將科學(xué)精神融入物理教學(xué)，提高學(xué)生的核心素養(yǎng)

江秋萍

摘 要：基于高中物理課堂教學(xué)的時(shí)間緊迫性，加之教育部今年提出的中國發(fā)展核心素養(yǎng)，高中物理課堂教學(xué)除了讓學(xué)生掌握物理基本知識(shí)和規(guī)律之外，還應(yīng)增加一些科學(xué)方面的知識(shí)，拓寬視野，激發(fā)學(xué)生對科學(xué)的愛好興趣，提高科技創(chuàng)新精神，促進(jìn)學(xué)生的核心素養(yǎng)的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：核心素養(yǎng)；科技制作；科技創(chuàng)新

前不久教育部提出的中國學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)。但是在目前的物理教育教學(xué)中，迫于高考的壓力和時(shí)間的緊迫性，教師比較注重的是教高中的物理知識(shí)，學(xué)生學(xué)完物理規(guī)律后再理解和做題應(yīng)用，并通過考試檢測學(xué)生的掌握情況。教師比較少將學(xué)生帶出課堂，從生活中尋找物理的身影，導(dǎo)致學(xué)生的理論學(xué)習(xí)和實(shí)際科學(xué)應(yīng)用銜接不夠緊密，理論知識(shí)的遷移和實(shí)際應(yīng)用能力也不夠理想。核心素養(yǎng)中的一個(gè)要點(diǎn)提出，要培養(yǎng)學(xué)生的人文底蘊(yùn)和科學(xué)精神。著眼于長遠(yuǎn)發(fā)展學(xué)生的綜合能力，中學(xué)物理課堂還應(yīng)該在教學(xué)之余，給學(xué)生傳達(dá)科技信息和科學(xué)前沿的知識(shí)，讓學(xué)生開闊視野，激發(fā)潛能，學(xué)有所用。

1 合理選取教育資源，激發(fā)學(xué)生對科學(xué)的追求

在新課教學(xué)中，學(xué)習(xí)到一些物理知識(shí)或者單位時(shí)，教師可以給學(xué)生穿插講一些物理學(xué)史的知識(shí)，以及一些發(fā)明的來歷。比如，學(xué)習(xí)牛頓運(yùn)動(dòng)定律的時(shí)候，可以告訴大家牛頓的生平，并且還有關(guān)于牛頓的一些有趣的故事。

可介紹牛頓假期，回到母親家里，坐在蘋果樹下思考行星圍繞太陽旋轉(zhuǎn)的力是從哪里來時(shí)，一個(gè)蘋果從樹上掉落下來，牛頓受到啟發(fā)，他從蘋果落地這一理所當(dāng)然的現(xiàn)象中找到了蘋果下落的原因——引力的作用，這種來自地球的無形的力拉著蘋果下落，正像地球拉著月球，使月球圍繞地球運(yùn)動(dòng)一樣。牛頓在經(jīng)典力學(xué)、光學(xué)等方面的貢獻(xiàn)，不僅與他自身的刻苦努力學(xué)習(xí)有關(guān)，還與他的導(dǎo)師巴羅博士有關(guān)，牛頓進(jìn)入劍橋大學(xué)時(shí)，就慧眼識(shí)英才，看中牛頓具有深邃的觀察力、敏銳的理解力，于是把他的所學(xué)知識(shí)全部傳授給他。牛頓自學(xué)能力特別強(qiáng)，他在解析幾何與綜合幾何方面都有貢獻(xiàn)。在教學(xué)之中穿插物理學(xué)史，也是讓學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)巨人們對科學(xué)的執(zhí)著，激發(fā)學(xué)生追求科學(xué)的熱情。

2 帶領(lǐng)學(xué)生走進(jìn)科技館，讓課堂學(xué)習(xí)的知識(shí)與現(xiàn)代科技融為一體

市科技館中，有一些物理模型也是物理規(guī)律的實(shí)際應(yīng)用。比如讓三個(gè)籃球分別從三個(gè)不同軌道由靜止釋放（如圖1模型），觀察哪個(gè)球先到達(dá)地面。這三個(gè)軌道中，A軌道讓籃球做加速度越來越小的變加速運(yùn)動(dòng)，B軌道讓籃球做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，C軌道讓籃球做加速度越來越大的變加速運(yùn)動(dòng)。學(xué)生觀察到A軌道的籃球由靜止釋放后最先到達(dá)地面，啟發(fā)學(xué)生思考，這是為什么呢？學(xué)生就著學(xué)過的運(yùn)動(dòng)學(xué)知識(shí)努力思考原因，最后教師再來總結(jié)回答：我們在同一個(gè)v-t圖象中分別畫出三條籃球沿不同軌道的運(yùn)動(dòng)的速度隨時(shí)間變化的圖象，因?yàn)槿呶灰埔粯?，所以v-t圖象于時(shí)間軸所包圍的面積一樣，所以A軌道的運(yùn)動(dòng)時(shí)間最小，C軌道運(yùn)動(dòng)時(shí)間最長（如圖2所示）。這個(gè)模型在廣東高考題中也出現(xiàn)過，如果可以親自體驗(yàn)到哪個(gè)球下落得更快，對學(xué)生從原理上的理解三種運(yùn)動(dòng)性質(zhì)有很大的幫助。

