将科学精神融入物理教学，提高学生的核心素养

江秋萍

摘 要：基于高中物理课堂教学的时间紧迫性，加之教育部今年提出的中国发展核心素养，高中物理课堂教学除了让学生掌握物理基本知识和规律之外，还应增加一些科学方面的知识，拓宽视野，激发学生对科学的爱好兴趣，提高科技创新精神，促进学生的核心素养的发展。

关键词：核心素养；科技制作；科技创新

前不久教育部提出的中国学生发展核心素养。但是在目前的物理教育教学中，迫于高考的压力和时间的紧迫性，教师比较注重的是教高中的物理知识，学生学完物理规律后再理解和做题应用，并通过考试检测学生的掌握情况。教师比较少将学生带出课堂，从生活中寻找物理的身影，导致学生的理论学习和实际科学应用衔接不够紧密，理论知识的迁移和实际应用能力也不够理想。核心素养中的一个要点提出，要培养学生的人文底蕴和科学精神。着眼于长远发展学生的综合能力，中学物理课堂还应该在教学之余，给学生传达科技信息和科学前沿的知识，让学生开阔视野，激发潜能，学有所用。

1 合理选取教育资源，激发学生对科学的追求

在新课教学中，学习到一些物理知识或者单位时，教师可以给学生穿插讲一些物理学史的知识，以及一些发明的来历。比如，学习牛顿运动定律的时候，可以告诉大家牛顿的生平，并且还有关于牛顿的一些有趣的故事。

可介绍牛顿假期，回到母亲家里，坐在苹果树下思考行星围绕太阳旋转的力是从哪里来时，一个苹果从树上掉落下来，牛顿受到启发，他从苹果落地这一理所当然的现象中找到了苹果下落的原因——引力的作用，这种来自地球的无形的力拉着苹果下落，正像地球拉着月球，使月球围绕地球运动一样。牛顿在经典力学、光学等方面的贡献，不仅与他自身的刻苦努力学习有关，还与他的导师巴罗博士有关，牛顿进入剑桥大学时，就慧眼识英才，看中牛顿具有深邃的观察力、敏锐的理解力，于是把他的所学知识全部传授给他。牛顿自学能力特别强，他在解析几何与综合几何方面都有贡献。在教学之中穿插物理学史，也是让学生学习科学巨人们对科学的执着，激发学生追求科学的热情。

2 带领学生走进科技馆，让课堂学习的知识与现代科技融为一体

市科技馆中，有一些物理模型也是物理规律的实际应用。比如让三个篮球分别从三个不同轨道由静止释放（如图1模型），观察哪个球先到达地面。这三个轨道中，A轨道让篮球做加速度越来越小的变加速运动，B轨道让篮球做匀加速直线运动，C轨道让篮球做加速度越来越大的变加速运动。学生观察到A轨道的篮球由静止释放后最先到达地面，启发学生思考，这是为什么呢？学生就着学过的运动学知识努力思考原因，最后教师再来总结回答：我们在同一个v-t图象中分别画出三条篮球沿不同轨道的运动的速度随时间变化的图象，因为三者位移一样，所以v-t图象于时间轴所包围的面积一样，所以A轨道的运动时间最小，C轨道运动时间最长（如图2所示）。这个模型在广东高考题中也出现过，如果可以亲自体验到哪个球下落得更快，对学生从原理上的理解三种运动性质有很大的帮助。

再比如说，市科技馆中有一个鱼洗（铜盆），学生在学习物理选修3-4《生活中的共振》之前，带领学生走进科技馆进行科学体验。怎样让鱼洗里的水产生共振而溅起来呢？学生们跃跃欲试，纷纷挽起袖子开始用手掌摩擦铜盆的两个耳朵，起初学生摩擦的比较慢，没有水花溅起，只有铜盆微微振动，随着摩擦的频率越高，我们也可以听到铜盆中发出的嗡嗡声，只有接近某个频率时，水花才能溅起来，这时候稍微加快两手来回摩擦的频率，水花溅得更高了（如图3）。有的学生越摩擦越起劲，用更快的频率来摩擦铜盆的两个耳朵，结果溅起来的水花又少了，这是什么原因呢？学生们开始讨论思考，有的同学借助于网络查找原因，解决问题。之后教师在教完共振的新课后，教师再来解释原因：当受迫振动的频率小于物体的固有频率时，物体又无法达到共振，振幅比较低；只有当受迫振动的频率接近或者等于物体的固有频率时，振幅才很大；超过固有频率之后，振幅又变小。这个经历使学生对振幅-频率曲线有了更加深刻的理解。

3 布置科技制作，激发学生无限潜能

我们学校每年的5月份都会举行科技节活动，这时候很多学生会将自己平时动手制作的科技作品拿过来参加比賽。记得有一年，比较优秀的作品是简易3D影像，学生将一位美少女跳舞的视频，分前后左右四个影像在ipad上播放，ipad平放在一个顶部开口的架子上，屏幕表面朝下。在水平桌面上，放着一个倒立的透明塑料片做成的以正方形为底的四角锥。锥体的顶点正对ipad里播放的视频四个动画的正中心点，且每个画面都可以在透明塑料片形成正立的影像，我们用眼睛在塑料片上观察，可以看到每个塑料片上都有一个影像，合成起来后形成一个立体的美少女跳舞动态视频栩栩如生呈现在四角锥中央（如图4所示）。

通过科技节活动，我们看到很多学生交出自己制作的各种作品，这不仅提高了学生的动手能力，促进学生将理论学习应用于实践，更是激发学生对新科技的创新，挖掘学生的潜能。

4 选择恰当时机，组织学生进行科学观察，认识物理规律

从”超级大月亮”走向天体运动规律。今年11月14日，世界多地出现21世纪以来超级大月亮景观。教师可以组织学生到天文台观察大月亮，并解释超级大月亮形成的原因。原因是每个月月亮都会经过一次近地点和远地点，当月亮走到近地点时，恰好又逢满月，这时月亮距离地球最近，此时月亮将比平时的月亮大14%，外观非常大而且圆。这时用天文望远镜观察月球表面的环形山也是清晰可见，同时老师也可以向学生介绍我国已经在2013年发射了嫦娥3号卫星进行探月工作，接着相继还会发射嫦娥四号和五号对月球进行探索。这样的教学无形中让学生了解科学前沿，也使得学生对航天事业展开憧憬和追求。

物理是一门具有丰富多彩的科学，如果教师在教学中能穿插科学知识，渗透科学教育精神，激发学生学习科学的兴趣，从长远上看，这将有助于学生的创新思维和科学探究精神，促进学生的全面发展，也是学生获得成功生活、适应个人终生发展和社会发展的素养所求。