滲透科學(xué)本質(zhì)觀的高中物理教學(xué)策略探析

摘 要：根據(jù)對(duì)高中物理課程的實(shí)際教學(xué)經(jīng)驗(yàn)分析，本文中，筆者依托科學(xué)本質(zhì)觀概念，先闡述了其在物理課堂中滲入的重要價(jià)值與必要意義，然后結(jié)合高中物理教材中《能量守恒定律與能源》一課，以科學(xué)概念導(dǎo)入、物理史實(shí)運(yùn)用及學(xué)生意識(shí)培養(yǎng)三個(gè)環(huán)節(jié)具體分析了科學(xué)本質(zhì)觀在物理課堂中的具體運(yùn)用舉措.

關(guān)鍵詞：高中物理;科學(xué)本質(zhì)觀;教學(xué)策略

中圖分類號(hào)：G632?? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A?? 文章編號(hào)：1008-0333（2022）24-0059-03

收稿日期：2022-05-25

作者簡介：陽洪超（1984.10-），男，湖南省衡陽人，中學(xué)一級(jí)教師，從事凝聚態(tài)物理研究.

在科學(xué)本質(zhì)觀方面，有學(xué)者進(jìn)行了一項(xiàng)研究，在研究中學(xué)者不斷改變對(duì)科學(xué)本質(zhì)的定義、不斷改變調(diào)查方法，但是種種結(jié)果都表明，在當(dāng)前社會(huì)中，大部分學(xué)生的科學(xué)本質(zhì)認(rèn)識(shí)并不完善.而培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)精神、增進(jìn)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)一直以來都是各教育界人士奮力追尋的主要目標(biāo)，因此，各教師在教學(xué)時(shí)就應(yīng)該努力挖掘知識(shí)中的科學(xué)本質(zhì)，并通過合理、科學(xué)、全面的方法將其融入學(xué)生心中，使其真正成為學(xué)生的學(xué)習(xí)習(xí)慣與學(xué)習(xí)素養(yǎng)，尤其是在高中物理的教學(xué)里，對(duì)于這門充滿了科學(xué)感的課程，各教師更應(yīng)該著眼于學(xué)生的終身成長，將科學(xué)本質(zhì)觀滲透到物理學(xué)習(xí)的方方面面.

1 物理教學(xué)與科學(xué)本質(zhì)觀的分析

科學(xué)本質(zhì)觀可以從如下三個(gè)維度進(jìn)行定義：第一，科學(xué)知識(shí)，從本質(zhì)上看，首先，科學(xué)知識(shí)應(yīng)該具有一定的客觀性，其主要來源于人對(duì)事物的客觀觀察與分析.其次，科學(xué)知識(shí)應(yīng)具有一定的暫定性，很多科學(xué)概念并非固定不變，其在時(shí)代與社會(huì)的發(fā)展中既有可能被修正，也有可能被推翻.另外，科學(xué)知識(shí)應(yīng)具有一定的繼承性，大部分科學(xué)概念或成果等的形成都來源于不止一個(gè)人的努力，很多科學(xué)家也都會(huì)在繼承前人探索結(jié)果的基礎(chǔ)上，融入自己的理解，以自己的方式證實(shí)或發(fā)現(xiàn)科學(xué)概念;第二，科學(xué)探究，從本質(zhì)上看，首先，科學(xué)探究應(yīng)該具有一定的多樣性，在對(duì)科學(xué)知識(shí)的探究過程中，人們可使用的工具或手段遠(yuǎn)不止一兩種，其程序也并非一成不變.其次，科學(xué)探究應(yīng)該具有一定的可重復(fù)性，以科學(xué)探究得出的結(jié)果應(yīng)該可以再次通過科學(xué)探究進(jìn)行驗(yàn)證，也就是說，這一結(jié)果不能隨機(jī)產(chǎn)生;第三，人類社會(huì)，從本質(zhì)上看，科學(xué)和人類社會(huì)的關(guān)系應(yīng)該具有一定的道德性，任何科學(xué)研究與發(fā)明都應(yīng)該基于道德基礎(chǔ)，不違背道德要求，不突破道德底線.

