé)任的培養(yǎng)中，教師做好榜樣示范功不可沒(méi)。教師作為學(xué)生學(xué)習(xí)和發(fā)展的引路人，他們的一言一行、一舉一動(dòng)都會(huì)被學(xué)生看到、被學(xué)生效仿，因此，在對(duì)學(xué)生科學(xué)態(tài)度與責(zé)任的培養(yǎng)中，榜樣示范可以起到重要的引領(lǐng)作用。為此，高中物理教師首先應(yīng)提升自身的核心素養(yǎng)，要意識(shí)到科學(xué)態(tài)度與責(zé)任對(duì)自身教學(xué)的實(shí)際意義，在教學(xué)中要設(shè)定明確的教學(xué)目標(biāo)，采取積極的教學(xué)手段，不斷滲透科學(xué)態(tài)度與責(zé)任教育。例如，在講授“實(shí)驗(yàn)：探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”時(shí)，教師不能采用“單純教授+板書(shū)”的形式，而應(yīng)準(zhǔn)備好實(shí)驗(yàn)器材，做好實(shí)驗(yàn)規(guī)劃，扎扎實(shí)實(shí)做好實(shí)驗(yàn)教學(xué)，與學(xué)生一起探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律。特別是在使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打點(diǎn)時(shí)，要注意換上新紙帶，重復(fù)操作兩次，這樣學(xué)生就會(huì)注意到教師這一重復(fù)的動(dòng)作，并分析其背后的物理理論和實(shí)驗(yàn)知識(shí)。

其次，要轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的應(yīng)試教育觀念，明確分?jǐn)?shù)不是第一位的，物理學(xué)科教育的目標(biāo)是培養(yǎng)全面發(fā)展的人，通過(guò)加強(qiáng)師生溝通、積極聯(lián)系社會(huì)熱點(diǎn)等方式，激起學(xué)生對(duì)科學(xué)態(tài)度與責(zé)任教育的興趣與思考。例如，在講授“速度變化快慢的描述——加速度”時(shí)，就可以利用提問(wèn)與溝通，先提問(wèn)“汽車和火車同向行駛，速度都在增加，但速度增加的快慢不一樣，這是為什么？”來(lái)引出加速度的概念，然后再讓學(xué)生舉一些例子，說(shuō)明“速度大”“速度變化大”“速度變化得快”描述的是三種不同的情況，從而讓學(xué)生進(jìn)一步思考什么是“加速度”。

此外，要樹(shù)立終身學(xué)習(xí)觀念，教師應(yīng)利用自身的人格去感染學(xué)生，物理教師的知識(shí)越豐富、教學(xué)態(tài)度越嚴(yán)謹(jǐn)，就越能引導(dǎo)學(xué)生形成正確的科學(xué)觀，養(yǎng)成積極的科學(xué)態(tài)度。例如，教師在幫助學(xué)生解答有關(guān)電場(chǎng)、磁場(chǎng)的應(yīng)用題時(shí)，也可能出現(xiàn)解錯(cuò)的情況，這可能是存在推理上的錯(cuò)誤，也可能是題目本身有問(wèn)題。對(duì)此，教師應(yīng)主動(dòng)承認(rèn)這一錯(cuò)誤，并及時(shí)糾正，讓學(xué)生真正看到教師對(duì)物理、對(duì)知識(shí)及對(duì)學(xué)生的尊重。

（二）深化物理學(xué)史

高中物理對(duì)學(xué)生的抽象思維能力、邏輯思考能力要求很高，面對(duì)復(fù)雜的推理、繁多的公式，學(xué)生很容易產(chǎn)生枯燥無(wú)味之感，從而漸漸失去對(duì)物理的興趣，更不用提科學(xué)態(tài)度與責(zé)任培養(yǎng)了。對(duì)此，教師應(yīng)利用好物理學(xué)史。正所謂“以銅為鏡，可以正衣冠；以古為鏡，可以知興替”。物理學(xué)史是人類探索物理世界的歷程，展示著物理學(xué)思想的發(fā)展和演進(jìn)，能讓學(xué)生沉浸其中，感受當(dāng)時(shí)的歷史和社會(huì)背景，理解物理學(xué)探究過(guò)程的有趣、特色與艱難，并逐漸認(rèn)識(shí)科學(xué)的本質(zhì)。教師應(yīng)首先確定選題、選擇承載科學(xué)本質(zhì)教育的物理學(xué)科教學(xué)內(nèi)容，繼而檢索梳理相關(guān)物理學(xué)史資源進(jìn)行深入挖掘，再結(jié)合《標(biāo)準(zhǔn)》和學(xué)生實(shí)際、建構(gòu)授課內(nèi)容。有了明確的教學(xué)目標(biāo)、實(shí)施路徑后，在具體的教學(xué)實(shí)踐中，還要讓學(xué)生去觀察科學(xué)探究的過(guò)程，感受科學(xué)探究的多樣性，從而促進(jìn)科學(xué)本質(zhì)的教育。

