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物理教学中“科学态度与责任”培养策略初探

2018-10-23杨雨雨黄树清

考试周刊 2018年92期
关键词:单摆物理教学核心素养

杨雨雨 黄树清

摘要:在新一轮的物理教学改革中,核心素养成为教育工作者关注的热点。但很多教师往往更加注重学生物理观念、科学思维、实验探究素养的培养,而容易忽视科学态度与责任感的培养。本文在介绍科学态度与责任素养定义的基础上结合物理教学,提出了一些提升学生科学态度与责任感的策略。

关键词:核心素养;物理教学;科学本质;单摆

高中物理学科核心素养主要包括物理观念、科学思维、实验探究、科学态度与责任感四个方面。但在制定教学目标时,教师往往比较容易关注到对于学生物理观念、科学思维和实验探究素养的培养,而较容易忽视对于“科学态度与责任”的培养,相关的教学研究也较少。本文基于此提出一些在教学中对于学生“科学态度与责任”培养的一些策略,以期能为优化高中物理课堂教学提出一些建议。“科学态度与责任”素养是指,了解科学的本质,具有科学的探索精神和实验精神,拥有社会责任感。在物理教学中,我们可以通过联系物理学史、物理实验和现代科技,创设物理情境帮助学生建构知识的同时,树立正确的科学态度与社会责任感。

一、 学习物理学史了解科学本质

科学的本质主要包括科学知识、科学过程与方法以及科学事业等。物理学的发展经历了许多曲折的过程。许多科学家为物理学的发展做出了巨大的贡献,在物理教学中,通过学习物理学史,学生可以了解物理的文化和发展,学习科学家研究物理问题的科学方法、科学研究的过程,能够更为透彻的理解科学本质。

例如,在“单摆的运动”一课教学中,呈现伽利略在不同阶段对单摆的研究。通对这一史实的学习,学生能够更为透彻的理解伽利略对此的研究过程、方法以及成果,除了学习到了科学知识,还认识到了研究科学的过程和方法。

伽利略对单摆的研究,源于一次在教堂看到了教堂的拱顶的吊灯受到风吹来回摆动,而且来回摆动的时间似乎是相等的。通过比较脉搏跳动的时间,他发现吊灯来回摆动的时间是相等的。接着善于思考的伽利略又冒出一个疑问,如果风力变大吊灯摆得高了一些,每一次摆动的时间还相等吗?之后他首先进行了猜想:可能摆动的角越大,吊灯的质量越大,摆动的时间越长。为了验证这一猜想,他用一根细线和铁球做成一个摆,替代吊灯进行实验。最后发现只要保持足够小的偏角,对于同样摆长的摆,即使铁球的质量、摆动的幅度不等,来回摆动的时间却是相等的,这在物理学中叫作“摆的等时性原理”。伽利略还利用这一规律,制作了用于医学的脉搏计。

归纳伽利略科学研究的过程和方法:观察——分析——猜想——实验验证——总结规律。提示学生课后开展研究活动,阅读科学家传记的科普读物,了解科学家的生活以及研究经历,了解科学家们专研物理的科学态度和科学方法,学习科学家们勇于探索的科学精神和奉献精神。

二、 实验探究培养科学的探索和实验精神

实验是物理教学中的重要组成部分,若我们能在物理教学中创设有趣的实验情境,让学生参与其中,不仅能增加学生学习物理的兴趣,使学生积极主动地参与学习,还可以在这个过程中培养学生的创新思维和实践能力。还可通过实验教学,培养学生的探索精神和实验精神。

例如,在“单摆”这节课的教学中对于单摆周期的探究,可让学生进行实验活动,亲自参与实验情境,经历实验过程,探索科学规律,了解和学习科学探究的方法。

实验活动1:在课堂中给出实验器材,学生根据自己的猜想与假设设计实验,选出适合自己的实验器材小组合作完成实验。对于单摆周期与什么有关找出变量,限定变量再设计实验控制变量,探究影响单摆周期的因素。通过比较不同的小球对于同样长度的摆长的运动周期,学生可以发现单摆的运动周期与小球的质量无关。根据对同一小球在不同摆长下的数据处理,学生可以直观的了解到单摆的运动周期T的二次方与摆长成正比。

这样一来,学生对单摆周期与摆长的关系,不再只是来自于科学提出的关系,而是自己亲身经历、亲自通过实验探索得到的。这也提示学生对待未知的事物,我们需要具有科学探索和实验精神,任何事物都要经过事实的检验,才会成为真正的知识,只有经过自己实际的检验,才会真正成为自己的知识。

三、 利用科技發展成果培养社会责任感

现代科技的发展不仅仅为我们的生活带来了很大的益处,也为我们平时的教学提供了丰富的素材。我们在生活中要积极关注科学、技术、环境的联系,挖掘教学资源,优化教学内容,努力体现物理教学立德树人的作用。

例如,对单摆的回复力的分析,向学生抛出问题“如果小不受重力小球会如何运动”。学生通过受力分析可以判断出,小球会做圆周运动,但学生对这一物理现象的理解是抽象的。如果能结合实际实验,学生对这一现象的理解就会更加理性和透彻。而在现实生活中我们是很难完成这种不受重力影响的实验的,但这个时候我们就可以利用多媒体设备,播放宇航员王亚萍在“天宫一号”所做的单摆实验,学生可以直观地看到“单摆”在太空中做圆周运动。这将会使他们对自己的猜想产生肯定的心理,也会使他们对物理学的推理和物理规律更加的有信心。

“天宫一号太空授课”不仅展示了太空中的“单摆”运动,还演示了其他的一些物理实验在无重力环境下的实验现象。安排学生课后进行调查研究活动,了解天空一号的发射历程,观看“天空一号太空授课”的完整片断。这样便可将课上的学习延伸到课后,一方面可以让学生了解到不同的环境下物理实验的不同现象,增加他们对相关的物理知识的理解。另一方面学生了解我国科技发展,感受我国在科技领域取得的重大成就,激发他们的爱国精神,也让学生意识到自己作为一名中华儿女肩负着中华民族伟大复兴的历史责任,有利于培养学生的爱国情怀和社会责任感。

本文提出了在物理教学中提升“科学态度与责任”素养的一些例子,但培养学生的“科学态度与责任感”不是一节课或几节课的教学就能够实现的,素养及能力的形成是一个长期的过程,这需要我们的老师做出更多的努力。

参考文献:

[1]徐铁刚.加强物理学史教育培养学生科学素养[J].湖南教育(C版),2017(07):56-57.

[2]蔡铁权,陈丽华.体现科学本质的科学教学[J].全球教育展望,2012,41(10):84-90.

[3]余波.高中物理核心素养的内涵与培养途径[J].高中数理化,2017(16):39.

[4]朱玲娟.基于核心素养的物理实验的教学研究[J].考试周刊,2018(36):168.

作者简介:

杨雨雨,黄树清,福建省福州市,福建师范大学物理与能源学院。

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