高中物理对学生科学态度与责任方面的培养

石炳乐

中学物理是科学课程中非常重要的一门课，它对人们了解客观世界、学习探索世界的方法、培养科学的思维、形成科学的态度与责任等都有非常重要的作用。《普通高中物理课程标准（2017年版）》（以下简称《标准》）将科学态度与责任素养划为了物理学科核心素养的重要组成。科学态度与责任素养，既是物理教学价值的深层次体现，也是物理学习的高层次追求。基于《标准》的指导，本研究从学生和教师两方面入手，分析了高中物理对学生科学态度与责任培养的现状，提出了培养学生科学态度与责任的几点策略，以期对深入推进高中物理课程改革、做好科学态度与责任培养提供一定指引。

一、科学态度与责任教育的理论基础

（一）概念界定

科学态度与责任素养是物理学习的高层次追求，为明确其意涵，本文结合《标准》，从科学本质、科学态度、社会责任这三个方面进行界定。就科学本质而言，物理学科教育要反映科学的本质，在物理学科领域，对科学本质教育的开展与行进已有数十年历史，科学本质也逐渐从“小众”走向“大众”，当下，它已成为物理学科教师必须学习、探讨，学生必须理解、掌握的内容之一。就科学态度说，可分为三种，一是研究物理及相关内容时表现出的情感，二是对物理研究时原有的认知成分，三是对待与物理相关的知识、实验所作的反应、持有的态度，当前的物理学科教育较为重视学生的思维和能力，对态度缺乏一定的关注。就社会责任说，它是人在学习物理时必须承担起的责任，包括承担自己行为的后果，提高应用物理知识的能力等。

（二）高中物理中的科学态度与责任

作为《标准》中提出的核心素养之一，高中物理中的科学态度与责任正日益受到重视，并从生活走向物理，从物理走向社会。其意涵主要体现在两个方面：首先，学生对科学本质有明确的认知，如知道科学知识建构以观察和经验为基础、明确科学知识不是绝对真理等，在有了正确科学观的基础上，客观地进行科学探究；其次，形成科学的世界观、人生观、价值观，能够践行可持续发展的教育理念，如节约资源、爱护环境、热爱生命等。在高中物理教学中，教师应积极主动地融合科学态度与责任的意涵，优化课程标准、改善课程内容，提出行之有效的培养策略，以应对当下学生高中物理学习中面临的相关问题，增强学生的综合素养。

二、高中物理对学生科学态度与责任培养的现状

（一）学生方面

不同阶段的高中生对物理的科学态度与责任是不同的，其中，高二年级学生的科学态度与责任水平略强于高一年级，原因在于学生经过一年的物理及其他学科的“熏陶”，对科学的认知更加深化，态度更加积极。相比之下，高三年级学生的科学态度与责任水平呈下降趋势，原因在于高三年级面临高考的巨大压力，课业任务繁重。学生自相对轻松的高一、高二升入高三，一方面要面临更多的课业安排，如刷题、考试、模拟等，另一方面各个学科的教师都会抢占学生的自习和课余时间，与物理学科相关的科学探究活动、物理实验活动被大大压缩，并转化为了“在書桌前学习”，导致学生以疲惫甚至消极的情感去应付物理学科的科学探究活动、物理实验活动。物理学科的科学性较强，需要借助科学思维、通过科学探究来解决问题，而上述活动的消失以及学生的消极情绪，都不利于学生科学态度与责任的培育。

（二）教师方面

教师作为物理学科的传授者，对学生科学态度与责任的认知、落实，都会对学生产生较为深远的影响。在认知上，好的物理教育应培养学生的终身学习意识、责任担当意识以及解决问题的能力，才能让学生拥有健全人格，并对社会做出贡献。当下，高中物理教师普遍重视科学态度与责任教育，认为这样能推动学生的全面发展，并愿意在教学过程中渗透相关理念。但也存在一部分教师辨不清主次，优先关注物理观念、科学思维，最后关注科学态度与责任。在落实上，真正将理论应用于实践绝非易事，目前，大部分教师都在积极落实科学态度与责任教育，并能引入“说一说”“做一做”等探究活动，激发学生的主体性。但也存在一部分教师缺乏合理方法，不能充分利用各类活动或阅读材料，不利于提升学生的动手能力和科学思维。