以“天文學(xué)”為例，作為各門(mén)科學(xué)發(fā)展之始，在哥白尼提出了日心說(shuō)之后，天文學(xué)的下一大步是由神圣羅馬帝國(guó)的開(kāi)普勒（1571—1630 年）邁出的，他的見(jiàn)解同哥白尼相同，并提出了著名的開(kāi)普勒三大定律；接下來(lái)是意大利人伽利略（1564—1642年），他是那個(gè)時(shí)代最著名的科學(xué)家，對(duì)亞里士多德的落體定律提出了質(zhì)疑，并在比薩斜塔上做了實(shí)驗(yàn)。教師應(yīng)向?qū)W生講述這一過(guò)程，指出物理學(xué)發(fā)展的艱難以及“一步一個(gè)腳印”，每一個(gè)后人的物理學(xué)發(fā)現(xiàn)就是在前人探索出的真相上實(shí)現(xiàn)的，讓學(xué)生更直觀地了解真實(shí)的物理，這樣可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，對(duì)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)本質(zhì)教育。

（三）聯(lián)系社會(huì)生活

高中物理科學(xué)態(tài)度與責(zé)任的培育應(yīng)以回歸生活為目的。如果進(jìn)行了科學(xué)態(tài)度與責(zé)任培育之后，學(xué)生不能將此運(yùn)用在生活中，形成良好的社會(huì)責(zé)任感，那么，此前的培養(yǎng)目的、培育方式方法都需要進(jìn)行反思。在物理課堂滲透科學(xué)態(tài)度與責(zé)任時(shí)，教師除了要介紹相關(guān)的物理知識(shí)、前沿知識(shí)，還要有意地與生活聯(lián)系起來(lái)，培育學(xué)生的科學(xué)態(tài)度與責(zé)任意識(shí)。如在講述“牛頓力學(xué)”時(shí)，可以用現(xiàn)實(shí)生活中的交通安全問(wèn)題舉例，包括超速、不系安全帶、追尾等，這些不僅蘊(yùn)含有豐富的力學(xué)知識(shí)，能夠激發(fā)學(xué)生的思維，還能讓學(xué)生從心底樹(shù)立起不超速、不酒駕、系好安全帶等安全意識(shí)，提高綜合素養(yǎng)。

而在遇到一些現(xiàn)實(shí)生活中的案例或現(xiàn)象時(shí)，就應(yīng)主動(dòng)與物理學(xué)聯(lián)系起來(lái)，如《民法典》規(guī)定的嚴(yán)禁高空拋物，教師可以借此引導(dǎo)學(xué)生思考一枚硬幣從18樓落下的問(wèn)題，首先提問(wèn)“硬幣是不是越落越快？”當(dāng)學(xué)生經(jīng)過(guò)爭(zhēng)論，達(dá)成一致后，再邀請(qǐng)一位學(xué)生回答“硬幣是越落越快，從哪里可以看出，硬幣剛離開(kāi)18樓時(shí)幾乎是靜止的，落地前已經(jīng)相當(dāng)快”；待學(xué)生回答完畢后，教師再進(jìn)行追問(wèn)“只說(shuō)硬幣越落越快，還不夠，誰(shuí)能說(shuō)出硬幣下落速度變化？”又有學(xué)生回答：“硬幣越落越快，就是它的速度正比于落下的距離。比如，它落下2 米時(shí)的速度是落下1 米時(shí)速度的兩倍?！逼渌麑W(xué)生接著回答：“我看是硬幣的速度正比于落下的時(shí)間，它下落2 秒后的速度是下落1 秒后速度的兩倍”緊接著，又有學(xué)生說(shuō)“你們都說(shuō)速度的變化，可是速度很難測(cè)量，還不如說(shuō)落下的距離。比如，在第1 秒內(nèi)下落是距離是1，在第2 秒內(nèi)下落的距離就是2，在第3秒內(nèi)下落的距離就是3，等等。我這個(gè)想法容易用實(shí)驗(yàn)來(lái)檢驗(yàn)?！睂W(xué)生熱烈討論，莫衷一是，最終由教師提議“明天在實(shí)驗(yàn)室做實(shí)驗(yàn)”，讓學(xué)生對(duì)速度、加速度、動(dòng)能等產(chǎn)生更深刻的理解和認(rèn)識(shí)，也讓學(xué)生進(jìn)一步思考高空拋物對(duì)人可能造成的危險(xiǎn)與傷害。

