鄧東東 嚴(yán)桂林 紀(jì)曉晗 葉菁

［摘 要］隨著《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》的頒布，物理學(xué)科核心素養(yǎng)成為物理教育者關(guān)注的焦點。物理學(xué)科核心素養(yǎng)包括物理觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任四個方面，受傳統(tǒng)教育的影響，“科學(xué)態(tài)度與責(zé)任”素養(yǎng)的培養(yǎng)常常被忽視。文章基于對“科學(xué)態(tài)度與責(zé)任”的理解、評價、培養(yǎng)以及教學(xué)示例，探討在情境教學(xué)、實驗教學(xué)、反思教學(xué)、物理學(xué)史教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生“科學(xué)態(tài)度與責(zé)任”素養(yǎng)的策略，以供教師參考。

［關(guān)鍵詞］科學(xué)態(tài)度與責(zé)任；物理學(xué)科核心素養(yǎng)；科學(xué)本質(zhì)；科學(xué)態(tài)度

［中圖分類號］ ? ?G633.7 ? ? ? ?［文獻標(biāo)識碼］ ? ?A ? ? ? ?［文章編號］ ? ?1674-6058（2024）02-0046-04

隨著《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》的頒布，物理學(xué)科核心素養(yǎng)成為物理教育者關(guān)注的焦點。物理學(xué)科核心素養(yǎng)主要包括物理觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任四個方面。經(jīng)過上一次的課程改革，教育者在知識觀、學(xué)習(xí)觀、教學(xué)觀上有了更深刻的認(rèn)識，并在實踐中取得了一定的成效。雖然在培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維和科學(xué)探究能力方面已經(jīng)有了很大的改觀，但由于受傳統(tǒng)教育的影響，“科學(xué)態(tài)度與責(zé)任”素養(yǎng)的培養(yǎng)常常被忽視。四個物理學(xué)科核心素養(yǎng)缺一不可，物理觀念是基礎(chǔ)，科學(xué)思維是核心，科學(xué)探究是方式，科學(xué)態(tài)度與責(zé)任是必備品格和育人的最終目標(biāo)［1］?？茖W(xué)態(tài)度與責(zé)任是學(xué)科核心素養(yǎng)目標(biāo)實現(xiàn)增值的關(guān)鍵參量，有學(xué)者用“素養(yǎng)=（知識+能力）態(tài)度 ”這一表達式來加以闡述［2］。這足以說明科學(xué)態(tài)度與責(zé)任的重要性。因此，我們有必要討論在物理實際教學(xué)中如何更好地培養(yǎng)學(xué)生的“科學(xué)態(tài)度與責(zé)任”素養(yǎng)。

一、對“科學(xué)態(tài)度與責(zé)任”的理解

“科學(xué)態(tài)度與責(zé)任”是指在認(rèn)識科學(xué)本質(zhì)，認(rèn)識科學(xué)·技術(shù)·社會·環(huán)境關(guān)系的基礎(chǔ)上，逐漸形成的探索自然的內(nèi)在動力，嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真、實事求是和持之以恒的科學(xué)態(tài)度，以及遵守道德規(guī)范，保護環(huán)境并推動可持續(xù)發(fā)展的責(zé)任感?！翱茖W(xué)態(tài)度與責(zé)任”主要包括科學(xué)本質(zhì)、科學(xué)態(tài)度、社會責(zé)任等要素［3］。

（一）科學(xué)本質(zhì)

