在“物理辯論課堂”中滲透科學(xué)態(tài)度與責(zé)任

王晴 葉建柱

溫州大學(xué) 浙江溫州 325035

在新課程理念的指導(dǎo)下，中學(xué)物理教育既要讓學(xué)生學(xué)習(xí)系統(tǒng)的物理知識與技能，又要訓(xùn)練學(xué)生科學(xué)的思維方法，更應(yīng)當(dāng)培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神和品質(zhì)。“科學(xué)探究與責(zé)任”雖然在物理學(xué)科核心素養(yǎng)中位于最后的位置，但它卻揭示了物理學(xué)習(xí)的價值追求，是學(xué)生所要具備的必備品格和關(guān)鍵能力之一，必須受到教育者的高度重視[1]。調(diào)查顯示，高中學(xué)生在預(yù)習(xí)階段，對這一部分的問題會有豐富多樣的想法，并產(chǎn)生與之情境接近的其他實際生活問題。在經(jīng)過一節(jié)課的學(xué)習(xí)之后，學(xué)生可以在教師的引導(dǎo)下用這節(jié)課學(xué)到的知識來淺顯地解釋教材上提供的問題。然而，之前聯(lián)想到的關(guān)聯(lián)問題卻沒有得到及時解決。

這些發(fā)散性的關(guān)聯(lián)問題往往會“曇花一現(xiàn)”，隨后就被大多數(shù)學(xué)生拋之腦后，沒有被及時解決，從而日積月累，導(dǎo)致學(xué)生在需要解釋或解決實際生活中的相關(guān)問題時，不能明確地在頭腦中調(diào)取相關(guān)的物理學(xué)科知識，對問題中包含的科學(xué)知識含混不清，無法解釋。這不僅會阻礙學(xué)生物理學(xué)科知識的建構(gòu)，還嚴(yán)重影響了學(xué)生科學(xué)態(tài)度與責(zé)任這一物理核心素養(yǎng)的發(fā)展。這樣會令學(xué)生失去對物理學(xué)科的學(xué)習(xí)熱情和對科學(xué)問題的探究興趣，失去將學(xué)科知識運用于生活的勇氣。

然而面對這種情況，教師往往不能第一時間發(fā)現(xiàn)，因此也不能及時地給予重視和幫助。因此在這種情況下，為落實物理核心素養(yǎng)，促進學(xué)生科學(xué)態(tài)度與責(zé)任的發(fā)展。本文基于辯論教學(xué)法對中學(xué)生發(fā)展的促進作用的研究背景和意義，設(shè)計了一種新的教學(xué)模式“物理辯論課堂”，用以促進學(xué)生科學(xué)態(tài)度與責(zé)任的發(fā)展，并通過教學(xué)實例片段進行教學(xué)案例分析。

1 科學(xué)態(tài)度與責(zé)任的內(nèi)涵

科學(xué)態(tài)度與責(zé)任是物理學(xué)科核心素養(yǎng)的重要組成部分，也是教師在促進核心素養(yǎng)發(fā)展時需要著重關(guān)注的方面[2]。2017年物理新課程標(biāo)準(zhǔn)提出了物理“科學(xué)態(tài)度與責(zé)任”是指在認(rèn)識科學(xué)本質(zhì)，理解科學(xué)·技術(shù)·社會·環(huán)境關(guān)系的基礎(chǔ)上，逐漸形成的探究自然的內(nèi)在動力，嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真、實事求是和持之以恒的科學(xué)態(tài)度，以及遵守道德規(guī)范，保護環(huán)境并推動可持續(xù)發(fā)展的責(zé)任感[3]。

2 “物理辯論課堂”