（四）強(qiáng)化科學(xué)實(shí)踐

物理學(xué)的發(fā)展，推動(dòng)了工業(yè)、農(nóng)業(yè)和信息技術(shù)等方面的進(jìn)步，引發(fā)了一次次的產(chǎn)業(yè)革命，改變了人類的生產(chǎn)和生活方式，技術(shù)的進(jìn)步尤為物理學(xué)的研究提供了更強(qiáng)大的手段，并引發(fā)人們對(duì)物理問(wèn)題進(jìn)行更深入的思考，從而反過(guò)來(lái)促進(jìn)物理學(xué)的發(fā)展。實(shí)踐出真知，物理學(xué)作為實(shí)踐的科學(xué)，教師在教學(xué)時(shí)必須強(qiáng)化物理實(shí)踐，讓學(xué)生課堂上進(jìn)行真正的科學(xué)探究和深化科學(xué)的實(shí)質(zhì)，學(xué)會(huì)用科學(xué)來(lái)解釋客觀事物?？茖W(xué)實(shí)驗(yàn)的具體流程可以歸納為以下幾個(gè)步驟：一是學(xué)習(xí)核心知識(shí)，提升實(shí)踐能力?？茖W(xué)實(shí)踐必須以知識(shí)為依托，正所謂“不打無(wú)準(zhǔn)備之仗”，教師要先夯實(shí)學(xué)生的物理學(xué)基礎(chǔ)，讓學(xué)生學(xué)會(huì)如何在實(shí)踐中運(yùn)用知識(shí)，從而能有準(zhǔn)備、有方向地進(jìn)行實(shí)踐。二是要界定探究問(wèn)題，設(shè)計(jì)實(shí)踐方案。在進(jìn)行科學(xué)實(shí)踐之前，教師要先把握好方向，讓學(xué)生知道自己要解決怎樣的問(wèn)題，并對(duì)相關(guān)的實(shí)踐問(wèn)題進(jìn)行界定，并進(jìn)行有針對(duì)性的設(shè)計(jì)，教師也要給予適當(dāng)?shù)慕ㄗh。三是進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果。在實(shí)驗(yàn)探究中，可以利用小組合作的方式，讓每個(gè)人都參與進(jìn)來(lái)，完成自己的任務(wù)，遇到不合理的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)要及時(shí)調(diào)整，期間教師可在一旁觀察指導(dǎo)，對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)和數(shù)據(jù)進(jìn)行分析指正。

例如，在講述“胡克定律”時(shí)，除了要講述相關(guān)的概念——物體在發(fā)生形變后，如果撤去作用力能夠恢復(fù)原狀，這種形變就叫作彈性形變，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，彈簧發(fā)生彈性形變時(shí)，彈力F的大小跟彈簧伸長(zhǎng)（或縮短）的長(zhǎng)度x成正比，即“F=kx”，這個(gè)規(guī)律是由英國(guó)科學(xué)家胡克發(fā)現(xiàn)的，所以叫胡克定律。此次開(kāi)展實(shí)驗(yàn)過(guò)程如下：首先要準(zhǔn)備好實(shí)驗(yàn)器材，包括彈簧、鉤碼、試驗(yàn)記錄表格、鐵架臺(tái)等，并向?qū)W生拋出問(wèn)題“彈簧在彈性限度內(nèi)，彈力大小與其伸長(zhǎng)量有什么關(guān)系呢？”其次，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)——將彈簧上端固定在鐵架臺(tái)的橫桿上，觀察彈簧自由下垂時(shí)下端所到達(dá)的刻度位置，然后在彈簧下端懸掛不同質(zhì)量的鉤碼，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)記錄表格，記錄彈簧在不同拉力下伸長(zhǎng)的長(zhǎng)度；再次，要求學(xué)生作出F-x圖像，以彈簧所受彈力F為縱坐標(biāo)，以彈簧伸長(zhǎng)x為橫坐標(biāo)，建立直角坐標(biāo)系，根據(jù)所得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，在坐標(biāo)紙上描點(diǎn)并作出圖像，并提問(wèn)“由F-x 圖像能得到什么結(jié)論？”通過(guò)這一實(shí)驗(yàn)，提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，促進(jìn)學(xué)生科學(xué)態(tài)度與責(zé)任的發(fā)展。

四、結(jié)語(yǔ)

總之，科學(xué)態(tài)度與責(zé)任是物理核心素養(yǎng)的內(nèi)容之一，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度與責(zé)任對(duì)社會(huì)和個(gè)人的發(fā)展都有重要的意義。本文論述了科學(xué)態(tài)度與責(zé)任教育的理論基礎(chǔ)與相關(guān)概念，分析了高中物理對(duì)學(xué)生科學(xué)態(tài)度與責(zé)任培養(yǎng)的現(xiàn)狀，提出應(yīng)通過(guò)做好榜樣示范、深化物理學(xué)史、聯(lián)系社會(huì)生活、強(qiáng)化科學(xué)實(shí)踐，為做好高中物理科學(xué)態(tài)度與責(zé)任教育提供一定參考。