賈志國

摘? 要：本文主要以探究電流的熱效應(yīng)為例，重點(diǎn)闡述基于科學(xué)精神培養(yǎng)的問題探究性教學(xué)，首先分析培養(yǎng)高中學(xué)生科學(xué)精神的實(shí)際情況，其次介紹在高中物理教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)精神的關(guān)鍵，最后從激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、開展新課教學(xué)、深化科學(xué)精神幾個(gè)方面深入說明并探討，旨在為相關(guān)研究提供參考資料。

關(guān)鍵詞：科學(xué)精神;問題探究;教學(xué)實(shí)踐;探究電流的熱效應(yīng)

高中階段物理是一門重要課程，教學(xué)實(shí)踐中，教師重視給學(xué)生滲透認(rèn)知客觀世界的知識與技能，巧妙融合教材知識和科學(xué)分析方式，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)精神。現(xiàn)階段，一些教師沒有關(guān)注到高中學(xué)生科學(xué)精神培養(yǎng)的意義，在一定程度上約束著學(xué)生思維擴(kuò)展與科學(xué)素養(yǎng)發(fā)展，因此怎樣更好地培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)精神，帶領(lǐng)學(xué)生感受物理世界的奧秘，這是重點(diǎn)問題?！短骄侩娏鞯臒嵝?yīng)》是一節(jié)重點(diǎn)教學(xué)內(nèi)容，本研究將圍繞科學(xué)精神的培養(yǎng)對其進(jìn)行探究性教學(xué)分析。

一、培養(yǎng)高中學(xué)生科學(xué)精神的實(shí)際情況

基于本質(zhì)，科學(xué)精神是內(nèi)涵相對廣泛的一種精神表現(xiàn)形態(tài)，學(xué)生擁有科學(xué)精神，存在著對科學(xué)事物探索的好奇心，主動(dòng)通過科學(xué)思維審視事物的特征。自然科學(xué)的創(chuàng)新和科學(xué)精神之間關(guān)聯(lián)相對密切，自然科學(xué)涉及的科學(xué)活動(dòng)充當(dāng)個(gè)體科學(xué)精神培養(yǎng)的媒介。物理教學(xué)實(shí)踐中，學(xué)科知識自身的特征能夠促進(jìn)學(xué)生形成科學(xué)精神，幫助學(xué)生降低知識點(diǎn)學(xué)習(xí)難度，確保學(xué)生可更好地成長，形成科學(xué)思維。教師培養(yǎng)高中學(xué)生科學(xué)精神，學(xué)生可深層次感知學(xué)科內(nèi)在規(guī)律，積極發(fā)現(xiàn)問題和處理問題，后續(xù)對實(shí)驗(yàn)過程進(jìn)行優(yōu)化與完善，最終動(dòng)手實(shí)踐開展物理實(shí)驗(yàn)研究，歸納物理知識體系，便于學(xué)生全面成長。

可是即便較多教師意識到學(xué)生科學(xué)精神培養(yǎng)的意義，然而給學(xué)生滲透科學(xué)精神的內(nèi)容卻比較少，部分學(xué)生形成的科學(xué)精神相對薄弱化，所以說教學(xué)過程中依舊要?jiǎng)?chuàng)新學(xué)生科學(xué)精神培養(yǎng)的方式。教師可能在物理課堂上更為關(guān)注習(xí)題講解，而過多地強(qiáng)調(diào)習(xí)題訓(xùn)練會(huì)造成學(xué)生感受到知識點(diǎn)的枯燥性，難以調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)主觀能動(dòng)性。由此教師要全面培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神，增強(qiáng)學(xué)生的物理素養(yǎng)。

二、在高中物理教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)精神的關(guān)鍵點(diǎn)