2.1 “物理辯論課堂”的設(shè)計原因

根據(jù)“從生活走向物理，從物理走向社會”這一物理學(xué)科理念，中學(xué)的物理課堂教學(xué)要從生活中隨處可見的物理現(xiàn)象入手，再應(yīng)用于社會生活，這樣既能激發(fā)學(xué)生的好奇心和探索欲，還可以鞏固知識點。但是傳統(tǒng)的教學(xué)情境一般由教師提供，教師創(chuàng)建一個指定的物理情境，引導(dǎo)學(xué)生觀察特定的物理現(xiàn)象或規(guī)律。中學(xué)生正處于青少年時期，對新鮮事物有著很強的好奇心和探索精神，僅僅是通過教師課堂上設(shè)定的物理情境可能不足以滿足他們對生活中相類似情境的好奇心。而學(xué)生在課下，將所學(xué)物理知識應(yīng)用于其他物理情境中進行獨立思考時也會產(chǎn)生困惑或質(zhì)疑，但這些問題往往得不到解答，學(xué)生也會很快遺忘不再進行思考，使得學(xué)到的知識只停留在表面，局限了學(xué)生的思維空間，也不能將其靈活地與社會生活聯(lián)系在一起，阻礙了學(xué)生科學(xué)態(tài)度與責(zé)任的發(fā)展。教師應(yīng)該在教學(xué)中重視這個問題，并積極探尋解決此問題的方法與途徑。

2.2 “物理辯論課堂”的理論依據(jù)——辯論教學(xué)法

辯論教學(xué)法不同于傳統(tǒng)的“教師教，學(xué)生聽”的單線教學(xué)，而是形成了“學(xué)生講，學(xué)生聽，學(xué)生之間相互辯論”的學(xué)生自主探究學(xué)習(xí)的教學(xué)方式，正好順應(yīng)了我國現(xiàn)行的教學(xué)改革要求。同時這種教學(xué)方式是一種綜合性很強的教學(xué)方法，不僅可以提高學(xué)生對知識的理解程度，也可以讓學(xué)生在參與的各個階段中形成學(xué)習(xí)的內(nèi)在動力，掌握學(xué)科學(xué)習(xí)的各項能力，以及領(lǐng)悟內(nèi)在的精神與情感。

辯論教學(xué)法實現(xiàn)了讓學(xué)生自主學(xué)習(xí)的教學(xué)理念，該方法重視學(xué)生的自主能動性，強調(diào)課堂中學(xué)生的主體地位，是目前課堂教學(xué)轉(zhuǎn)型的重要手段之一，可以有效促進學(xué)生物理核心素養(yǎng)的發(fā)展。目前辯論教學(xué)法多應(yīng)用于文科，少量應(yīng)用于理工科，其中大多用于高校教學(xué)。基于辯論教學(xué)法能夠從各方面順應(yīng)我國現(xiàn)行的教育理念，且對于學(xué)生新課標(biāo)中核心素養(yǎng)有積極促進的作用。這種教學(xué)方法也應(yīng)該廣泛應(yīng)用于中學(xué)課堂中，豐富我國中學(xué)課堂教學(xué)的方式。

2.3 什么是“物理辯論課堂”

“物理辯論課堂”是指將辯論教學(xué)法應(yīng)用于實際物理教學(xué)的具體實施途徑。教師將日常收集到的學(xué)生的還有疑問的問題，經(jīng)過挑選整理，編制成適合辯論的題目；在辯論課的前幾天布置給學(xué)生，由學(xué)生自行選擇論題，自行分組；再根據(jù)所選論題，學(xué)生自行查閱資料，收集論證，整理語言，梳理邏輯；最后在“物理辯論課堂”上，教師組織，學(xué)生按照選題不同，分別以正反方身份進行辯論；最后通過辯論，達到雙方以及全班的共識。

2.4 “物理辯論課堂”的教學(xué)過程

在準(zhǔn)備階段，教師可以根據(jù)所學(xué)知識提前發(fā)布準(zhǔn)備任務(wù)，鼓勵學(xué)生在日常生活中多進行觀察，并將所學(xué)知識應(yīng)用于對現(xiàn)象的解釋，然后將日常生活中所遇到的，或是與科學(xué)前沿相關(guān)的，經(jīng)過獨立思考后仍覺得無法理解或解釋不清的相關(guān)問題整理出來。