科學(xué)最初被理解為結(jié)果，即知識的積累；接著被理解為過程或者方法［4］。 例如，早期的物理學(xué)家伽利略和牛頓通過科學(xué)探究，歸結(jié)出了運動學(xué)和萬有引力定律等基本物理學(xué)原理，為我們提供了對自然界的認(rèn)識基礎(chǔ)。然而，隨著認(rèn)識的加深，人們發(fā)現(xiàn)經(jīng)典力學(xué)的知識并不適用所有情況。知識是發(fā)展的，注定了科學(xué)也是發(fā)展的。以現(xiàn)代物理學(xué)為例，相對論和量子力學(xué)的發(fā)展將物理學(xué)的理解提升到了一個新的層次。愛因斯坦的相對論改變了我們對時間、空間和引力的理解，而量子力學(xué)引入了微觀世界的不確定性原理。這些新的物理學(xué)理論需要更復(fù)雜的實驗設(shè)計和數(shù)學(xué)模型來驗證和解釋現(xiàn)象，將科學(xué)的焦點從已知事實轉(zhuǎn)向了不斷的實驗、觀察和理論構(gòu)建。舉例來說，物理學(xué)家通過粒子加速器（如大型強子對撞機）的實驗，成功探索了亞原子領(lǐng)域，發(fā)現(xiàn)了新的粒子及其相互作用。這不僅豐富了物理學(xué)的知識庫，還展示了科學(xué)作為一種過程的本質(zhì)，以及需要不斷的實驗和理論修正來推動前沿研究?？茖W(xué)從知識到過程的理解反映了它的不斷演進和發(fā)展。科學(xué)作為一種方法，通過實驗、觀察和理論構(gòu)建來不斷深化我們對自然規(guī)律的理解。

（二）科學(xué)態(tài)度

科學(xué)態(tài)度是個體對科學(xué)對象、科學(xué)現(xiàn)象、科學(xué)過程、科學(xué)事實、科學(xué)理論以及科學(xué)研究等持有的穩(wěn)定的心理傾向，它涵蓋幾個關(guān)鍵方面，如好奇心、實事求是、追求創(chuàng)新和合作分享［5］。

好奇心是科學(xué)態(tài)度的核心之一。它激發(fā)了人們對未知世界的渴望，推動人們提出問題、進行研究和尋求答案。好奇心促使科學(xué)家和研究人員進行深入的觀察和實驗，以解開自然界的謎題。例如，著名物理學(xué)家?guī)炖铩づ辶衷诤闷嫘尿?qū)使下進行了對宇宙射線的研究，從而有了重大的科學(xué)發(fā)現(xiàn)。實事求是是另一個重要的科學(xué)態(tài)度。實事求是意味著在科學(xué)研究中應(yīng)真實記錄數(shù)據(jù)和現(xiàn)象，再根據(jù)觀察和實驗的結(jié)果，提出客觀和準(zhǔn)確的解釋。例如，當(dāng)麥克斯韋提出電磁理論時，他依賴實驗證據(jù)來支持他的理論，這種實事求是的態(tài)度確保了科學(xué)的可靠性。追求創(chuàng)新也是科學(xué)態(tài)度的一部分?？茖W(xué)家不斷努力尋找新的方法和理論，以改進人們對自然界的理解。例如，愛因斯坦的相對論是一項革命性的創(chuàng)新，它重新定義了人們對時空的理解。而合作分享是科學(xué)態(tài)度的關(guān)鍵要素?？茖W(xué)家通常在團隊中合作分享他們的觀點、數(shù)據(jù)和發(fā)現(xiàn)。這協(xié)作精神有助于推動科學(xué)的進步。例如，國際空間站（ISS）是多國科學(xué)家合作研究宇宙的杰出例子。

因此，科學(xué)態(tài)度是一種綜合性的心理傾向，它鼓勵好奇心、實事求是、創(chuàng)新和合作，這些因素共同推動科學(xué)不斷發(fā)展和進步。

（三）社會責(zé)任

社會責(zé)任是在研究和應(yīng)用科學(xué)時意識到自己的道德責(zé)任，將科學(xué)知識與社會需求相結(jié)合，促進可持續(xù)發(fā)展，包括熱愛自然、保護環(huán)境、合作參與社會決策。例如，科學(xué)家在開發(fā)新能源技術(shù)時，不僅要關(guān)注技術(shù)的創(chuàng)新，還要考慮其對環(huán)境的影響，確保能源生產(chǎn)不對生態(tài)系統(tǒng)造成破壞。又如，積極參與社會決策，提供科學(xué)依據(jù)支持政策制定，推動社會朝著可持續(xù)的方向發(fā)展。這種綜合性的社會責(zé)任有助于人們在利用科學(xué)為人類謀福祉的同時，學(xué)會保護自然環(huán)境并維護道德標(biāo)準(zhǔn)。

