基于德育实施的高中物理教学设计

摘 要：育人的根本在于立德，立德树人是教育的中心环节.高中物理知识和规律都蕴含着丰富的德育因素，学科核心素养是学科育人价值的集中体现.以国家教育方针和2017版普通高中物理课程标准为指导，以“浮力”一课为例，实践和反思了教育教学，对高中物理德育教育的实施有了一些思考.

关键词：德育;浮力;教学设计;科学态度

文章编号：1008-4134（2020）01-0056 中图分类号：G633.7 文献标识码：B

作者简介：李鸣（1981-），男，江西南昌人，本科，中学高级教师，研究方向：课程改革、学科核心素养、学科德育、教学信息化.

要做到以文化人、以德育人，把立德树人融入文化知识教育，在高中物理教学中就是要培养学生的物理学科核心素养，学科核心素养是学科育人价值的集中体现，实事求是，合作探究，塑造学生的科学态度是高中物理德育教学的核心.物理学基于观察与实验，观察实验现象，得出实验规律，建构物理模型.在教育教学中应培养学生具有科学探究意识，让他们能在真实情境中提出物理问题，在观察和实验中发现问题;应培养学生具有设计探究方案和获取证据的能力，让他们能正确实施探究方案，使用不同方法和手段获取、分析、处理信息，形成结论;让他们具有交流的意愿与能力，能准确表述、评估和反思探究过程与结果;应培养学生学习和研究物理的好奇心和求知欲，让他们能主动与他人合作，基于证据实事求是发表见解.

基于这样的德育实施考虑，在初高中衔接“浮力”一课中，笔者的教学设计如下.

1 电影视频引入，提出问题

欣赏《加勒比海盗》的第一部（约7分钟），请同学们从浮力的角度仔细观察.

师：你们对哪个与浮力有关的场景印象深刻？

生：杰克和特纳准备偷一艘船，为了躲避士兵，他们依靠船里的空气呼吸，然后从水底逃走.

师：换作是你，能不能这样？

生：应该也可以吧.（笑）

师：但我们没有办法扛着一条木船走到水下呀，各小组能不能通过讨论告诉老师你们有什么好办法，可以检验“如果换作是你，能不能这样”.

该环节从学生的回答“应该也可以吧”入手，启发学生科学不能想当然，需要实事求是，使同学初步树立正确的科学态度.

2 小组设计实验，讨论可行方案

小组甲：我们小组认为可以设计一条等比例缩小的木船，然后将它倒置并通过水下的弹簧秤相连，不断加水，通过测定它完全浸没在水中所受的拉力，再等比例放大得到两个人在水下能否提供这么大的拉力，以此判定我们是否可以做到像影片中那样拉着船水下行走.

小组乙：我们小组也是这么设计的，但是小木船比较难制作，泡沫船比较容易制作，因为浮力与排开水的体积有关，所以泡沫船也能等比例计算出船浸没在水下所获得的浮力.

小组丙：我们可以用3D打印设计制作小船.

师：这三组同学的想法都非常好，其它小组能否针对他们的方案再思考并讨论一下方案的可行性.

小组丁：我们组觉得实验中应该用盐水，因为海水是咸的，相同的船在海水里受到的浮力更大.

师：很好，这个小组考虑到了海水和淡水的密度差异，不过海水的密度约为1050kg/m3，仅比水的密度稍大.其它小组还有什么想法？

小组戊：老师，我们小组想不好怎么将弹簧秤固定在水底，不知道别的组有没有什么办法？

班级安静了一会，然后又热闹起来.

小组己：我们小组觉得可以在弹簧秤下面绑一块大石头或大铁块.

小组庚：我们小组的想法是可以用吸盘钩，将吸盘吸在水槽下面，再挂上弹簧秤.

师：大家有没有发现，一个小的物理问题，放在真实的情景中，就会衍生出其它问题.刚才大家立足于解决问题的思维都很明确，提出的建议都非常好.