教師收集好這些問題后，列成表格以作為課后作業(yè)，讓學(xué)生自行分組，選擇自己感興趣的問題，通過分工合作的方式，經(jīng)歷自主科學(xué)探究過程：提出(分析)問題；猜想與假設(shè)；制訂計劃設(shè)計實驗(查找資料的方法)；進行實驗收集數(shù)據(jù)(收集資料)；分析論證；組內(nèi)評估；小組間交流與合作；總結(jié)。

在辯論課的上課階段，教師應(yīng)該改變自己在課堂上的角色，從“老師”轉(zhuǎn)變?yōu)檫@節(jié)課的“特邀嘉賓”或“知識顧問”。學(xué)生們則作為這堂辯論課的“參賽選手”，持各自不同的想法和結(jié)論圍繞之前的問題展開辯論，利用之前收集到的資料或通過實驗得到的數(shù)據(jù)，相互質(zhì)疑，相互說服。

例如，在某同學(xué)提出“牛頓定律只在慣性參考系中適用”的觀點時，其他小組成員可以提出自己探究學(xué)習(xí)后得到的不同觀點。雙方就此開展辯論，教師需提前提醒學(xué)生在提出觀點時，必須有理有據(jù)，要有相關(guān)的實際物理情境或科技成果作為論據(jù)支撐。在這個過程中教師只為學(xué)生提供必要的物理知識，同時控制課堂的紀(jì)律情況，讓這節(jié)辯論課可以在積極活潑但并不混亂的氛圍中進行。

對于辯論結(jié)果，教師不再是“仲裁者”，結(jié)果將由身為觀眾的學(xué)生們決定。但是教師也不能完全“置身事外”，對于得到的正確的最終結(jié)論，教師要給予肯定，鼓勵學(xué)生再接再厲；對于錯誤的結(jié)論，教師要帶著學(xué)生一起進行分析，引導(dǎo)學(xué)生自行發(fā)現(xiàn)自己的錯誤。

綜上能看出來，“物理辯論課堂”是真正將課堂主角的地位還給學(xué)生，符合新課改對發(fā)揮學(xué)生主體性等原則的要求。傳統(tǒng)的物理課堂是由教師進行課前備課、課上教學(xué)以及答疑，“物理辯論課堂”則是將這節(jié)課的教學(xué)完全交給學(xué)生，學(xué)生親自經(jīng)歷：“備課”，即辯論資料準(zhǔn)備階段；“課上教學(xué)”，即課上表述觀點階段；“答疑”，即學(xué)生間的辯論階段。

在“物理辯論課堂”上，教師對課堂的控制度被弱化。教師的角色從傳統(tǒng)的“施教者”“調(diào)控者”，變成了一節(jié)課的“組織者”“顧問”和“紀(jì)律監(jiān)督者”。“組織者”體現(xiàn)在教師要組織學(xué)生開展這堂課，還要隨時收集并整理學(xué)生的問題；“顧問”體現(xiàn)在教師在課堂上提供給學(xué)生需要的學(xué)科知識，在學(xué)生查找資料時，提供查找的方法和途徑，帶著學(xué)生一起科學(xué)分析辯論結(jié)果的正確性；“紀(jì)律監(jiān)督者”體現(xiàn)在教師要控制課堂的紀(jì)律，讓辯論課在輕松活潑的氛圍中進行。

3 “物理辯論課堂”對科學(xué)態(tài)度與責(zé)任的促進作用

“物理辯論課堂”的教學(xué)形式是鼓勵學(xué)生在日常生活中能夠隨時發(fā)現(xiàn)問題，并嘗試用所學(xué)物理相關(guān)知識進行思考，通過同伴協(xié)作、積極探究來解決問題。教師要引導(dǎo)學(xué)生跳出教材給出的限定的幾個例子，更多地發(fā)現(xiàn)自然生活中的相關(guān)情境甚至是科學(xué)前沿的現(xiàn)象和問題。如此，學(xué)生能夠隨時用科學(xué)視角觀察自然社會，遵從自己真正感興趣的方向，從而逐漸形成自主探究自然的內(nèi)在動力。