培養(yǎng)科學(xué)態(tài)度是追求科學(xué)本質(zhì)的必然過程，而科學(xué)態(tài)度又反過來引導(dǎo)人們對科學(xué)本質(zhì)進行不懈追求。追求科學(xué)本質(zhì)為人們履行社會責(zé)任提供了堅實的基礎(chǔ)，同時，社會責(zé)任也促使人們更深入地探索科學(xué)本質(zhì)?？茖W(xué)本質(zhì)、科學(xué)態(tài)度、社會責(zé)任三個要素相互交織，廣大物理教育者應(yīng)加強對“科學(xué)態(tài)度與責(zé)任”的理解，這是落實核心素養(yǎng)培養(yǎng)目標(biāo)的第一步。

二、對“科學(xué)態(tài)度與責(zé)任”的評價

教學(xué)評價在教育中具有多重作用，它有助于發(fā)現(xiàn)問題，改善教育效果，優(yōu)化教學(xué)方法，評估教師表現(xiàn)，為政策決策提供數(shù)據(jù)，同時促進學(xué)生全面成長。分析新課標(biāo)對科學(xué)態(tài)度與責(zé)任的定義，結(jié)合課程目標(biāo)和核心素養(yǎng)的五個水平，可以得出科學(xué)態(tài)度與責(zé)任的評價關(guān)鍵要素為好奇心、對道德和規(guī)范的認(rèn)識、可持續(xù)發(fā)展的責(zé)任感、學(xué)習(xí)物理的內(nèi)在動機、抵制不實行為與遵守道德規(guī)范［6］?？梢詤⒖急?對學(xué)生的科學(xué)態(tài)度與責(zé)任的發(fā)展作出評價。

三、“科學(xué)態(tài)度與責(zé)任”素養(yǎng)的培養(yǎng)

（一）在情境中思考

課前導(dǎo)入環(huán)節(jié)的情境創(chuàng)設(shè)在物理教學(xué)中至關(guān)重要。根據(jù)建構(gòu)主義理論可知，創(chuàng)設(shè)一個引人入勝的情境可能直接影響一堂課的成功。成功的情境導(dǎo)入能夠激發(fā)學(xué)生的好奇心和學(xué)習(xí)興趣，引發(fā)學(xué)生思考和質(zhì)疑，幫助學(xué)生體會物理學(xué)的實用價值，并引發(fā)對倫理、道德和社會責(zé)任的思考，為更深入的學(xué)習(xí)奠定堅實的基礎(chǔ)。

例如，在教學(xué)“能源”章節(jié)時，教師可以在課前向?qū)W生展示我國的能源工程建設(shè)，如光伏發(fā)電、核電站、火電站等，并提出相應(yīng)的問題讓學(xué)生進行討論。比如，太陽能發(fā)電的原理是什么？火力發(fā)電對環(huán)境有什么影響？核電站潛能巨大，但如果發(fā)生核泄漏怎么辦？通過此情境可以激發(fā)學(xué)生的好奇心和學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生體會到物理學(xué)的實用價值，以及產(chǎn)生保護環(huán)境的意識。

（二）在實驗中探索

實驗是物理的基礎(chǔ)，是追求科學(xué)的過程，是實踐的過程，是質(zhì)疑的過程，是培養(yǎng)批判性思維、求實精神的過程，是學(xué)生親身體驗的過程。因此，實驗在培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度與責(zé)任方面發(fā)揮著不可替代的作用。實驗的過程包括提出問題、作出假設(shè)、設(shè)計實驗、進行實驗、收集數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù)、得出結(jié)論、撰寫報告和不斷改進。首先，提出問題時就是質(zhì)疑的開始，是好奇的體現(xiàn)，教師應(yīng)鼓勵學(xué)生積極提出問題。其次，作出假設(shè)需要一定的事實依據(jù)，可培養(yǎng)學(xué)生實事求是的態(tài)度。再次，收集數(shù)據(jù)和實驗現(xiàn)象記錄需要真實，不能憑空捏造，這是嚴(yán)謹(jǐn)求實的態(tài)度體現(xiàn)。最后，對實驗結(jié)果的討論能培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維。

