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    基于德育實施的高中物理教學設計

    2020-02-10 03:57李鳴
    中學物理·高中 2020年1期
    關鍵詞:科學態(tài)度浮力教學設計

    摘?要:育人的根本在于立德,立德樹人是教育的中心環(huán)節(jié).高中物理知識和規(guī)律都蘊含著豐富的德育因素,學科核心素養(yǎng)是學科育人價值的集中體現(xiàn).以國家教育方針和2017版普通高中物理課程標準為指導,以“浮力”一課為例,實踐和反思了教育教學,對高中物理德育教育的實施有了一些思考.

    關鍵詞:德育;浮力;教學設計;科學態(tài)度

    文章編號:1008-4134(2020)01-0056?中圖分類號:G633.7?文獻標識碼:B

    作者簡介:李鳴(1981-),男,江西南昌人,本科,中學高級教師,研究方向:課程改革、學科核心素養(yǎng)、學科德育、教學信息化.

    要做到以文化人、以德育人,把立德樹人融入文化知識教育,在高中物理教學中就是要培養(yǎng)學生的物理學科核心素養(yǎng),學科核心素養(yǎng)是學科育人價值的集中體現(xiàn),實事求是,合作探究,塑造學生的科學態(tài)度是高中物理德育教學的核心.物理學基于觀察與實驗,觀察實驗現(xiàn)象,得出實驗規(guī)律,建構(gòu)物理模型.在教育教學中應培養(yǎng)學生具有科學探究意識,讓他們能在真實情境中提出物理問題,在觀察和實驗中發(fā)現(xiàn)問題;應培養(yǎng)學生具有設計探究方案和獲取證據(jù)的能力,讓他們能正確實施探究方案,使用不同方法和手段獲取、分析、處理信息,形成結(jié)論;讓他們具有交流的意愿與能力,能準確表述、評估和反思探究過程與結(jié)果;應培養(yǎng)學生學習和研究物理的好奇心和求知欲,讓他們能主動與他人合作,基于證據(jù)實事求是發(fā)表見解.

    基于這樣的德育實施考慮,在初高中銜接“浮力”一課中,筆者的教學設計如下.

    1?電影視頻引入,提出問題

    欣賞《加勒比海盜》的第一部(約7分鐘),請同學們從浮力的角度仔細觀察.

    師:你們對哪個與浮力有關的場景印象深刻?

    生:杰克和特納準備偷一艘船,為了躲避士兵,他們依靠船里的空氣呼吸,然后從水底逃走.

    師:換作是你,能不能這樣?

    生:應該也可以吧.(笑)

    師:但我們沒有辦法扛著一條木船走到水下呀,各小組能不能通過討論告訴老師你們有什么好辦法,可以檢驗“如果換作是你,能不能這樣”.

    該環(huán)節(jié)從學生的回答“應該也可以吧”入手,啟發(fā)學生科學不能想當然,需要實事求是,使同學初步樹立正確的科學態(tài)度.

    2?小組設計實驗,討論可行方案

    小組甲:我們小組認為可以設計一條等比例縮小的木船,然后將它倒置并通過水下的彈簧秤相連,不斷加水,通過測定它完全浸沒在水中所受的拉力,再等比例放大得到兩個人在水下能否提供這么大的拉力,以此判定我們是否可以做到像影片中那樣拉著船水下行走.

    小組乙:我們小組也是這么設計的,但是小木船比較難制作,泡沫船比較容易制作,因為浮力與排開水的體積有關,所以泡沫船也能等比例計算出船浸沒在水下所獲得的浮力.

    小組丙:我們可以用3D打印設計制作小船.

    師:這三組同學的想法都非常好,其它小組能否針對他們的方案再思考并討論一下方案的可行性.

    小組丁:我們組覺得實驗中應該用鹽水,因為海水是咸的,相同的船在海水里受到的浮力更大.

    師:很好,這個小組考慮到了海水和淡水的密度差異,不過海水的密度約為1050kg/m3,僅比水的密度稍大.其它小組還有什么想法?

    小組戊:老師,我們小組想不好怎么將彈簧秤固定在水底,不知道別的組有沒有什么辦法?

    班級安靜了一會,然后又熱鬧起來.

    小組己:我們小組覺得可以在彈簧秤下面綁一塊大石頭或大鐵塊.

    小組庚:我們小組的想法是可以用吸盤鉤,將吸盤吸在水槽下面,再掛上彈簧秤.

    師:大家有沒有發(fā)現(xiàn),一個小的物理問題,放在真實的情景中,就會衍生出其它問題.剛才大家立足于解決問題的思維都很明確,提出的建議都非常好.