收集資料時，通過經(jīng)歷科學(xué)探究過程，感受科學(xué)的研究方法，明白任何科學(xué)結(jié)論都是需要通過大量的實驗和理論依據(jù)得出的。

在解決問題的過程中，學(xué)生克服困難，逐漸養(yǎng)成堅持不懈、探尋真理的科學(xué)精神。

學(xué)生得到結(jié)論之后，在“物理辯論課堂”上對老師和同學(xué)進行分享，在受到提問或質(zhì)疑時，學(xué)生運用已收集到的資料作為依據(jù)，進行辯論。在這個過程中，能夠鍛煉學(xué)生運用科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)恼Z言表述自己的觀點，又能讓學(xué)生切身經(jīng)歷和體會到嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真、實事求是的科學(xué)態(tài)度。

教師可以引導(dǎo)學(xué)生尋找生活中體現(xiàn)這個結(jié)論的實際例子或者科學(xué)技術(shù)成果等，在“辯論課堂”上作為自己論點的論證依據(jù)，鼓勵學(xué)生利用該結(jié)論設(shè)想出能夠?qū)ι鐣欣募夹g(shù)或工具。由此，讓學(xué)生意識到物理學(xué)科的發(fā)展為科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新提供了強大的理論支撐；學(xué)生也能夠?qū)⑺鶎W(xué)知識與社會生活、科技前沿相聯(lián)系，進一步探究物理學(xué)科的應(yīng)用價值，潛移默化地形成為推動國家和社會發(fā)展而奮斗的社會責(zé)任感。

同時在小組合作過程中，也能培養(yǎng)學(xué)生的合作精神。學(xué)生在分組合作中能夠養(yǎng)成團隊合作的能力和團結(jié)協(xié)作的科學(xué)精神，也能在辯論過程中養(yǎng)成求同存異、相互尊重的優(yōu)良科學(xué)態(tài)度。

4 教學(xué)案例分析

4.1 以“牛頓運動定律”為例

根據(jù)教材中的拓展部分，我們知道了牛頓第一定律是要在慣性參考系中才適用，那么牛頓第二定律和第三定律也是如此嗎？

按照傳統(tǒng)的教學(xué)方法，解答這個問題的主角是教師，學(xué)生只是被動接受結(jié)論。那么當(dāng)教師將“物理辯論課堂”的教學(xué)模式引入教學(xué)程序中，教師要做的就是先將問題拋給學(xué)生，那么面對這樣容易產(chǎn)生爭議的問題，學(xué)生會產(chǎn)生不同的猜測，例如：“我認(rèn)為牛頓運動定律都只適用于慣性參考系中。”“我認(rèn)為只有牛頓第一定律只在慣性參考系中才適用的限制。”

接下來，教師收集整理學(xué)生的各種猜測，將其變成辯論課堂的辯題，再重新布置給學(xué)生。辯題內(nèi)容：正方：牛頓運動定律一定都只在慣性參考系中才成立；反方：牛頓運動定律在非慣性參考系中也可成立。

學(xué)生根據(jù)自己的想法自行分組，收集資料整理語言，梳理邏輯；在“物理辯論課堂”上，分別以正反方身份進行辯論；通過辯論，達到雙方以及全班的共識。通過分別對加速直線的參考系、轉(zhuǎn)動的參考系以及任意運動的非慣性參考系中的被彈簧拉住的小球進行分析，得出結(jié)論：在非慣性參考系中，牛頓第一、第二定律皆不成立，但牛頓第三定律成立。因此我們可以得出在經(jīng)典力學(xué)中，牛頓第三定律與參考系無關(guān)。

在經(jīng)過“物理辯論課堂”的教學(xué)過程后，學(xué)生的物理觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究以及科學(xué)態(tài)度與責(zé)任都得到了鍛煉和提升，對牛頓運動定律的理解更加深刻透徹，存疑的問題在自身的努力下和同伴的協(xié)助下得到解決。

