高中物理對學生科學態度與責任方面的培養

■天津市實驗中學 石炳樂

中學物理是科學課程中非常重要的一門課，它對人們了解客觀世界、學習探索世界的方法、培養科學的思維、形成科學的態度與責任等都有非常重要的作用。《普通高中物理課程標準（2017年版）》（以下簡稱《標準》）將科學態度與責任素養劃為了物理學科核心素養的重要組成?？茖W態度與責任素養，既是物理教學價值的深層次體現，也是物理學習的高層次追求?；凇稑藴省返闹笇В狙芯繌膶W生和教師兩方面入手，分析了高中物理對學生科學態度與責任培養的現狀，提出了培養學生科學態度與責任的幾點策略，以期對深入推進高中物理課程改革、做好科學態度與責任培養提供一定指引。

一、科學態度與責任教育的理論基礎

（一）概念界定

科學態度與責任素養是物理學習的高層次追求，為明確其意涵，本文結合《標準》，從科學本質、科學態度、社會責任這三個方面進行界定。就科學本質而言，物理學科教育要反映科學的本質，在物理學科領域，對科學本質教育的開展與行進已有數十年歷史，科學本質也逐漸從“小眾”走向“大眾”，當下，它已成為物理學科教師必須學習、探討，學生必須理解、掌握的內容之一。就科學態度說，可分為三種，一是研究物理及相關內容時表現出的情感，二是對物理研究時原有的認知成分，三是對待與物理相關的知識、實驗所作的反應、持有的態度，當前的物理學科教育較為重視學生的思維和能力，對態度缺乏一定的關注。就社會責任說，它是人在學習物理時必須承擔起的責任，包括承擔自己行為的后果，提高應用物理知識的能力等。

（二）高中物理中的科學態度與責任

作為《標準》中提出的核心素養之一，高中物理中的科學態度與責任正日益受到重視，并從生活走向物理，從物理走向社會。其意涵主要體現在兩個方面：首先，學生對科學本質有明確的認知，如知道科學知識建構以觀察和經驗為基礎、明確科學知識不是絕對真理等，在有了正確科學觀的基礎上，客觀地進行科學探究；其次，形成科學的世界觀、人生觀、價值觀，能夠踐行可持續發展的教育理念，如節約資源、愛護環境、熱愛生命等。在高中物理教學中，教師應積極主動地融合科學態度與責任的意涵，優化課程標準、改善課程內容，提出行之有效的培養策略，以應對當下學生高中物理學習中面臨的相關問題，增強學生的綜合素養。

二、高中物理對學生科學態度與責任培養的現狀

（一）學生方面

不同階段的高中生對物理的科學態度與責任是不同的，其中，高二年級學生的科學態度與責任水平略強于高一年級，原因在于學生經過一年的物理及其他學科的“熏陶”，對科學的認知更加深化，態度更加積極。相比之下，高三年級學生的科學態度與責任水平呈下降趨勢，原因在于高三年級面臨高考的巨大壓力，課業任務繁重。學生自相對輕松的高一、高二升入高三，一方面要面臨更多的課業安排，如刷題、考試、模擬等，另一方面各個學科的教師都會搶占學生的自習和課余時間，與物理學科相關的科學探究活動、物理實驗活動被大大壓縮，并轉化為了“在書桌前學習”，導致學生以疲憊甚至消極的情感去應付物理學科的科學探究活動、物理實驗活動。物理學科的科學性較強，需要借助科學思維、通過科學探究來解決問題，而上述活動的消失以及學生的消極情緒，都不利于學生科學態度與責任的培育。

（二）教師方面

教師作為物理學科的傳授者，對學生科學態度與責任的認知、落實，都會對學生產生較為深遠的影響。在認知上，好的物理教育應培養學生的終身學習意識、責任擔當意識以及解決問題的能力，才能讓學生擁有健全人格，并對社會做出貢獻。當下，高中物理教師普遍重視科學態度與責任教育，認為這樣能推動學生的全面發展，并愿意在教學過程中滲透相關理念。但也存在一部分教師辨不清主次，優先關注物理觀念、科學思維，最后關注科學態度與責任。在落實上，真正將理論應用于實踐絕非易事，目前，大部分教師都在積極落實科學態度與責任教育，并能引入“說一說”“做一做”等探究活動，激發學生的主體性。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或閱讀材料，不利于提升學生的動手能力和科學思維。