    該環(huán)節(jié)立足于讓學生在真實情境中提出物理問題,建立物理模型,并希望通過小組共同設計實驗的方式,提出合理猜想,最后讓各個小組基于其他小組的假設和自己的思考,發(fā)表見解,體驗科學思維過程.

    3?現(xiàn)場小組實驗,得出結(jié)論

    老師展示淘寶網(wǎng)上搜索到的船的尺寸,各個組按影片中的截圖進行等比例縮小,制作泡沫船,并測定該泡沫船浸沒在水中所受的浮力(如圖1).

    師:通過剛才的實驗及你們測定的數(shù)據(jù),各小組得出了什么結(jié)論.

    小組辛:我們組大約按10∶1制作了泡沫船,測量出當泡沫船浸沒在水中時,彈簧秤的拉力為9.4N,以此推算真實的船的體積為泡沫船的1000倍,即大約9400N.影片中兩個人拉著船,每個人每只手的力量大約2350N,我們覺得,大力士應該是可以做到的.

    該實驗環(huán)節(jié)進行小組合作實驗,共同觀察實驗結(jié)果,實事求是記錄實驗數(shù)據(jù),并能根據(jù)自己的實驗數(shù)據(jù),得出實驗結(jié)論.

    4?重現(xiàn)實驗場景,分析問題

    師:我們通過等比例縮小船的體積、彈簧秤測定小船的浮力和邏輯思維,得出了自己的結(jié)論.接下來,《流言終結(jié)者》的工作人員親身實驗,讓我們看一看完全仿真的實驗是否可以成功.

    播放視頻《流言終結(jié)者——劃槳船潛艇》.

    學生齊聲“喔……”.

    師:《流言終結(jié)者》的工作人員1∶1還原了實驗場景,進行了實驗,得到了和我們不一樣的結(jié)論,不但如此,他們在自己的腳上還綁上了杠鈴,結(jié)果實驗仍然無法驗證電影中的場景.那么,我們的模擬場景實驗做錯了嗎?剛才大家僅考慮到了人的力量可以將船拉入水中,卻忽略了力的作用是相互的,如果一個人要給船4700N的拉力,反過來,船也會給這個人4700N的拉力,即使不算上這個人自身在水中受到的浮力,他也至少要有470kg的體重才行.所以,同學們,通過今天的學習,你們有什么收獲?

    生:在實際情境中竟然要考慮這么多因素,真有點復雜.

    生:通過等比例縮小的模型實驗,我們得到的是正確的結(jié)果,但是在使用時卻出錯了,是因為我們對實驗數(shù)據(jù)的討論有些片面.

    該環(huán)節(jié)通過觀看實驗室無法重現(xiàn)的實驗視頻,使同學懂得模擬實驗場景進行實驗和還原實驗場景進行實驗,都體現(xiàn)了實事求是的科學態(tài)度,也是我們今后進行科學研究的必經(jīng)之路.

    5?反思

    為了達成“合作探究、能實驗創(chuàng)新,塑造學生的科學態(tài)度”的德育目標,除了上述案例所采用的德育實施途徑外,我們還可以通過以下五個途徑:(1)利用好教材,針對不同層次的學生,選擇難度適宜的探究課題,讓學生以小組合作的形式用科學方法參與科學探究過程,激發(fā)科學探究興趣;(2)引導學生基于真實情境提出物理問題,并設計研究方案,組成小組討論優(yōu)化;(3)通過紀錄片等形式讓學生了解科學的發(fā)展,如伽利略推翻亞里士多德理論、人類對光的認識進程等,懂得離不開科學家通過實驗對現(xiàn)有理論的質(zhì)疑,培養(yǎng)實事求是的科學精神;(4)在學生實驗中,培養(yǎng)學生搜集數(shù)據(jù)、解釋數(shù)據(jù)的能力和尊重數(shù)據(jù)、實事求是的態(tài)度;(5)合理利用假期開展實驗類物理研究性學習,在研究性學習中培養(yǎng)合作意識和合作能力.

    高中物理德育教學和高中物理教學是密不可分的,新時代的高中物理德育教育需要施教者不斷實踐學科教學育人,不斷反思德育教學成效,不斷地改進學科教學方法,不斷拓寬德育教育途徑,需要教師勇于擔當起學科德育導師的時代重任.

    參考文獻:

    [1]中華人民共和國教育部.普通高中物理課程標準(2017年版)[M].北京:人民教育出版社,2018.

    [2]金鵬、李鳴.?普通高中示范性選修課程:物理視角中的電影(力學篇)[M].杭州:杭州出版社,2014.

    (收稿日期:2019-09-26)

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