教師還可以在此基礎(chǔ)上，提出新的問題方向，有沒有牛頓第三定律不成立的情況？引發(fā)學(xué)生新一輪的討論和猜想，為下一次的辯論課做準(zhǔn)備。

4.2 以《牛頓第一定律》為例

本節(jié)課的教學(xué)目標(biāo)中，對科學(xué)態(tài)度與責(zé)任的要求是：(1)通過對伽利略和亞里士多德對力和運動關(guān)系的不同認(rèn)識，了解人類認(rèn)識物質(zhì)本質(zhì)的曲折性；(2)培養(yǎng)學(xué)生敢于堅持真理，以伽利略和牛頓為榜樣，不迷信權(quán)威的精神和科學(xué)探究的精神；知道科學(xué)研究過程的艱難，領(lǐng)悟?qū)嶒灱油评淼目茖W(xué)研究方法。

在課堂學(xué)習(xí)階段學(xué)生會了解亞里士多德、伽利略、笛卡兒以及牛頓對力與運動關(guān)系的不同時期的認(rèn)識及貢獻。課下的反饋中發(fā)現(xiàn)會有一部分學(xué)生認(rèn)為亞里士多德對于力與運動之間的關(guān)系既然是錯誤的，那么他就是沒有任何作用和貢獻的，反而還“誤導(dǎo)”了人們的判斷長達兩千年。同時另有一些學(xué)生認(rèn)為，首先是由亞里士多德提出運動可能與推、拉等行為即物體受力情況相關(guān)的問題，之后才有物理學(xué)發(fā)展史中各位科學(xué)家以此為題，進行探究。

這時就會產(chǎn)生兩種“陣營”，形成一個存有爭議的辯題。正方：亞里士多德對力與運動關(guān)系的發(fā)現(xiàn)是沒有作用的；反方：亞里士多德對力與運動關(guān)系的發(fā)現(xiàn)是很有貢獻的。在“物理辯論課堂”上，學(xué)生可以根據(jù)這個問題，進行辯論，相互說服。最終達成共識，認(rèn)識到科學(xué)的本質(zhì)不僅僅是科學(xué)知識的正確，還包括在探索過程中，一代代科學(xué)家的偉大奉獻。體會科學(xué)是在實事求是的基礎(chǔ)上追求思想上的創(chuàng)新，真理是在質(zhì)疑和一步步試錯中得出的，以及勇于承認(rèn)錯誤，并贊賞對手的科學(xué)態(tài)度。同時也可以體會到一代代科學(xué)家嘔心瀝血追求真理，實質(zhì)上是對人類社會進步的推動與奉獻，令學(xué)生內(nèi)心形成對社會的責(zé)任感。

結(jié)語

由此，“物理辯論課堂”的創(chuàng)設(shè)，能夠合理運用辯論教學(xué)法，使之對物理核心素養(yǎng)中科學(xué)態(tài)度與責(zé)任產(chǎn)生積極促進，貫徹“從生活走向物理，從物理走向社會”的理念。首先，可以彌補傳統(tǒng)教學(xué)過程中對學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題能力和獨立思考能力的忽視；其次，可以調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，充分將物理概念和規(guī)律應(yīng)用于解決實際問題，以及提高觀察生活、關(guān)注科學(xué)前沿問題的興趣，培養(yǎng)對人類社會發(fā)展的責(zé)任感；再次，學(xué)生們在辯論過程中，可以加深他們對知識的理解，引發(fā)認(rèn)知沖突，突出了學(xué)生的課堂主體地位；最后，可以為教師提供學(xué)生對物理知識點的掌握情況的反饋，使教師能夠有針對性地修正教學(xué)內(nèi)容或方式，從而提高教學(xué)效率。因此教師應(yīng)在教學(xué)設(shè)計中，更加深入思考和探究類似于“物理辯論課堂”這樣的教學(xué)形式，將科學(xué)態(tài)度與責(zé)任真正落實，進而有效促進學(xué)生物理核心素養(yǎng)的提升。