（一）重視課程教學(xué)設(shè)計(jì)，做好學(xué)生科學(xué)精神培養(yǎng)準(zhǔn)備工作

物理這門課程需要教師引導(dǎo)學(xué)生親自進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，不只是要給學(xué)生教授理論知識，還要帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，不然學(xué)生可能會(huì)感覺到課堂學(xué)習(xí)的無趣。因此科學(xué)的課程設(shè)計(jì)對學(xué)生學(xué)習(xí)質(zhì)量的提高是能夠產(chǎn)生重要意義的，物理教師要引進(jìn)多樣化的手段，給學(xué)生真實(shí)演示物理實(shí)驗(yàn)，鼓勵(lì)學(xué)生自主觀察和自主實(shí)踐，把觀察的結(jié)果記錄下來;分析學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中遇到的問題，給學(xué)生提供解決問題的思路，統(tǒng)計(jì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)的結(jié)果;逐步培養(yǎng)學(xué)生邏輯思維能力，比如公式的學(xué)習(xí)，教師可給學(xué)生引進(jìn)生活中的實(shí)際案例，讓學(xué)生站在理解的是有效充分研究，教師還可以給學(xué)生滲透物理學(xué)家的成長經(jīng)歷，給學(xué)生講述物理學(xué)家的成功歷史，讓學(xué)生感受到物理學(xué)家的科學(xué)精神，浸潤學(xué)生的心靈。這樣學(xué)生可以把物理學(xué)家當(dāng)作榜樣，真正地為了求知真理認(rèn)真學(xué)習(xí)，嚴(yán)格要求自己，提升自己的綜合實(shí)踐能力。除此之外，在物理知識點(diǎn)的學(xué)習(xí)上，教師要鼓勵(lì)學(xué)生及時(shí)和生活建立關(guān)聯(lián)，在課堂教學(xué)之后圍繞教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)有針對性的作業(yè)。教師還可以事先設(shè)置部分習(xí)題，加深學(xué)生對知識點(diǎn)的印象，這樣教師在教學(xué)講解時(shí)體現(xiàn)出一定的針對性，幫助學(xué)生處理學(xué)習(xí)疑惑。由此高中學(xué)生可以在課堂上專心聽講，增強(qiáng)學(xué)生的物理學(xué)習(xí)能力，使其在物理學(xué)習(xí)中養(yǎng)成良好的科學(xué)精神，促進(jìn)物理教學(xué)活動(dòng)的開展。

（二）教師關(guān)注自身引導(dǎo)職能的發(fā)揮，讓學(xué)生形成科學(xué)精神

要想培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)精神，教師要時(shí)刻發(fā)揮自身的引導(dǎo)職能。物理學(xué)科還有理論知識和實(shí)踐知識，學(xué)生要自主分析理論知識，教師適當(dāng)?shù)匾龑?dǎo)和點(diǎn)撥，促進(jìn)學(xué)生認(rèn)真地進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)。在教學(xué)中，教師關(guān)注學(xué)生邏輯思維的引導(dǎo)，讓學(xué)生深層次挖掘物理知識點(diǎn)內(nèi)涵。比如“能量守恒定律”的學(xué)習(xí)，可以引導(dǎo)學(xué)生觀察生活中的例子：從溫暖的家庭中走進(jìn)已經(jīng)結(jié)冰的道路上時(shí)，即便能夠抵御刺骨的寒風(fēng)一段時(shí)間，可是長時(shí)間之后會(huì)讓人們感覺到發(fā)抖，這樣帶領(lǐng)學(xué)生分析能量守恒定律的實(shí)際含義，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)好奇心和求知欲。或者在“熱傳遞”的分析，給學(xué)生介紹熱傳遞能夠讓整個(gè)房間充滿溫暖，主要是熱傳遞的對流現(xiàn)象，由此教師把枯燥與抽象的知識進(jìn)行具體化分析，樹立學(xué)生科學(xué)精神，帶領(lǐng)學(xué)生以物理學(xué)的角度研究生活中的實(shí)際現(xiàn)象，拓展學(xué)生知識面，學(xué)生可以把所學(xué)的知識真正運(yùn)用在實(shí)踐中，感受到物理學(xué)習(xí)中的科學(xué)精神帶給自己的力量。

（三）組織學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，引導(dǎo)學(xué)生挖掘科學(xué)精神