（三）在反思中深化

課后反思是學(xué)生在學(xué)習(xí)某個內(nèi)容后重新審視學(xué)習(xí)過程的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。這是一項有助于提高學(xué)生元認(rèn)知能力的有益活動，也是一個深化學(xué)習(xí)的過程，我們應(yīng)該抓住機會引導(dǎo)學(xué)生進行課后反思，從而培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度與責(zé)任素養(yǎng)。

例如，在物理教學(xué)中教師可以設(shè)計適當(dāng)?shù)恼n后反思問題引導(dǎo)學(xué)生反思，如實驗設(shè)計是否合理？是否考慮了控制變量？是否準(zhǔn)確記錄了實驗數(shù)據(jù)（包括測量值和觀察結(jié)果）？是否遵循了實驗室安全規(guī)定？是否采取了必要的安全措施？是否能夠清晰地解釋實驗現(xiàn)象或物理原理？通過對課后反思，學(xué)生不僅加深了對物理知識的理解，還培養(yǎng)了對科學(xué)實驗負(fù)責(zé)和謹(jǐn)慎的態(tài)度，并逐漸養(yǎng)成了反思的良好習(xí)慣。

（四）在歷史中升華

物理學(xué)史是物理學(xué)領(lǐng)域的珍貴遺產(chǎn)，它記錄了一系列理論、發(fā)現(xiàn)和杰出科學(xué)家的奮斗歷程。物理學(xué)史蘊含豐富的教育價值。通過深入研究科學(xué)家的研究歷程，我們能夠獲得寶貴的經(jīng)驗財富。首先，物理學(xué)史強調(diào)科學(xué)方法（如觀察、實驗、推理和驗證）的重要性。其次，物理學(xué)史體現(xiàn)持之以恒的嚴(yán)謹(jǐn)態(tài)度，其中包括不斷反思、修正和完善理論。物理學(xué)史還教導(dǎo)我們要有克服困難的堅忍精神，以及無私奉獻的精神。物理學(xué)史還強調(diào)了促進社會發(fā)展和人類進步的責(zé)任感，因為許多物理學(xué)家的工作直接或間接地造福了整個人類社會。這些歷史都在啟發(fā)和指引今天的科學(xué)家和研究者，為推動科學(xué)和社會發(fā)展貢獻自己的力量。

例如，教師可以向?qū)W生講述費爾米的故事。費爾米是一位杰出的物理學(xué)家，他的生平充分展現(xiàn)了堅韌不拔、無私奉獻的優(yōu)良品質(zhì)。他的堅韌不拔體現(xiàn)在他的科研工作中，不僅在量子物理和核物理領(lǐng)域取得了杰出成就，還創(chuàng)立了費米子統(tǒng)計，對理論物理有深刻的影響。他無私奉獻的精神在曼哈頓計劃中體現(xiàn)得尤為明顯，盡管爭議重重，但他參與了核武器的開發(fā)，以防止納粹黨更早地研發(fā)出原子彈，他將社會責(zé)任置于個人榮譽之上。此外，費爾米在教育領(lǐng)域和科學(xué)傳播中也有杰出貢獻，他培養(yǎng)了一代又一代的物理學(xué)家，并推動了科學(xué)知識的普及。

四、培養(yǎng)“科學(xué)態(tài)度與責(zé)任”的教學(xué)示例

下面以探索電磁感應(yīng)現(xiàn)象為例進行說明。

（一）課前情境導(dǎo)入環(huán)節(jié)

【情境導(dǎo)入】教師首先展示一個小型演示實驗裝置：用一個線圈連接一個小燈泡和一個磁鐵，當(dāng)將磁鐵來回快速穿過線圈時，小燈泡突然被點亮。當(dāng)學(xué)生目睹這一現(xiàn)象時，好奇心被激發(fā)，他們開始思考為什么會發(fā)生這種奇妙的現(xiàn)象。