其中，在高中物理課的實(shí)際教學(xué)中，提升學(xué)生對(duì)物理科學(xué)本質(zhì)認(rèn)識(shí)的主要途徑有兩種：第一種，內(nèi)隱，即利用物理史料、物理實(shí)驗(yàn)等方法，讓學(xué)生置身于物理的科學(xué)之海，通過親身體驗(yàn)與感受，產(chǎn)生對(duì)科學(xué)本質(zhì)的初步認(rèn)知;第二種，外顯，即通過有意的講述與分析，喚起學(xué)生的科學(xué)意識(shí)，讓學(xué)生進(jìn)一步了解科學(xué)本質(zhì)觀.在實(shí)際教學(xué)里，對(duì)于像物理概念等內(nèi)容，教師可以采用內(nèi)隱的教學(xué)方法，而對(duì)于像物理知識(shí)等內(nèi)容，教師就可以利用外顯的教學(xué)方法.

2 課堂中滲入科學(xué)本質(zhì)觀的舉措

本部分中，筆者將以《能量守恒定律與能源》一課的具體課程為例講述打造科學(xué)本質(zhì)課堂的具體方法.

2.1 科學(xué)概念導(dǎo)入

高中物理知識(shí)的難度相對(duì)較高，對(duì)于基礎(chǔ)薄弱的同學(xué)而言，學(xué)習(xí)的難度大，從而導(dǎo)致了學(xué)生內(nèi)心對(duì)于物理知識(shí)的學(xué)習(xí)興趣下降.面對(duì)這樣的情況，必然需要通過課堂創(chuàng)新的形式，來吸引學(xué)生的注意力，通過由淺入深的教學(xué)模式，幫助學(xué)生打好基礎(chǔ)，提高學(xué)生的物理水平.在開展正式課堂之前，教師通過科學(xué)概念的導(dǎo)入，讓學(xué)生了解到本堂課的學(xué)習(xí)核心以及相關(guān)的理論知識(shí)，為后續(xù)的課程開展鋪墊好基礎(chǔ).當(dāng)下屬于信息化時(shí)代，技術(shù)的應(yīng)用不僅可以提高課堂教學(xué)的創(chuàng)新性，還能夠使得將重點(diǎn)的知識(shí)進(jìn)行個(gè)性化的呈現(xiàn)，加深學(xué)生的理解和對(duì)知識(shí)的印象.在開展教學(xué)的過程中，首先，利用多媒體課件展示懸空茶壺的動(dòng)態(tài)圖片，并詢問學(xué)生：“這是老師在網(wǎng)上看到的一個(gè)非常有意思的圖片，你們認(rèn)為這張圖片中所描述的內(nèi)容具有一定真實(shí)性嗎？”這種新奇的圖片能迅速吸引起學(xué)生的興趣，當(dāng)聽到教師的問題后，學(xué)生就會(huì)立刻表示：“這個(gè)茶壺是懸空的，沒有流入的水，怎么可能流出呢？這根本不符合能量守恒定律.”隨后，為學(xué)生展示飲水鳥，繼續(xù)詢問：“你們猜這個(gè)神奇的飲水鳥玩具的工作原理何在？”經(jīng)過思考，有學(xué)生會(huì)提出：“這個(gè)小裝置的原理應(yīng)該是由電池給予能量讓小鳥活動(dòng)起來.”

這時(shí)，教師就可以適時(shí)進(jìn)行知識(shí)點(diǎn)的引入：“剛剛有學(xué)生提到了能量這個(gè)詞，確實(shí)，在我們的生活中處處皆有能量，那么到底什么是能量呢？”針對(duì)這一問題，有學(xué)生會(huì)認(rèn)為“能量就是能源”，有的學(xué)生則會(huì)認(rèn)為“能量就是動(dòng)力”，其實(shí)這都不特別準(zhǔn)確，為提高學(xué)生對(duì)知識(shí)的科學(xué)認(rèn)識(shí)，教師可以采用這樣的話語對(duì)學(xué)生的回答進(jìn)行科學(xué)的總結(jié)與引導(dǎo)：“看來每一位同學(xué)對(duì)能量的認(rèn)識(shí)都不一樣，這說明雖然我們都知道什么是能量，但是很難為其下一個(gè)準(zhǔn)確的定義.從物理學(xué)的角度看，物理系統(tǒng)做功的本領(lǐng)就可以被稱之為能量，其是一種物質(zhì)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換的量度，在物理學(xué)習(xí)中，像機(jī)械能、輻射能、光能、熱能等等都是能量.”并讓學(xué)生以小組為單位，結(jié)合所學(xué)的能量分析其內(nèi)在聯(lián)系并找出其中的能量轉(zhuǎn)化.課堂的問題引入可以有效引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)思考，在物理知識(shí)的學(xué)習(xí)中，大部分的知識(shí)都是來自于生活，教師從生活方面進(jìn)行切入，可以引發(fā)學(xué)生產(chǎn)生聯(lián)想，然后開展知識(shí)挖掘和問題分析，活躍課堂學(xué)習(xí)的氛圍.