三、高中物理對學生科學態度與責任培養的策略

（一）做好榜樣示范

在對學生科學態度與責任的培養中，教師做好榜樣示范功不可沒。教師作為學生學習和發展的引路人，他們的一言一行、一舉一動都會被學生看到、被學生效仿，因此，在對學生科學態度與責任的培養中，榜樣示范可以起到重要的引領作用。為此，高中物理教師首先應提升自身的核心素養，要意識到科學態度與責任對自身教學的實際意義，在教學中要設定明確的教學目標，采取積極的教學手段，不斷滲透科學態度與責任教育。例如，在講授“實驗：探究小車速度隨時間變化的規律”時，教師不能采用“單純教授+板書”的形式，而應準備好實驗器材，做好實驗規劃，扎扎實實做好實驗教學，與學生一起探究小車速度隨時間變化的規律。特別是在使用打點計時器在紙帶上打點時，要注意換上新紙帶，重復操作兩次，這樣學生就會注意到教師這一重復的動作，并分析其背后的物理理論和實驗知識。

其次，要轉變傳統的應試教育觀念，明確分數不是第一位的，物理學科教育的目標是培養全面發展的人，通過加強師生溝通、積極聯系社會熱點等方式，激起學生對科學態度與責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，就可以利用提問與溝通，先提問“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？”來引出加速度的概念，然后再讓學生舉一些例子，說明“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，從而讓學生進一步思考什么是“加速度”。

此外，要樹立終身學習觀念，教師應利用自身的人格去感染學生，物理教師的知識越豐富、教學態度越嚴謹，就越能引導學生形成正確的科學觀，養成積極的科學態度。例如，教師在幫助學生解答有關電場、磁場的應用題時，也可能出現解錯的情況，這可能是存在推理上的錯誤，也可能是題目本身有問題。對此，教師應主動承認這一錯誤，并及時糾正，讓學生真正看到教師對物理、對知識及對學生的尊重。

（二）深化物理學史

高中物理對學生的抽象思維能力、邏輯思考能力要求很高，面對復雜的推理、繁多的公式，學生很容易產生枯燥無味之感，從而漸漸失去對物理的興趣，更不用提科學態度與責任培養了。對此，教師應利用好物理學史。正所謂“以銅為鏡，可以正衣冠；以古為鏡，可以知興替”。物理學史是人類探索物理世界的歷程，展示著物理學思想的發展和演進，能讓學生沉浸其中，感受當時的歷史和社會背景，理解物理學探究過程的有趣、特色與艱難，并逐漸認識科學的本質。教師應首先確定選題、選擇承載科學本質教育的物理學科教學內容，繼而檢索梳理相關物理學史資源進行深入挖掘，再結合《標準》和學生實際、建構授課內容。有了明確的教學目標、實施路徑后，在具體的教學實踐中，還要讓學生去觀察科學探究的過程，感受科學探究的多樣性，從而促進科學本質的教育。

以“天文學”為例，作為各門科學發展之始，在哥白尼提出了日心說之后，天文學的下一大步是由神圣羅馬帝國的開普勒（1571—1630 年）邁出的，他的見解同哥白尼相同，并提出了著名的開普勒三大定律；接下來是意大利人伽利略（1564—1642年），他是那個時代最著名的科學家，對亞里士多德的落體定律提出了質疑，并在比薩斜塔上做了實驗。教師應向學生講述這一過程，指出物理學發展的艱難以及“一步一個腳印”，每一個后人的物理學發現就是在前人探索出的真相上實現的，讓學生更直觀地了解真實的物理，這樣可以激發學生的學習熱情，對學生進行科學本質教育。

（三）聯系社會生活

高中物理科學態度與責任的培育應以回歸生活為目的。如果進行了科學態度與責任培育之后，學生不能將此運用在生活中，形成良好的社會責任感，那么，此前的培養目的、培育方式方法都需要進行反思。在物理課堂滲透科學態度與責任時，教師除了要介紹相關的物理知識、前沿知識，還要有意地與生活聯系起來，培育學生的科學態度與責任意識。如在講述“牛頓力學”時，可以用現實生活中的交通安全問題舉例，包括超速、不系安全帶、追尾等，這些不僅蘊含有豐富的力學知識，能夠激發學生的思維，還能讓學生從心底樹立起不超速、不酒駕、系好安全帶等安全意識，提高綜合素養。

