高中物理科学态度与社会责任素养的培养

吴姗姗

摘 要：“科学态度与社会责任”是高中物理核心素养“科学态度与责任”要素中的重要内容，文章将航空航天技术成果与物理教学中试题分析、教学设计环节巧妙结合，帮助学生建构物理知识，体会航天探索的乐趣与科研的艰辛，培养学生不断探究、持之以恒的科学态度与严谨求实的社会责任感。

关键词：科学态度;社会责任;航空航天技术

1.科学态度与社会责任的含义

高中物理核心素养中，“物理观念”、“科学思维”、“科学探究”这三个维度成为教师在进行教学目标的制定过程中焦点，而对“科学态度与责任”素养的渗透容易被忽略。《普通高中物理课程标准》明确提出教学中对学生“科学态度与责任”素养的培养要十分重视[1]。

“科学态度与责任”主要包括科学本质、科学态度、社会责任等要素。教师在物理教学过程中要注重培养学生实事求是的科学态度和勇于探索的实验精神，引导学生关注国内外科技发展现状与趋势，借用国家科技发展的优秀成果启发学生，在学习物理知识中树立正确的科学态度与社会责任感[2]。

近年来，国家科学技术发展硕果累累，尤其是航空航天方面，一张张“中国名片”举世瞩目，并且在悄然改变着国家的发展与人民的生活。文章重点将中国腾飞的航空航天科技成果引入物理教学中，创设物理情景，让学生意识到物理研究是基于观察和实验上具有创造性的工作，从而培养学生坚持不懈的科学探究精神，严谨求实的科学研究态度，激发学生学习物理的热情，增强学生以祖国为荣的情怀。

2.将航空航天技术成果与物理试题相结合，增强学生社会责任感

在物理教学中，教师以航空航天科技为背景，引用前沿航天素材编制校本作业与命制试题，让学生在解答物理问题的过程中，体会航天探索的艰辛，领悟科学研究的不易，挖掘内在的学习动机，提升爱国情怀与民族自豪感，增强学生敢于担当的社会责任感[3]。

2019年1月一张份量十足的“中国名片”展示在世界面前，我国“嫦娥四号”探测器成功在月球背面着陆，这是登月探索里程碑意义的一刻，让国人骄傲，世人称赞。物理教学中，教师将登月素材引入，在教学设计、校本作业、试题命制等教学环节中渗透真实的物理情境，培养学生解决问题的能力，激发学生的探索热情。此次“嫦娥四号”探测器在地球背面成功着陆，就受到了多份高考物理试题的“青睐”。2019年高考理科综合全国II卷第14题，题干中引用登月素材，考查万有引力定律，要求学生会利用万有引力公式结合图像判断当探测器与地球表面高度h发生变化时万有引力的大小F图像。2019年高考天津卷第1题，以登月为背景，考查“嫦娥四号”探测器围绕月球做匀速圆周运动过程中，探测器的周期、动能、角速度以及向心加速度的表达式及应用。此外利用“鹊桥”地月中继卫星实现将月球背面软着陆的探测器发出的信号第一时间传回地球这一航天事件为背景，使得“鹊桥”、拉格朗日点等成为中学物理天体问题的热点素材。如图1所示，地月中继卫星位于拉格朗日L2点附近，近似认为绕拉格朗日L2点做匀速圆周运动。由于拉格朗日L2点特殊的位置，“鹊桥”在地球与月球共同万有引力作用下保持月球与地球做圆周运动，以此为信息考查万有引力提供向心力、变轨着陆、不同轨道上卫星角速度和周期的变化、宇宙速度等物理知识。并有题目在地月绕C点转动（图2a）基础上，引入拉格朗日L4点与地月构成等边三角形（图2b）求解相关万有引力及轨道半径比值、加速度、周期等问题。

