高中物理課堂培養科學態度與責任素養的教學實踐

陳仕文

科學態度與責任是物理核心素養的重要維度，是學生參與物理學科學習的必備品格。教師將科學態度和責任教育貫穿于物理課堂教學中，引領學生開展小組合作探究，積極探索物理科學知識，能促進學生科學本質、科學態度、社會責任等素質的有效培養。本文通過選取魯科版高中物理必修第一冊第1章“運動的描述”中的“加速度”一節課教學為例，探討分析科學態度與責任素養的內涵，以及培養科學態度與責任素養的重要意義，并借助具體課例，優化物理教學實踐，促使學生更好地形成優良的科學態度和責任素養。

一、科學態度與責任素養的基本內涵

科學態度與責任素養包含科學本質、科學態度、社會責任等重要因素，是指學生在參與物理學習和實踐進程中，通過深入了解科學本質和認識科學、技術、社會、環境相互關系的基礎上，激起樂于探索科學奧秘的動力，理解科學本質，逐步形成嚴謹求實、刻苦求真的科學探索精神和態度，自覺遵守社會道德規范，形成保護環境并推動可持續發展的社會責任感。具體體現為：1.在物理教育教學過程中，科學本質是對物理科學理論知識、探索研究過程、科學方法、科學精神、物理科學發展歷史、科學價值和意義等方面最根本特征的基礎性、概括性認知。2.在物理教學中，科學態度是學生個體對物理科學研究對象、物理現象、研究過程、科學事實、理論知識等所持有的積極的、穩定的心理狀態，體現出個體對物理科學的好奇心理以及實事求是、追求創新、合作分享等積極進取的行為傾向。

在高中物理教學中，教師要充分激發學生探索研究物理的求知欲和熱情，要注重證據和邏輯，實事求是，而不迷信權威，要善于開展創新學習，能主動融入合作團體，尊重他人的情感和態度。3.高中物理新課程標準中的社會責任主要涉及科學倫理和STSE兩方面，要求學生在學習和應用物理研究和科技成果時，能正確判斷科技倫理和道德的價值，自覺遵循社會倫理和道德規范，能深刻認識科學、技術、社會和環境間的關系，領會科學和技術的本質，培育形成應有的熱愛環保、節約資源、促進可持續發展的社會責任意識。

二、科學態度與責任素養的分層培養要求

在“加速度”這節課教學中，教師必須根據各個層次學生的學習能力和水平，分層制定差異化的要求，培養學生的科學態度與責任素養。首先，針對優秀學生，要求他們具有較強的學習和探究物理的動機，能堅定堅持科學態度，主動參與物理探究學習，善于帶領小組團隊參與合作探究;善于理解和應用物理研究學習成果，能自覺遵守科學技術倫理和社會道德規范，牢固樹立科學服務于人民的意識，具備振興中華的良好使命感和責任感。其次，針對中等學生，要求他們有積極探索研究物理的興趣，學會運用科學的視角去分析和解決經濟、政治、生態、環境、社會等領域的問題，能堅持實事求是的態度，互助合作、尊重他人;在研究和應用物理知識中認識到應遵守道德規范，積極踐行社會責任。最后，針對后進學生，要求他們能激發探索自然的好奇心和興趣，能積極與其他同學開展合作學習，積極了解科學、技術、社會、環境之間的密切聯系，逐步樹立實事求是的科學態度;了解與物理學科相關的社會倫理和道德規范問題，增強自己的社會責任意識。

三、科學態度與責任素養培養的教育意義

（一）激發學生物理學習志趣

教師在高中物理課堂教學中積極引用新時代經濟社會發展成就和物理科技發展成果，滲透開展科學態度與責任教育，有助于激起高中學生對物理科學的探索興趣和志向，轉變學生被動接受學習的狀態，激發參與課堂的熱情，有效克服排斥和厭學心理，激勵他們積極探索科學，主動認識世界，投入物理問題創造性學習進程，幫助他們領略和掌握豐富生動的物理科學文化知識，更好地促進學生的進步和發展。例如，在物理課堂中，教師為學生優化設計生動的物理演示實驗，或精選利用一些典型的生活教學實例，或指引學生深入了解有趣的物理學史，感悟物理科學家的先進事跡，學習他們身上崇高的刻苦鉆研精神和嚴謹細致的求知品質。