该环节立足于让学生在真实情境中提出物理問题，建立物理模型，并希望通过小组共同设计实验的方式，提出合理猜想，最后让各个小组基于其他小组的假设和自己的思考，发表见解，体验科学思维过程.

3 现场小组实验，得出结论

老师展示淘宝网上搜索到的船的尺寸，各个组按影片中的截图进行等比例缩小，制作泡沫船，并测定该泡沫船浸没在水中所受的浮力（如图1）.

师：通过刚才的实验及你们测定的数据，各小组得出了什么结论.

小组辛：我们组大约按10∶1制作了泡沫船，测量出当泡沫船浸没在水中时，弹簧秤的拉力为9.4N，以此推算真实的船的体积为泡沫船的1000倍，即大约9400N.影片中两个人拉着船，每个人每只手的力量大约2350N，我们觉得，大力士应该是可以做到的.

该实验环节进行小组合作实验，共同观察实验结果，实事求是记录实验数据，并能根据自己的实验数据，得出实验结论.

4 重现实验场景，分析问题

师：我们通过等比例缩小船的体积、弹簧秤测定小船的浮力和逻辑思维，得出了自己的结论.接下来，《流言终结者》的工作人员亲身实验，让我们看一看完全仿真的实验是否可以成功.

播放视频《流言终结者——划桨船潜艇》.

学生齐声“喔……”.

师：《流言终结者》的工作人员1∶1还原了实验场景，进行了实验，得到了和我们不一样的结论，不但如此，他们在自己的脚上还绑上了杠铃，结果实验仍然无法验证电影中的场景.那么，我们的模拟场景实验做错了吗？刚才大家仅考虑到了人的力量可以将船拉入水中，却忽略了力的作用是相互的，如果一个人要给船4700N的拉力，反过来，船也会给这个人4700N的拉力，即使不算上这个人自身在水中受到的浮力，他也至少要有470kg的体重才行.所以，同学们，通过今天的学习，你们有什么收获？

生：在实际情境中竟然要考虑这么多因素，真有点复杂.

生：通过等比例缩小的模型实验，我们得到的是正确的结果，但是在使用时却出错了，是因为我们对实验数据的讨论有些片面.

该环节通过观看实验室无法重现的实验视频，使同学懂得模拟实验场景进行实验和还原实验场景进行实验，都体现了实事求是的科学态度，也是我们今后进行科学研究的必经之路.

5 反思

为了达成“合作探究、能实验创新，塑造学生的科学态度”的德育目标，除了上述案例所采用的德育实施途径外，我们还可以通过以下五个途径：（1）利用好教材，针对不同层次的学生，选择难度适宜的探究课题，让学生以小组合作的形式用科学方法参与科学探究过程，激发科学探究兴趣;（2）引导学生基于真实情境提出物理问题，并设计研究方案，组成小组讨论优化;（3）通过纪录片等形式让学生了解科学的发展，如伽利略推翻亚里士多德理论、人类对光的认识进程等，懂得离不开科学家通过实验对现有理论的质疑，培养实事求是的科学精神;（4）在学生实验中，培养学生搜集数据、解释数据的能力和尊重数据、实事求是的态度;（5）合理利用假期开展实验类物理研究性学习，在研究性学习中培养合作意识和合作能力.

高中物理德育教学和高中物理教学是密不可分的，新时代的高中物理德育教育需要施教者不断实践学科教学育人，不断反思德育教学成效，不断地改进学科教学方法，不断拓宽德育教育途径，需要教师勇于担当起学科德育导师的时代重任.

参考文献：

[1]中华人民共和国教育部.普通高中物理课程标准（2017年版）[M].北京：人民教育出版社，2018.

[2]金鹏、李鸣. 普通高中示范性选修课程：物理视角中的电影（力学篇）[M].杭州：杭州出版社，2014.

（收稿日期：2019-09-26）