【問題引導(dǎo)】教師向?qū)W生提出問題：“你們剛才看到的這個現(xiàn)象是如何發(fā)生的？為什么當(dāng)磁鐵穿過線圈時，燈泡突然被點亮？”教師以問題引導(dǎo)學(xué)生思考，并鼓勵他們分享自己的猜測。

【學(xué)生討論】學(xué)生分成小組，開始討論教師的問題。學(xué)生自由發(fā)表自己的看法，或者嘗試提出可能的解釋，或者表達對電磁感應(yīng)的了解。

【師生對話】教師積極參與小組對話，鼓勵學(xué)生分享他們的看法，并進一步提問：“感應(yīng)電流的大小可能跟什么有關(guān)？感應(yīng)電流的方向可能跟什么有關(guān)？”教師的引導(dǎo)有助于學(xué)生深入思考問題并提出新的問題。

設(shè)計意圖：課前導(dǎo)入電磁感應(yīng)現(xiàn)象，以激發(fā)學(xué)生的好奇心和學(xué)習(xí)興趣。學(xué)生親眼見到電磁感應(yīng)的奇妙現(xiàn)象，不僅直觀地了解了電磁感應(yīng)現(xiàn)象，還產(chǎn)生了猜想和提問的欲望。教師的引導(dǎo)與師生對話的目的是引導(dǎo)學(xué)生深入思考問題并提出新的問題，這為接下來的實驗探索奠定基礎(chǔ)。

（二）實驗探索環(huán)節(jié)

【提出問題】教師引導(dǎo)學(xué)生思考并提出問題：“當(dāng)一個磁鐵靠近或遠(yuǎn)離導(dǎo)線時，感應(yīng)電流的方向會如何變化？”

學(xué)生帶著問題開展實驗探索。

【裝置搭建】準(zhǔn)備一條長直導(dǎo)線，一個磁鐵，一個電流表，一條連接導(dǎo)線和一塊支持裝置。確保實驗設(shè)備正常工作，電流表的連接正確。

【實驗操作】學(xué)生將磁鐵快速移近或遠(yuǎn)離長直導(dǎo)線，同時注意觀察電流表的指針方向。

【數(shù)據(jù)記錄】學(xué)生記錄觀察到的電流方向和磁鐵的運動情況。

【數(shù)據(jù)分析】學(xué)生分析記錄的數(shù)據(jù)，比較不同情況下感應(yīng)電流的方向，嘗試總結(jié)規(guī)律。

【結(jié)果討論】與學(xué)生一起討論實驗結(jié)果，幫助他們得出關(guān)于磁場變化對感應(yīng)電流方向的影響的結(jié)論。

設(shè)計意圖：在實驗中，教師重點強調(diào)觀察的重要性、數(shù)據(jù)記錄的準(zhǔn)確性和實驗操作的謹(jǐn)慎性，以有針對性地培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度。這個實驗可讓學(xué)生深刻理解磁場變化對感應(yīng)電流方向的影響，同時培養(yǎng)他們有效提出問題、細(xì)致觀察、如實記錄數(shù)據(jù)、科學(xué)分析數(shù)據(jù)以及認(rèn)真操作實驗等科學(xué)態(tài)度。

（三）反思環(huán)節(jié)

課后反思旨在幫助學(xué)生鞏固學(xué)習(xí)成果、培養(yǎng)科學(xué)態(tài)度和學(xué)習(xí)技能，并激發(fā)他們對物理學(xué)的學(xué)習(xí)興趣。課后反思可以是書面形式的作業(yè)，也可以通過小組討論或?qū)懭沼浀姆绞竭M行。以下是一個課后反思環(huán)節(jié)的設(shè)計示例。

【總結(jié)學(xué)習(xí)】要求學(xué)生總結(jié)當(dāng)天在課堂中學(xué)到的電磁感應(yīng)知識和重要概念?？梢宰寣W(xué)生用自己的話簡潔地表達這些內(nèi)容，這有助于學(xué)生強化記憶和理解知識。

