基于德育实施的高中物理教学设计

2020-02-10 03:02:41 中学物理·高中 2020年1期

摘?要:育人的根本在于立德,立德树人是教育的中心环节.高中物理知识和规律都蕴含着丰富的德育因素,学科核心素养是学科育人价值的集中体现.以国家教育方针和2017版普通高中物理课程标准为指导,以“浮力”一课为例,实践和反思了教育教学,对高中物理德育教育的实施有了一些思考.

关键词:德育;浮力;教学设计;科学态度

文章编号:1008-4134(2020)01-0056?中图分类号:G633.7?文献标识码:B

作者简介:李鸣(1981-),男,江西南昌人,本科,中学高级教师,研究方向:课程改革、学科核心素养、学科德育、教学信息化.

要做到以文化人、以德育人,把立德树人融入文化知识教育,在高中物理教学中就是要培养学生的物理学科核心素养,学科核心素养是学科育人价值的集中体现,实事求是,合作探究,塑造学生的科学态度是高中物理德育教学的核心.物理学基于观察与实验,观察实验现象,得出实验规律,建构物理模型.在教育教学中应培养学生具有科学探究意识,让他们能在真实情境中提出物理问题,在观察和实验中发现问题;应培养学生具有设计探究方案和获取证据的能力,让他们能正确实施探究方案,使用不同方法和手段获取、分析、处理信息,形成结论;让他们具有交流的意愿与能力,能准确表述、评估和反思探究过程与结果;应培养学生学习和研究物理的好奇心和求知欲,让他们能主动与他人合作,基于证据实事求是发表见解.

基于这样的德育实施考虑,在初高中衔接“浮力”一课中,笔者的教学设计如下.

1?电影视频引入,提出问题

欣赏《加勒比海盗》的第一部(约7分钟),请同学们从浮力的角度仔细观察.

师:你们对哪个与浮力有关的场景印象深刻?

生:杰克和特纳准备偷一艘船,为了躲避士兵,他们依靠船里的空气呼吸,然后从水底逃走.

师:换作是你,能不能这样?

生:应该也可以吧.(笑)

师:但我们没有办法扛着一条木船走到水下呀,各小组能不能通过讨论告诉老师你们有什么好办法,可以检验“如果换作是你,能不能这样”.

该环节从学生的回答“应该也可以吧”入手,启发学生科学不能想当然,需要实事求是,使同学初步树立正确的科学态度.

2?小组设计实验,讨论可行方案

小组甲:我们小组认为可以设计一条等比例缩小的木船,然后将它倒置并通过水下的弹簧秤相连,不断加水,通过测定它完全浸没在水中所受的拉力,再等比例放大得到两个人在水下能否提供这么大的拉力,以此判定我们是否可以做到像影片中那样拉着船水下行走.

小组乙:我们小组也是这么设计的,但是小木船比较难制作,泡沫船比较容易制作,因为浮力与排开水的体积有关,所以泡沫船也能等比例计算出船浸没在水下所获得的浮力.

小组丙:我们可以用3D打印设计制作小船.

师:这三组同学的想法都非常好,其它小组能否针对他们的方案再思考并讨论一下方案的可行性.

小组丁:我们组觉得实验中应该用盐水,因为海水是咸的,相同的船在海水里受到的浮力更大.

师:很好,这个小组考虑到了海水和淡水的密度差异,不过海水的密度约为1050kg/m3,仅比水的密度稍大.其它小组还有什么想法?

小组戊:老师,我们小组想不好怎么将弹簧秤固定在水底,不知道别的组有没有什么办法?

班级安静了一会,然后又热闹起来.

小组己:我们小组觉得可以在弹簧秤下面绑一块大石头或大铁块.

小组庚:我们小组的想法是可以用吸盘钩,将吸盘吸在水槽下面,再挂上弹簧秤.

师:大家有没有发现,一个小的物理问题,放在真实的情景中,就会衍生出其它问题.刚才大家立足于解决问题的思维都很明确,提出的建议都非常好.