再比如說，市科技館中有一個(gè)魚洗（銅盆），學(xué)生在學(xué)習(xí)物理選修3-4《生活中的共振》之前，帶領(lǐng)學(xué)生走進(jìn)科技館進(jìn)行科學(xué)體驗(yàn)。怎樣讓魚洗里的水產(chǎn)生共振而濺起來呢？學(xué)生們躍躍欲試，紛紛挽起袖子開始用手掌摩擦銅盆的兩個(gè)耳朵，起初學(xué)生摩擦的比較慢，沒有水花濺起，只有銅盆微微振動(dòng)，隨著摩擦的頻率越高，我們也可以聽到銅盆中發(fā)出的嗡嗡聲，只有接近某個(gè)頻率時(shí)，水花才能濺起來，這時(shí)候稍微加快兩手來回摩擦的頻率，水花濺得更高了（如圖3）。有的學(xué)生越摩擦越起勁，用更快的頻率來摩擦銅盆的兩個(gè)耳朵，結(jié)果濺起來的水花又少了，這是什么原因呢？學(xué)生們開始討論思考，有的同學(xué)借助于網(wǎng)絡(luò)查找原因，解決問題。之后教師在教完共振的新課后，教師再來解釋原因：當(dāng)受迫振動(dòng)的頻率小于物體的固有頻率時(shí)，物體又無法達(dá)到共振，振幅比較低；只有當(dāng)受迫振動(dòng)的頻率接近或者等于物體的固有頻率時(shí)，振幅才很大；超過固有頻率之后，振幅又變小。這個(gè)經(jīng)歷使學(xué)生對振幅-頻率曲線有了更加深刻的理解。

3 布置科技制作，激發(fā)學(xué)生無限潛能

我們學(xué)校每年的5月份都會(huì)舉行科技節(jié)活動(dòng)，這時(shí)候很多學(xué)生會(huì)將自己平時(shí)動(dòng)手制作的科技作品拿過來參加比賽。記得有一年，比較優(yōu)秀的作品是簡易3D影像，學(xué)生將一位美少女跳舞的視頻，分前后左右四個(gè)影像在ipad上播放，ipad平放在一個(gè)頂部開口的架子上，屏幕表面朝下。在水平桌面上，放著一個(gè)倒立的透明塑料片做成的以正方形為底的四角錐。錐體的頂點(diǎn)正對ipad里播放的視頻四個(gè)動(dòng)畫的正中心點(diǎn)，且每個(gè)畫面都可以在透明塑料片形成正立的影像，我們用眼睛在塑料片上觀察，可以看到每個(gè)塑料片上都有一個(gè)影像，合成起來后形成一個(gè)立體的美少女跳舞動(dòng)態(tài)視頻栩栩如生呈現(xiàn)在四角錐中央（如圖4所示）。

通過科技節(jié)活動(dòng)，我們看到很多學(xué)生交出自己制作的各種作品，這不僅提高了學(xué)生的動(dòng)手能力，促進(jìn)學(xué)生將理論學(xué)習(xí)應(yīng)用于實(shí)踐，更是激發(fā)學(xué)生對新科技的創(chuàng)新，挖掘?qū)W生的潛能。

4 選擇恰當(dāng)時(shí)機(jī)，組織學(xué)生進(jìn)行科學(xué)觀察，認(rèn)識(shí)物理規(guī)律

從”超級(jí)大月亮”走向天體運(yùn)動(dòng)規(guī)律。今年11月14日，世界多地出現(xiàn)21世紀(jì)以來超級(jí)大月亮景觀。教師可以組織學(xué)生到天文臺(tái)觀察大月亮，并解釋超級(jí)大月亮形成的原因。原因是每個(gè)月月亮都會(huì)經(jīng)過一次近地點(diǎn)和遠(yuǎn)地點(diǎn)，當(dāng)月亮走到近地點(diǎn)時(shí)，恰好又逢滿月，這時(shí)月亮距離地球最近，此時(shí)月亮將比平時(shí)的月亮大14%，外觀非常大而且圓。這時(shí)用天文望遠(yuǎn)鏡觀察月球表面的環(huán)形山也是清晰可見，同時(shí)老師也可以向?qū)W生介紹我國已經(jīng)在2013年發(fā)射了嫦娥3號(hào)衛(wèi)星進(jìn)行探月工作，接著相繼還會(huì)發(fā)射嫦娥四號(hào)和五號(hào)對月球進(jìn)行探索。這樣的教學(xué)無形中讓學(xué)生了解科學(xué)前沿，也使得學(xué)生對航天事業(yè)展開憧憬和追求。

物理是一門具有豐富多彩的科學(xué)，如果教師在教學(xué)中能穿插科學(xué)知識(shí)，滲透科學(xué)教育精神，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的興趣，從長遠(yuǎn)上看，這將有助于學(xué)生的創(chuàng)新思維和科學(xué)探究精神，促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展，也是學(xué)生獲得成功生活、適應(yīng)個(gè)人終生發(fā)展和社會(huì)發(fā)展的素養(yǎng)所求。