而在遇到一些現實生活中的案例或現象時，就應主動與物理學聯系起來，如《民法典》規定的嚴禁高空拋物，教師可以借此引導學生思考一枚硬幣從18樓落下的問題，首先提問“硬幣是不是越落越快？”當學生經過爭論，達成一致后，再邀請一位學生回答“硬幣是越落越快，從哪里可以看出，硬幣剛離開18樓時幾乎是靜止的，落地前已經相當快”；待學生回答完畢后，教師再進行追問“只說硬幣越落越快，還不夠，誰能說出硬幣下落速度變化？”又有學生回答：“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 米時的速度是落下1 米時速度的兩倍?！逼渌麑W生接著回答：“我看是硬幣的速度正比于落下的時間，它下落2 秒后的速度是下落1 秒后速度的兩倍”緊接著，又有學生說“你們都說速度的變化，可是速度很難測量，還不如說落下的距離。比如，在第1 秒內下落是距離是1，在第2 秒內下落的距離就是2，在第3秒內下落的距離就是3，等等。我這個想法容易用實驗來檢驗。”學生熱烈討論，莫衷一是，最終由教師提議“明天在實驗室做實驗”，讓學生對速度、加速度、動能等產生更深刻的理解和認識，也讓學生進一步思考高空拋物對人可能造成的危險與傷害。

（四）強化科學實踐

物理學的發展，推動了工業、農業和信息技術等方面的進步，引發了一次次的產業革命，改變了人類的生產和生活方式，技術的進步尤為物理學的研究提供了更強大的手段，并引發人們對物理問題進行更深入的思考，從而反過來促進物理學的發展。實踐出真知，物理學作為實踐的科學，教師在教學時必須強化物理實踐，讓學生課堂上進行真正的科學探究和深化科學的實質，學會用科學來解釋客觀事物?？茖W實驗的具體流程可以歸納為以下幾個步驟：一是學習核心知識，提升實踐能力。科學實踐必須以知識為依托，正所謂“不打無準備之仗”，教師要先夯實學生的物理學基礎，讓學生學會如何在實踐中運用知識，從而能有準備、有方向地進行實踐。二是要界定探究問題，設計實踐方案。在進行科學實踐之前，教師要先把握好方向，讓學生知道自己要解決怎樣的問題，并對相關的實踐問題進行界定，并進行有針對性的設計，教師也要給予適當的建議。三是進行實驗探究，分析實驗結果。在實驗探究中，可以利用小組合作的方式，讓每個人都參與進來，完成自己的任務，遇到不合理的實驗環節要及時調整，期間教師可在一旁觀察指導，對學生的實驗環節和數據進行分析指正。

例如，在講述“胡克定律”時，除了要講述相關的概念——物體在發生形變后，如果撤去作用力能夠恢復原狀，這種形變就叫作彈性形變，實驗結果表明，彈簧發生彈性形變時，彈力F的大小跟彈簧伸長（或縮短）的長度x成正比，即“F=kx”，這個規律是由英國科學家胡克發現的，所以叫胡克定律。此次開展實驗過程如下：首先要準備好實驗器材，包括彈簧、鉤碼、試驗記錄表格、鐵架臺等，并向學生拋出問題“彈簧在彈性限度內，彈力大小與其伸長量有什么關系呢？”其次，進行實驗——將彈簧上端固定在鐵架臺的橫桿上，觀察彈簧自由下垂時下端所到達的刻度位置，然后在彈簧下端懸掛不同質量的鉤碼，設計實驗記錄表格，記錄彈簧在不同拉力下伸長的長度；再次，要求學生作出F-x圖像，以彈簧所受彈力F為縱坐標，以彈簧伸長x為橫坐標，建立直角坐標系，根據所得的實驗數據，在坐標紙上描點并作出圖像，并提問“由F-x 圖像能得到什么結論？”通過這一實驗，提高學生的科學素養，促進學生科學態度與責任的發展。

四、結語

總之，科學態度與責任是物理核心素養的內容之一，培養學生的科學態度與責任對社會和個人的發展都有重要的意義。本文論述了科學態度與責任教育的理論基礎與相關概念，分析了高中物理對學生科學態度與責任培養的現狀，提出應通過做好榜樣示范、深化物理學史、聯系社會生活、強化科學實踐，為做好高中物理科學態度與責任教育提供一定參考。