在學(xué)生的討論過程中，為促使學(xué)生討論的方向具有科學(xué)性，教師可以用如下方式進(jìn)行合理的引導(dǎo)：先為學(xué)生展示幾種常見的水果圖片，并要求學(xué)生根據(jù)圖片結(jié)合生物中所學(xué)的光合作用，思考其中的能量轉(zhuǎn)化（由太陽能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能）;然后為學(xué)生展示水力發(fā)電站，水力發(fā)電站的基本原理就是高處水流往低處時(shí)會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的水力，在水力的推動(dòng)下水輪機(jī)就會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)，動(dòng)起來的水輪機(jī)又會(huì)促使發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，這樣一來就會(huì)產(chǎn)生電能，在這一過程中也涉及到了相應(yīng)的能量轉(zhuǎn)化——從重力勢能變?yōu)閯?dòng)能，再從動(dòng)能變?yōu)闄C(jī)械能，最后由機(jī)械能變成實(shí)際所需的電能;隨后，教師就可以讓學(xué)生結(jié)合上述兩個(gè)例子與小組間對(duì)能量的討論，思考不同能量之間的關(guān)系，在這樣的引導(dǎo)下，學(xué)生能很容易想到：在一定的條件與作用下，不同的能量之間可以進(jìn)行轉(zhuǎn)化.

能量守恒知識(shí)與大家的生活息息相關(guān)，概念性的知識(shí)教學(xué)無法體現(xiàn)出物理知識(shí)的奧妙，教師將重點(diǎn)的知識(shí)內(nèi)容與生活中常見的現(xiàn)象進(jìn)行關(guān)聯(lián)，這樣能夠使得學(xué)生對(duì)于能量守恒定律有進(jìn)一步的了解.為了能夠活躍課堂教學(xué)的氛圍，通過問題的引導(dǎo)，讓學(xué)生主動(dòng)性地開展思考，通過自己的方式來驗(yàn)證能量守恒定律，進(jìn)一步提高了自身的學(xué)習(xí)效率.

2.2 物理史實(shí)運(yùn)用

在科學(xué)概念的引入下，學(xué)生的思考已經(jīng)趨向于科學(xué)性，這時(shí)，根據(jù)科學(xué)本質(zhì)觀的要求，教師就可以通過物理史實(shí)進(jìn)行合理的科學(xué)本質(zhì)滲透.在物理教學(xué)過程中要充分挖掘物理學(xué)史的功能，滲透于教學(xué)中，以物理史實(shí)為背景，創(chuàng)設(shè)適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)情境，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)物理學(xué)發(fā)展的歷史，并進(jìn)入歷史，這不但豐富了教學(xué)內(nèi)容，使課堂富有感染力，又能啟迪學(xué)生，從而提高學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力.在這一方面，教師可以先提出一個(gè)基于科學(xué)的假設(shè)：“既然能量可以轉(zhuǎn)化，那么我們能不能制造出一種永動(dòng)機(jī)，使這一機(jī)器通過源源不斷的能量轉(zhuǎn)變，在不消耗地球能源的基礎(chǔ)上，產(chǎn)生我們所需的能量呢？”同時(shí)，教師還可以為學(xué)生講述一些像達(dá)芬奇等“大咖”們?cè)谟绖?dòng)機(jī)方面的設(shè)想與構(gòu)圖，以此讓學(xué)生在科學(xué)問題的誘導(dǎo)與科學(xué)故事的吸引下產(chǎn)生科學(xué)思考的興趣.

2.3 學(xué)生意識(shí)培養(yǎng)