三、高中物理对学生科学态度与责任培养的策略

（一）做好榜样示范

在对学生科学态度与责任的培养中，教师做好榜样示范功不可没。教师作为学生学习和发展的引路人，他们的一言一行、一举一动都会被学生看到、被学生效仿，因此，在对学生科学态度与责任的培养中，榜样示范可以起到重要的引领作用。为此，高中物理教师首先应提升自身的核心素养，要意识到科学态度与责任对自身教学的实际意义，在教学中要设定明确的教学目标，采取积极的教学手段，不断渗透科学态度与责任教育。例如，在讲授“实验：探究小车速度随时间变化的规律”时，教师不能采用“单纯教授+板书”的形式，而应准备好实验器材，做好实验规划，扎扎实实做好实验教学，与学生一起探究小车速度随时间变化的规律。特别是在使用打点计时器在纸带上打点时，要注意换上新纸带，重复操作两次，这样学生就会注意到教师这一重复的动作，并分析其背后的物理理论和实验知识。

其次，要转变传统的应试教育观念，明确分数不是第一位的，物理学科教育的目标是培养全面发展的人，通过加强师生沟通、积极联系社会热点等方式，激起学生对科学态度与责任教育的兴趣与思考。例如，在讲授“速度变化快慢的描述——加速度”时，就可以利用提问与沟通，先提问“汽车和火车同向行驶，速度都在增加，但速度增加的快慢不一样，这是为什么？”来引出加速度的概念，然后再让学生举一些例子，说明“速度大”“速度变化大”“速度变化得快”描述的是三种不同的情况，从而让学生进一步思考什么是“加速度”。

此外，要树立终身学习观念，教师应利用自身的人格去感染学生，物理教师的知识越丰富、教学态度越严谨，就越能引导学生形成正确的科学观，养成积极的科学态度。例如，教师在帮助学生解答有关电场、磁场的应用题时，也可能出现解错的情况，这可能是存在推理上的错误，也可能是题目本身有问题。对此，教师应主动承认这一错误，并及时纠正，让学生真正看到教师对物理、对知识及对学生的尊重。

（二）深化物理学史

高中物理对学生的抽象思维能力、逻辑思考能力要求很高，面对复杂的推理、繁多的公式，学生很容易产生枯燥无味之感，从而渐渐失去对物理的兴趣，更不用提科学态度与责任培养了。对此，教师应利用好物理学史。正所谓“以铜为镜，可以正衣冠；以古为镜，可以知兴替”。物理学史是人类探索物理世界的历程，展示着物理学思想的发展和演进，能让学生沉浸其中，感受当时的历史和社会背景，理解物理学探究过程的有趣、特色与艰难，并逐渐认识科学的本质。教师应首先确定选题、选择承载科学本质教育的物理学科教学内容，继而检索梳理相关物理学史资源进行深入挖掘，再结合《标准》和学生实际、建构授课内容。有了明确的教学目标、实施路径后，在具体的教学实践中，还要让学生去观察科学探究的過程，感受科学探究的多样性，从而促进科学本质的教育。

以“天文学”为例，作为各门科学发展之始，在哥白尼提出了日心说之后，天文学的下一大步是由神圣罗马帝国的开普勒（1571—1630年）迈出的，他的见解同哥白尼相同，并提出了著名的开普勒三大定律；接下来是意大利人伽利略（1564—1642年），他是那个时代最著名的科学家，对亚里士多德的落体定律提出了质疑，并在比萨斜塔上做了实验。教师应向学生讲述这一过程，指出物理学发展的艰难以及“一步一个脚印”，每一个后人的物理学发现就是在前人探索出的真相上实现的，让学生更直观地了解真实的物理，这样可以激发学生的学习热情，对学生进行科学本质教育。

（三）联系社会生活

高中物理科学态度与责任的培育应以回归生活为目的。如果进行了科学态度与责任培育之后，学生不能将此运用在生活中，形成良好的社会责任感，那么，此前的培养目的、培育方式方法都需要进行反思。在物理课堂渗透科学态度与责任时，教师除了要介绍相关的物理知识、前沿知识，还要有意地与生活联系起来，培育学生的科学态度与责任意识。如在讲述“牛顿力学”时，可以用现实生活中的交通安全问题举例，包括超速、不系安全带、追尾等，这些不仅蕴含有丰富的力学知识，能够激发学生的思维，还能让学生从心底树立起不超速、不酒驾、系好安全带等安全意识，提高综合素养。