高中學(xué)生科學(xué)精神的培養(yǎng)中，教師不只是要鼓勵(lì)學(xué)生把知識點(diǎn)和生活結(jié)合起來，還要讓學(xué)生自己操作實(shí)驗(yàn)，教師觀察學(xué)生學(xué)習(xí)效果，給學(xué)生講解實(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng)，提高學(xué)生對實(shí)驗(yàn)過程的參與程度。在傳統(tǒng)的高中階段物理教學(xué)上，大多數(shù)情況是教師直接運(yùn)用實(shí)驗(yàn)器材，之后在講臺上給學(xué)生演示實(shí)驗(yàn)?？墒亲诮淌抑泻笈诺膶W(xué)生基本上不能全面了解實(shí)驗(yàn)過程，在觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象時(shí)受到一定的因素影響，影響學(xué)生學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)。產(chǎn)生的結(jié)果是班級中的少數(shù)學(xué)生可以領(lǐng)悟?qū)嶒?yàn)內(nèi)涵，大多數(shù)學(xué)生對實(shí)驗(yàn)過程是一知半解的，影響學(xué)生科學(xué)精神的培養(yǎng)。所以教師要給學(xué)生提供適合學(xué)生自主進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生自主參與實(shí)驗(yàn)過程得到真知，了解物理公式和物理定律，要求學(xué)生時(shí)刻保持實(shí)驗(yàn)儀器操作的規(guī)范性和科學(xué)性，運(yùn)用正確的實(shí)驗(yàn)方法完成實(shí)驗(yàn)操作。物理實(shí)驗(yàn)引導(dǎo)中，教師要培養(yǎng)學(xué)生良好的科學(xué)精神，學(xué)生認(rèn)真嚴(yán)肅地對待實(shí)驗(yàn)過程，結(jié)合研究實(shí)驗(yàn)結(jié)果與記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果，分析解決自身存在的問題。如果學(xué)生缺少一定的動(dòng)手實(shí)踐意識，教師可以鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行分組操作，保證小組內(nèi)的成員之間可以優(yōu)勢互補(bǔ)，這樣實(shí)驗(yàn)意識強(qiáng)的學(xué)生可以帶動(dòng)實(shí)驗(yàn)意識差的學(xué)生，學(xué)生之間互相合作完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)，從而調(diào)動(dòng)班級內(nèi)所有學(xué)生實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，幫助學(xué)生鞏固實(shí)驗(yàn)知識，掌握實(shí)驗(yàn)技能，把對學(xué)生科學(xué)精神的培養(yǎng)落到實(shí)處。

三、以“探究電流的熱效應(yīng)”為例，對學(xué)生進(jìn)行科學(xué)精神培養(yǎng)的問題探究性教學(xué)實(shí)踐

（一）激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣

教師在課堂上進(jìn)行精心教學(xué)導(dǎo)入，組織學(xué)生進(jìn)行課前小游戲，把家用電器用小卡片進(jìn)行名稱標(biāo)注，要求同桌的兩名學(xué)生互相猜測，也就是一名學(xué)生描述家用電器，包含電熨斗、電水壺、電褥子與電飯鍋等，另外一名學(xué)生猜測具體名稱。十分鐘之后，教師給學(xué)生提出問題：“同學(xué)們，你們知道我國常用的電器之間有什么共同點(diǎn)嗎？各種電器的工作原理是怎樣的呢？如果接通電暖爐，里面電阻絲會(huì)產(chǎn)生怎樣的變化？還有哪些電器會(huì)在存有電流的情況下發(fā)出熱量呢？”由此借助具備吸引力的問題情境完成教學(xué)導(dǎo)入，加深學(xué)生對《探究電流的熱效應(yīng)》的印象，使得學(xué)生帶著科學(xué)精神在物理課堂上探索。

（二）開展新課教學(xué)

1. 分析電流的熱效應(yīng)

在高中物理課堂上培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)精神，教師應(yīng)時(shí)刻圍繞教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)教學(xué)環(huán)節(jié)，鼓勵(lì)學(xué)生一同分析在導(dǎo)體內(nèi)通過電流的狀態(tài)下是否會(huì)發(fā)熱、電流熱效應(yīng)究竟是什么，學(xué)生可以分析電流做功的過程、電燈做功的過程、電水壺做功的過程與電風(fēng)扇做功的過程，了解電能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮艿牡览?。教師繼續(xù)追問：“在電爐子中進(jìn)行電源接通，可以觀察到電阻絲變紅的現(xiàn)象;電風(fēng)扇運(yùn)作一段時(shí)間后，電機(jī)會(huì)微微發(fā)熱，這是為什么呢？”