在當(dāng)下的教學(xué)開展過程當(dāng)中，教師應(yīng)當(dāng)有意識(shí)地培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)社會(huì)意識(shí)，通過正確的認(rèn)識(shí)和引導(dǎo)，促使學(xué)生構(gòu)建完善的科學(xué)觀，這對(duì)于學(xué)生未來的成長產(chǎn)生了直接的影響.能量守恒定律是基礎(chǔ)物理知識(shí)的重要部分.在高中階段的引導(dǎo)過程當(dāng)中，不僅需要了解能量守恒定律的基本概念，更是需要通過前期的認(rèn)識(shí)，來了解定律背后的物理事件，強(qiáng)化自身的科學(xué)意識(shí)觀.通過對(duì)能量守恒定律形成過程的講述，學(xué)生會(huì)知道這一定律開始于19世紀(jì)初，形成于19世紀(jì)40年代，為讓學(xué)生感知科學(xué)與社會(huì)的關(guān)系，形成科學(xué)社會(huì)意識(shí)，教師可以詢問學(xué)生“19世紀(jì)前世界上發(fā)生了什么物理大事件？這一大事件與能量守恒定律的產(chǎn)生有無聯(lián)系？”通過討論與思考，學(xué)生就會(huì)想到18世紀(jì)中葉的世界經(jīng)歷了一場工業(yè)革命，在工業(yè)革命中蒸汽機(jī)得以廣泛應(yīng)用，蒸汽機(jī)的使用讓人們將視野放到了能量之上，開始關(guān)注能量之間的轉(zhuǎn)化，這充分說明社會(huì)的發(fā)展能夠帶動(dòng)科學(xué)的發(fā)展，科學(xué)的進(jìn)步又能促使社會(huì)的進(jìn)步，科學(xué)與社會(huì)相輔相成，因此要想更好生活就必然要關(guān)注科學(xué).高中物理教學(xué)注重的是學(xué)生多方面的能力培養(yǎng)，將重點(diǎn)集中在學(xué)生的成績上，無法真正的體現(xiàn)出物理教學(xué)的價(jià)值所在.社會(huì)的發(fā)展與科學(xué)的進(jìn)步有著密切的聯(lián)系，在第一次工業(yè)革命中，人們開始建立了初步的科學(xué)觀，對(duì)于基本的科學(xué)概念有了進(jìn)一步的認(rèn)知.在發(fā)展的過程中，科學(xué)知識(shí)直接影響到了社會(huì)的發(fā)展，在第二次工業(yè)革命中，人們利用所掌握的科學(xué)知識(shí)構(gòu)建了各種新型機(jī)器，提高了人們的生活水平.在當(dāng)代社會(huì)下，大多數(shù)的人們都建立了相應(yīng)的科學(xué)觀，生活中簡單的科學(xué)概念有了一定的認(rèn)知，這也證明了科學(xué)對(duì)于社會(huì)發(fā)展以及人們生活的影響.

在本課的教學(xué)中，為繼續(xù)提高學(xué)生對(duì)能源的正確認(rèn)識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生節(jié)約能源、保護(hù)地球的觀念，教師可以結(jié)合社會(huì)實(shí)情讓學(xué)生思考“能源的不斷發(fā)展與使用，為社會(huì)生活帶來了什么影響？”從火到煤再到石油等等能源物質(zhì)的使用，為人們生活帶來了許多便利，但是在便利之余，像溫室效應(yīng)、大氣污染等環(huán)境問題也隨之而來，基于這些問題，目前科學(xué)家們正在致力于尋找像太陽能等更清潔、更環(huán)保的能源，以此利用人與自然的友好相處，保護(hù)地球環(huán)境.在這樣的引導(dǎo)下，學(xué)生不僅會(huì)從內(nèi)心深處產(chǎn)生科學(xué)利用資源的意識(shí)，還會(huì)初步形成為社會(huì)發(fā)展繼續(xù)探索科學(xué)本質(zhì)的意愿，繼而充分實(shí)現(xiàn)學(xué)生在物理科目中的可持續(xù)發(fā)展.在構(gòu)建正確的科學(xué)價(jià)值觀時(shí)，學(xué)生能夠更加尊重科學(xué)，善于挖掘生活中的科學(xué)知識(shí).

在高中階段物理課的教學(xué)里滲入科學(xué)本質(zhì)觀具有一定的可行性與科學(xué)性，其中，在利用科學(xué)本質(zhì)觀組織物理教學(xué)時(shí)，各教師應(yīng)結(jié)合教材具體內(nèi)容、學(xué)生興趣指向與課堂實(shí)際安排等多方位因素，以恰當(dāng)?shù)姆绞?，選取合適的時(shí)機(jī)在潛移默化中提升學(xué)生的科學(xué)本質(zhì)認(rèn)知.

參考文獻(xiàn)：

[1]

張孟影，袁海泉.研讀高中物理課標(biāo)開展科學(xué)本質(zhì)教學(xué)[J].物理教學(xué)探討，2020（3）：29-33.

[責(zé)任編輯：李 璟]