（二）促進提升物理學習能力

在日常物理課教學進程中，教師積極聯系現代物理前沿科技、物理學史、物理科學家事跡和典型實驗案例等物理文化素材，為學生創設豐富多彩的物理教學情境，滲透科學態度與責任教育，提升課堂教學效果，能幫助學生建構知識，還能堅定對科學真理的追求，促進深刻理解物理知識、概念和規律。例如，可以引導學生從物理科學家事跡中形象地體會蘊涵其中的愛國情懷;在享受現代科學技術進步的同時，真切地領略現代科技發展對生產、生活和環境的雙重影響，認識到全面把握和研究科學技術的重要意義;不斷提高物理探究和實驗技能，提升學生善于團結合作、樂于共享學習的優秀學習品質，為科學態度與責任素養培養奠定良好的基礎。

（三）助推物理綜合素養培育

學生的發展是高中物理核心素養教育的根本出發點和落腳點。在高中物理教學中，教師堅持以學生為中心，融合核心素養要求，加強科學態度與責任素養教育，有助于促使學生培養起嚴謹踏實、實事求是的科學態度，勇于創新和善于創造的科學精神;有助于使學生真切領會物理科學與現實生活的密切關系，引領學生充分感受、深刻認識現代物理科學技術對現代經濟社會發展所發揮的重要作用和貢獻，增強節約資源和保護環境的良好意識，堅持可持續發展、積極承擔社會責任、為社會做貢獻的優異素養，這些都對高中生的物理學科綜合素養發展起到了積極的促進作用。

四、科學態度與責任素養培養的課例實踐

在物理教學中，教師既要指導學生開展物理課程學習，掌握豐富的物理學科知識，又要注重在物理課中加強德育滲透，從多個維度進行引領和教育，不斷增進學生的科學態度與責任素養的培養。以下結合“加速度”一節課教學，融合課堂教學設計進程，探討如何有效培育學生的科學態度與責任素養。

（一）創設情境，激趣引學

進入新課教學時，教師先為學生展播了“F1世界汽車錦標賽”微視頻，引導學生認真觀看，發現F1賽車的速度變化非?？?。接著，教師展示“航母上的艦載機以[10s]內速度能增加到[45m/s]”“長征十一號運載火箭開始發射時[10s]內速度增加到約[102m/s]”“轎車以[10m/s]的速度行駛，急剎時[3s]內能停下來”“蜻蜓以[10m/s]的速度飛行，能在[0.8s]內停下來”等四幅圖例，讓學生認真觀察物體加速運動和減速運動的情形，同時展示問題：“1.航母上的艦載機起飛與長征十一號運載火箭發射時的速度增大快慢有何不同？2.轎車急剎與蜻蜓停止飛行，二者速度減小的快慢有何不同？”在此，教師巧借生動的微視頻和現實圖例，適時創設思考問題，啟發學生鍛煉科學思維，指引學生進入運動物體速度變化快慢的學習，使學生初步形成對加速度的感性認識，通過觀察艦載機和長征十一號火箭的運動，很好地激起學生探索研究科學的興趣和熱情，使他們在關注現代科技發展成果的同時，從祖國的偉大成就中有效增強了自信心和自豪感。2F874F09-8D9F-4B57-BB15-77733A718BE0

（二）設疑啟思，合作探學

探究1：加速度的定義

學生通過初步了解運動物體速度變化的快慢，教師接著設置思考問題：“利用已學知識，結合以上四幅圖中的列表數據，能否利用類比方法來比較一下運動物體速度變化的快慢？”教師引導各小組學生互相幫助，利用數據進行分析，通過比較速度的概念，推理總結得出加速度的概念和公式，進一步訓練學生分析數據和邏輯思維的能力。

探究2：加速度的方向

學生在前一課已通過學習，理解了速度是矢量，速度的變化量[Δ]也是矢量。教師接著啟發學生：“加速度是否也是矢量?。客瑢W們能否推一推？”各小組學生在教師的鼓勵下一起開展推論：利用加速度公式，由于速度的變化量[Δ]是矢量，時間的變化量[Δt]是標量，可推斷得知加速度[a]也是矢量，并且[a]的方向與實際的速度變化量的方向是一致的。此時，有的學生意外地提出質疑：“矢量比標量時，為何得出的結果是矢量，而不是標量呢？”面對學生的疑惑，教師并不感到意外，而是欣喜地贊揚他這種大膽質疑、主動探究的學習精神，并順勢引導他與同組學伴一起探索解決疑問。接著，在學生掌握了加速度是矢量的前提下，教師又適時設置了隨堂練習：“請思考并判斷正誤：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，加速度可能很大;5.速度很大時，加速度可能為零;6.加速度在減小，速度可能在增加?！惫膭罡餍〗M學生結合這六個小問題，進行合作討論交流，思考總結得出了“速度、速度變化量、加速度三者大小沒有必然的聯系”的結論，深化了對加速度的大小和方向性等知識的理解。尤其是各小組經過深入討論，他們推選出小組代表來展示這些小問題的判斷結果和解析過程，從中更進一步領悟了初速度、末速度和加速度都是矢量，都有大小和方向，加速度的正負號只表示其方向;矢量的正負代表方向，為正則與選定的正方向相同，為負則與選定的正方向相反。在此探究環節中，各小組通過合作開展推理分析、交流討論和代表發言，激勵學生樹立起嚴謹踏實的科學態度，鍛煉形成勇于質疑、積極探求新知的能力，有效提升了邏輯思維水平，增強了責任意識。