此外，高考物理全国卷多次以我国航天技术发展成果为背景融入试题，考查学生物理知识的应用，如2019年高考全国I卷第16题引用专为“长征九号”研制的大推力新型火箭;2018年高考全国I卷第20题和2018年高考全国III卷第15题的引力波;2018年高考全国II卷第16题引用“天眼”——射电望远镜;2017年高考全国I卷第17题的“人造太阳”及2017年高考全国III卷第14题天舟一号货运飞船经过多次变轨，成功对接我国真正意义上的空间实验室——天宫二号等等。这些考题中万有引力定律及其应用与其他高中物理知识多样化的考查方式不同，多以选择题形式出现，虽然难度系数不是最大，但从题目与现代科技的不断融合中不难发现，要求学生关注航空航天技术发展与物理概念的科学理解能力。学生在运用物理知识解答有关天体题目的同时体会物理知识在航空航天领域的运用，了解人类对宇宙提天体的探索历程，体会几代航天科学家艰辛的探索历程与不放弃不松懈的科研精神，增强学生民族自豪感与社会责任感。

3.将航空航天技术成果与物理教学设计相结合，培养学生不断探究的科学态度

高中物理内容相对抽象，对学生理解而言难度较大，教师可合理创设教学情境，将航空航天技术成果融于物理教学，优化教学设计，增强学生学习物理的信心，让学生从饱经风雨、历尽沧桑的中国航天发展过程中体会不断探究，不抛弃不放弃的航天精神。

2019年12月27日，我国长征五号遥三运载火箭发射升空，成功将实践二十号卫星送入预定轨道，在高中物理必修2万有引力定律及其应用模块的教授中即以这一盛事为素材。

设计一：地球同步卫星导入环节

教师活动：教学引入：播放长征五号遥三运载火箭（简称“胖五”）在文昌基地发射成功，将实践二十号卫星送入预定轨道的视频——提出问题：实践二十号卫星是如何在既定轨道上运行？

学生活动：小组讨论感受及思考，提出相关疑问。

教师活动：构建模型——引入教学知识点：实践二十号卫星属于地球同步通讯卫星——过度：如何描述运行规律。

设计意图：教师借用“胖五”将实践二十号卫星送入预定轨道为以背景引入地球同步卫星的学习，引导学生要有责任意识，激发学生对天体领域的兴趣。

设计二：地球同步卫星运动规律

课前任务：要求学生利用互联网信息等多媒体渠道收集我国目前几个卫星发射场的相关资料。

教师活动：提出疑问：“胖五”一飞冲天，为什么发射地选择海南文昌？

学生活动：交流讨论——小组分享讨论结果。

教师活动：归纳知识点——地球同步卫星轨道平面在赤道平面上——质量大和体积大的“胖五”，作为我国运载能力最强的火箭，选择在我国四大卫星发射场中的文昌发射场，原因之一是由于文昌发射场纬度最低。由于地球自西向东转动，地球表面物体具有相同的角速度，纬度越低越靠近赤道，自转半径越大，具有更大的线速度，即相当于火箭具有更大的初射速度，提高发射效率。

设计意图：地球同步卫星运动规律是万有引力定律应用中一个的重要考点，教师借用热点航天技术成果为素材，与时代接轨，采用设疑——思考——啟发——引导的教学主线，鼓励学生大胆思考，用物理知识解决实际问题，让学生体会物理知识在航天技术方面的运用，激励学生对航天领域的向往与不断探索的科学态度。

4.结语

高中物理万有引力定律内容一直与航空航天技术紧密结合，这是课程标准下对培养学生物理核心素养的充分体现，通过一代代航天人的努力拼搏、永不言弃的航天精神鼓舞学生，有利于培养学生敢于担当的社会责任感与不断探索的科学态度。物理教学过程中教师要立足于现代技术的不段发展，以学科核心素养为依托，不拘泥于古板套路的教学方式，以学生的终生发展为前提，不断创新教学方法，合理创设教学情境，让学生在面对真实物理情境，科学系统地运用物理知识从不同角度解决问题，培养学生运用物理知识解决实际问题的能力与实事求是的科学态度。

参考文献

[1]林明华.高中物理核心素养的内涵与培养途径[J].《福建基础教育研究》.2016（002）：4-6.

[2]彭前程.聚焦核心素养体现时代要求——高中物理教科书修订说明[J].《中学物理》.2018.36（19）：2-8.

[3]陈长宏.例析物理课堂教学与哲学思想的渗透整合——以“万有引力与航天”一章为例[J].《物理通报》.2016（3）：49-51.