【提出問題】鼓勵學(xué)生提出他們在學(xué)習(xí)電磁感應(yīng)中的疑惑或需要更深入了解的方面。這有助于培養(yǎng)學(xué)生的探究精神和提問能力。

【應(yīng)用知識】要求學(xué)生思考如何應(yīng)用電磁感應(yīng)知識解決實際生活中的問題，理解物理學(xué)肩負(fù)著社會發(fā)展的責(zé)任。可以讓學(xué)生考慮如何改進某種電子設(shè)備或設(shè)計一個基于電磁感應(yīng)原理的新產(chǎn)品。

【反思科學(xué)態(tài)度】鼓勵學(xué)生反思他們在學(xué)習(xí)電磁感應(yīng)時所需要的科學(xué)態(tài)度，包括好奇心、觀察技能、批判性思維、實驗操作的責(zé)任感、與他人合作和交流的重要性等?？梢宰寣W(xué)生思考在未來如何更好地培養(yǎng)這些科學(xué)態(tài)度。

（四）物理學(xué)史陶冶環(huán)節(jié)

【介紹法拉第】教師簡要介紹法拉第的生平、工作和對電磁感應(yīng)的貢獻，讓學(xué)生了解法拉第是電磁感應(yīng)研究領(lǐng)域的杰出科學(xué)家。

【學(xué)生搜集資料】教師布置任務(wù)，要求學(xué)生分成小組，每組負(fù)責(zé)收集與法拉第和電磁感應(yīng)相關(guān)的資料，可包括法拉第的生平事跡、法拉第的電磁感應(yīng)實驗以及法拉第對科學(xué)發(fā)展和社會發(fā)展的影響。

【分享學(xué)習(xí)成果】每個小組分享他們所搜集到的資料。學(xué)生可以通過圖像、文本或簡短的報告形式呈現(xiàn)相關(guān)資料，強調(diào)法拉第的科學(xué)態(tài)度和社會責(zé)任感。學(xué)生可以討論法拉第是如何面對困難、堅韌不拔地完成科學(xué)研究的，以及他的研究工作是如何影響現(xiàn)代科學(xué)和技術(shù)的發(fā)展的。鼓勵學(xué)生思考如何在自己的學(xué)習(xí)和生活中運用法拉第的這些科學(xué)態(tài)度和社會責(zé)任。

設(shè)計意圖：物理學(xué)史陶冶環(huán)節(jié)旨在讓學(xué)生了解法拉第的生平事跡和對電磁感應(yīng)發(fā)現(xiàn)的貢獻，幫助學(xué)生學(xué)習(xí)如何搜集資料、分析信息和進行小組分享，這是發(fā)展學(xué)生批判性思維和合作能力的重要環(huán)節(jié)。強調(diào)學(xué)生科學(xué)態(tài)度與責(zé)任素養(yǎng)的養(yǎng)成，包括形成堅韌探索的勇氣、克服困難的精神，以及將科學(xué)發(fā)現(xiàn)與社會責(zé)任聯(lián)系起來。

五、總結(jié)

“科學(xué)態(tài)度與責(zé)任”在物理學(xué)科核心素養(yǎng)中扮演關(guān)鍵角色，它代表著學(xué)生在學(xué)習(xí)物理學(xué)后所必須具備的品質(zhì)，這些品質(zhì)不僅對學(xué)生的科學(xué)研究產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響，還對他們未來的學(xué)術(shù)發(fā)展和職業(yè)發(fā)展產(chǎn)生積極的影響。教師有必要深刻理解科學(xué)態(tài)度與責(zé)任的重要性，并運用多種方法在培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度與責(zé)任素養(yǎng)。同時，通過不斷優(yōu)化教學(xué)方法，提高教學(xué)效果，有效促進學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)的不斷發(fā)展。

［ ? 參 ? 考 ? 文 ? 獻 ? ］

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［6］ ?魏曉東.物理核心素養(yǎng)中科學(xué)態(tài)度與責(zé)任的培養(yǎng)路徑研究［J］.天津師范大學(xué)學(xué)報（基礎(chǔ)教育版），2022（6）：62-66.

（責(zé)任編輯 黃春香）