探究3：速度和加速度的區別

教師先為學生展播兩個微視頻片段：“1.轎車急剎時速度在急速減小，加速度卻不斷在增大。2.高鐵列車在勻高速前進，但它的加速度卻為零?！睂W生觀看微視頻后，發現與先前以為的“物體運動速度減小時，加速度也會減小;有速度就一定有加速度”等認識有極大差異，教師順勢再展示兩道辨析題：“1.磁懸浮列車的最高速度可達[431km/h]，它的加速度一定很大，這種說法對嗎？為什么？2.長征十一號運載火箭在點火后的短時間內，速度仍很小，它的加速度一定很小，對嗎？為什么？”教師及時利用微視頻片段和辨析題，引導學生進行討論辨析，有效改變了學生對加速度的前概念認識誤區，使學生清晰把握了速度與加速度的區別，認識到探索研究物理科學規律不能只憑感覺來判斷，而必須具有嚴謹的科學態度和嚴密的邏輯思維。

探究4：利用[x-t]圖像判斷加速度

學生已學過可以應用[x-t]圖像來描述物體運動的速度，接著，教師指導學生結合[x-t]圖像，應用二次函數的分析方法來判斷加速度，并鼓勵他們嘗試畫出加速度的圖像。在練習過程中，學生利用加速度公式和[x-t]圖像開展對比分析，順利畫出了加速度的圖像，借助函數圖像的斜率來表示加速度，斜率的絕對值來表示加速度大小，斜率的正負表示加速度方向。在此環節，教師指導學生在物理學習中積極滲透和應用數學研究方法，鼓勵他們動手、嘗試畫出圖像，有效提升了勇于嘗試和動手實踐能力。

探究5：加速度的應用

教師通過列舉“死亡加速度”案例：“交管部門警示駕駛者，事故中汽車碰撞的時間極短，幾乎為毫秒級，這就會使汽車加速度達到極大。當發生事故時，汽車的加速度會達到500g（g為重力加速度），這個數值就是死亡加速度。加速度公式為[a=ΔvΔt]，因此汽車在行駛中，如果加速度超過了[500g]，就會有生命危險?！比缓笤僬共ァ俺Ｒ姷慕煌ㄊ鹿省蔽⒁曨l，引導學生將現實生活中的交通事故案例與物理學科知識關聯起來學習，滲透交通安全教育，警示學生在生活中必須自覺遵守交通規則，維護社會秩序，積極對自身和他人的生命安全負責，進而有效提高了他們的社會參與意識和責任感。

（三）作業引練，總結促學

最后，在輕松愉悅的課堂氣氛中結束本節課的教學。教師及時為學生布置了課后作業：“1.完成課后探究問題和配套練習。2.利用課余時間，調查、搜集生活中發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或加速度過大而造成的？”通過有針對性地開展課后作業訓練，繼續滲透科學態度與責任教育理念，引領學生鞏固本課所學知識，利用鮮活的生活案例來探討學習物理知識，進一步增強社會責任感。同時，教師對學生在課堂中的小組活動參與度、互助合作表現、獨立見解、主動質疑、隨堂訓練等綜合學習情況及時做好結課分析和評價，肯定他們已獲得的學習成果，指明仍存在的不足。

五、結語

高中學生科學態度與責任素養的培育不可能一蹴而就，需要經歷一個逐步發展的過程。在高中物理教學中，教師應緊扣新課程標準的要求，深入研究和把握學生的學習特點、認知規律和發展需求，巧設各種生活化案例和問題，堅持創新設計靈活多樣的互助合作教學方式，優化課堂每一個環節，激勵學生主動參與建構物理知識，指引他們逐漸樹立起正確的世界觀、人生觀和價值觀，切實推進物理科學態度與責任素養的培養。

（左毓紅）2F874F09-8D9F-4B57-BB15-77733A718BE0