该环节立足于让学生在真实情境中提出物理問题,建立物理模型,并希望通过小组共同设计实验的方式,提出合理猜想,最后让各个小组基于其他小组的假设和自己的思考,发表见解,体验科学思维过程.

3?现场小组实验,得出结论

老师展示淘宝网上搜索到的船的尺寸,各个组按影片中的截图进行等比例缩小,制作泡沫船,并测定该泡沫船浸没在水中所受的浮力(如图1).

师:通过刚才的实验及你们测定的数据,各小组得出了什么结论.

小组辛:我们组大约按10∶1制作了泡沫船,测量出当泡沫船浸没在水中时,弹簧秤的拉力为9.4N,以此推算真实的船的体积为泡沫船的1000倍,即大约9400N.影片中两个人拉着船,每个人每只手的力量大约2350N,我们觉得,大力士应该是可以做到的.

该实验环节进行小组合作实验,共同观察实验结果,实事求是记录实验数据,并能根据自己的实验数据,得出实验结论.

4?重现实验场景,分析问题

师:我们通过等比例缩小船的体积、弹簧秤测定小船的浮力和逻辑思维,得出了自己的结论.接下来,《流言终结者》的工作人员亲身实验,让我们看一看完全仿真的实验是否可以成功.

播放视频《流言终结者——划桨船潜艇》.

学生齐声“喔……”.

师:《流言终结者》的工作人员1∶1还原了实验场景,进行了实验,得到了和我们不一样的结论,不但如此,他们在自己的脚上还绑上了杠铃,结果实验仍然无法验证电影中的场景.那么,我们的模拟场景实验做错了吗?刚才大家仅考虑到了人的力量可以将船拉入水中,却忽略了力的作用是相互的,如果一个人要给船4700N的拉力,反过来,船也会给这个人4700N的拉力,即使不算上这个人自身在水中受到的浮力,他也至少要有470kg的体重才行.所以,同学们,通过今天的学习,你们有什么收获?

生:在实际情境中竟然要考虑这么多因素,真有点复杂.

生:通过等比例缩小的模型实验,我们得到的是正确的结果,但是在使用时却出错了,是因为我们对实验数据的讨论有些片面.

该环节通过观看实验室无法重现的实验视频,使同学懂得模拟实验场景进行实验和还原实验场景进行实验,都体现了实事求是的科学态度,也是我们今后进行科学研究的必经之路.

5?反思

为了达成“合作探究、能实验创新,塑造学生的科学态度”的德育目标,除了上述案例所采用的德育实施途径外,我们还可以通过以下五个途径:(1)利用好教材,针对不同层次的学生,选择难度适宜的探究课题,让学生以小组合作的形式用科学方法参与科学探究过程,激发科学探究兴趣;(2)引导学生基于真实情境提出物理问题,并设计研究方案,组成小组讨论优化;(3)通过纪录片等形式让学生了解科学的发展,如伽利略推翻亚里士多德理论、人类对光的认识进程等,懂得离不开科学家通过实验对现有理论的质疑,培养实事求是的科学精神;(4)在学生实验中,培养学生搜集数据、解释数据的能力和尊重数据、实事求是的态度;(5)合理利用假期开展实验类物理研究性学习,在研究性学习中培养合作意识和合作能力.

高中物理德育教学和高中物理教学是密不可分的,新时代的高中物理德育教育需要施教者不断实践学科教学育人,不断反思德育教学成效,不断地改进学科教学方法,不断拓宽德育教育途径,需要教师勇于担当起学科德育导师的时代重任.

参考文献:

[1]中华人民共和国教育部.普通高中物理课程标准(2017年版)[M].北京:人民教育出版社,2018.

[2]金鹏、李鸣.?普通高中示范性选修课程:物理视角中的电影(力学篇)[M].杭州:杭州出版社,2014.

(收稿日期:2019-09-26)

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