而在遇到一些现实生活中的案例或现象时，就应主动与物理学联系起来，如《民法典》规定的严禁高空抛物，教师可以借此引导学生思考一枚硬币从18楼落下的问题，首先提问“硬币是不是越落越快？”当学生经过争论，达成一致后，再邀请一位学生回答“硬币是越落越快，从哪里可以看出，硬币刚离开18楼时几乎是静止的，落地前已经相当快”；待学生回答完毕后，教师再进行追问“只说硬币越落越快，还不够，谁能说出硬币下落速度变化？”又有学生回答：“硬币越落越快，就是它的速度正比于落下的距离。比如，它落下2米时的速度是落下1米时速度的两倍。”其他学生接着回答：“我看是硬币的速度正比于落下的时间，它下落2秒后的速度是下落1秒后速度的两倍”紧接着，又有学生说“你们都说速度的变化，可是速度很难测量，还不如说落下的距离。比如，在第1秒内下落是距离是1，在第2秒内下落的距离就是2，在第3秒内下落的距离就是3，等等。我这个想法容易用实验来检验。”学生热烈讨论，莫衷一是，最终由教师提议“明天在实验室做实验”，让学生对速度、加速度、动能等产生更深刻的理解和认识，也让学生进一步思考高空抛物对人可能造成的危险与伤害。

（四）强化科学实践

物理学的发展，推动了工业、农业和信息技术等方面的进步，引发了一次次的产业革命，改变了人类的生产和生活方式，技术的进步尤为物理学的研究提供了更强大的手段，并引发人们对物理问题进行更深入的思考，从而反过来促进物理学的发展。实践出真知，物理学作为实践的科学，教师在教学时必须强化物理实践，让学生课堂上进行真正的科学探究和深化科学的实质，学会用科学来解释客观事物。科学实验的具体流程可以归纳为以下几个步骤：一是学习核心知识，提升实践能力。科学实践必须以知识为依托，正所谓“不打无准备之仗”，教师要先夯实学生的物理学基础，让学生学会如何在实践中运用知识，从而能有准备、有方向地进行实践。二是要界定探究问题，设计实践方案。在进行科学实践之前，教师要先把握好方向，让学生知道自己要解决怎样的问题，并对相关的实践问题进行界定，并进行有针对性的设计，教师也要给予适当的建议。三是进行实验探究，分析实验结果。在实验探究中，可以利用小组合作的方式，让每个人都参与进来，完成自己的任务，遇到不合理的实验环节要及时调整，期间教师可在一旁观察指导，对学生的实验环节和数据进行分析指正。

例如，在讲述“胡克定律”时，除了要讲述相关的概念——物体在发生形变后，如果撤去作用力能够恢复原状，这种形变就叫作弹性形变，实验结果表明，弹簧发生弹性形变时，弹力F的大小跟弹簧伸长（或缩短）的长度x成正比，即“F=kx”，这个规律是由英国科学家胡克发现的，所以叫胡克定律。此次开展实验过程如下：首先要准备好实验器材，包括弹簧、钩码、试验记录表格、铁架台等，并向学生抛出问题“弹簧在弹性限度内，弹力大小与其伸长量有什么关系呢？”其次，进行实验——将弹簧上端固定在铁架台的横杆上，观察弹簧自由下垂时下端所到达的刻度位置，然后在弹簧下端悬挂不同质量的钩码，设计实验记录表格，记录弹簧在不同拉力下伸长的长度；再次，要求学生作出F-x图像，以弹簧所受弹力F为纵坐标，以弹簧伸长x为横坐标，建立直角坐标系，根据所得的实验数据，在坐标纸上描点并作出图像，并提问“由F-x图像能得到什么结论？”通过这一实验，提高学生的科学素养，促进学生科学态度与责任的发展。

四、结语

总之，科学态度与责任是物理核心素养的内容之一，培养学生的科学态度与责任对社会和个人的发展都有重要的意义。本文论述了科学态度与责任教育的理论基础与相关概念，分析了高中物理对学生科学态度与责任培养的现状，提出应通过做好榜样示范、深化物理学史、联系社会生活、强化科学实践，为做好高中物理科学态度与责任教育提供一定参考。

（刘芸）