2. 分析電熱受到哪些因素影響

首先教師給學(xué)生一定時(shí)間，思考電熱受到哪些因素影響，讓學(xué)生發(fā)揮想象力和創(chuàng)造力，把問題和生活結(jié)合起來，觸動(dòng)學(xué)生心靈，保障學(xué)生擁有一定的科學(xué)精神認(rèn)知。而后教師可提出生活中的實(shí)例：電爐子燃燒之后出現(xiàn)電阻絲變紅的現(xiàn)象，可是與之進(jìn)行銜接的導(dǎo)線基本上不會(huì)發(fā)熱，那么導(dǎo)體內(nèi)存在電流通過的情況下，生成熱量是否和電阻形成關(guān)系？剛剛發(fā)出光的燈泡不會(huì)發(fā)熱，一段時(shí)間后會(huì)出現(xiàn)燙手的現(xiàn)象，那么燈絲生成的熱量是否和發(fā)光具體時(shí)間存在關(guān)系？家庭電路與較多功率的用電器進(jìn)行連接，對應(yīng)干路電線會(huì)出現(xiàn)巨大熱量，甚至損壞絕緣皮與引出火災(zāi)，那么干路電線生成的熱量和電流通過之間有怎樣的關(guān)系？其次組織學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，以如何控制實(shí)驗(yàn)的變量為主題進(jìn)行深入挖掘。師生一同設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，教師給學(xué)生引進(jìn)控制變量法的原理，也就是保持電流和時(shí)間的不變，對電阻進(jìn)行改變，探究熱量與電阻的關(guān)系;保持電阻與時(shí)間不出現(xiàn)變化，對電流進(jìn)行改變，探究熱量與電流的關(guān)系;保持電流和電阻不出現(xiàn)變化，對時(shí)間進(jìn)行改變，探究熱量與時(shí)間的關(guān)系。由此教師組織學(xué)生以小組為單位分別設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，在學(xué)生動(dòng)腦思考的同時(shí)形成科學(xué)精神。再次是合作探究，通過多媒體技術(shù)讓學(xué)生直觀化的觀察實(shí)驗(yàn)過程，深入培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)精神。最后是結(jié)論記錄，學(xué)生在探究中得到問題的答案，教師進(jìn)行針對性點(diǎn)撥，繼而得到熱量和電流、電阻與時(shí)間的內(nèi)在關(guān)系。第一個(gè)結(jié)論是電流和時(shí)間的相同條件下，熱量與電阻之間呈現(xiàn)正比關(guān)系;第二個(gè)結(jié)論是電阻和時(shí)間的相同條件下，熱量與電流之間呈現(xiàn)正比關(guān)系;第三個(gè)結(jié)果是電阻與電流的相同條件下，熱量與時(shí)間之間呈現(xiàn)正比關(guān)系。

3. 分析焦耳定律

教師為了加深學(xué)生對焦耳定律的掌握，需要引導(dǎo)學(xué)生探究過程，以問題為出發(fā)點(diǎn)吸引學(xué)生注意力，讓學(xué)生更多地感受到科學(xué)精神內(nèi)涵。第一個(gè)問題是要求學(xué)生思考電阻絲會(huì)因?yàn)闊岫l(fā)紅，可導(dǎo)線不會(huì)發(fā)熱，探究本質(zhì)原因;第二個(gè)問題是要求學(xué)生分析家庭電路內(nèi)接入用電器，且用電器的功率足夠大時(shí)，干路電線可能發(fā)熱，甚至毀壞絕緣皮，研究主要因素。學(xué)生認(rèn)真總結(jié)和實(shí)踐后，能意識到焦耳定律的規(guī)律，即電流通過導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生的熱量跟電流的平方成正比，跟導(dǎo)體的電阻成正比，跟通電時(shí)間成正比。教師再次帶領(lǐng)學(xué)生探究自變量和因變量的內(nèi)容，繼而強(qiáng)化學(xué)生對公式Q=I2RT掌握，實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)精神的目的。

（三）深化科學(xué)精神

教師不只是要在課堂講解中培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)精神，還要針對性地設(shè)計(jì)練習(xí)題目，促進(jìn)學(xué)生鞏固知識，形成完整的“電流熱效應(yīng)”知識體系，保障科學(xué)精神的培養(yǎng)體現(xiàn)出深度和廣度。教師可出示簡單的練習(xí)題：“把電風(fēng)扇與電視機(jī)和電烙鐵依次和家庭電路相銜接，已知電風(fēng)扇的規(guī)格是220V、60W，電視機(jī)的規(guī)格是220V、60W，電烙鐵的規(guī)格是220V、60W，那么哪一種電器產(chǎn)生的熱量最多？數(shù)值是多少焦耳？”教師可引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合電功計(jì)算過程與歐姆定律，嘗試對焦耳定律進(jìn)行推導(dǎo)，納入小游戲的形式，鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行小組成員合作，在探究合作中得到問題答案，把最先得到問題答案且問題答案準(zhǔn)確的小組記作“學(xué)習(xí)標(biāo)兵”小組，提高學(xué)生進(jìn)行課堂探究的動(dòng)力，更為全面地培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)精神，強(qiáng)化學(xué)生物理能力。

綜上所述，高中物理這門學(xué)科存在顯著的抽象性與實(shí)踐性，蘊(yùn)含著較多的科學(xué)精神，每一位教師都應(yīng)意識到學(xué)生科學(xué)精神形成的意義，在具體教學(xué)中有所體現(xiàn)。教師應(yīng)精心設(shè)計(jì)課程環(huán)節(jié)，從學(xué)生的視角下設(shè)計(jì)學(xué)生感興趣的問題，組織學(xué)生參與探究性學(xué)習(xí)活動(dòng)，鼓勵(lì)學(xué)生帶著好奇心探索物理知識奧秘，得到良好的探究體驗(yàn)。上述是以《探究電流的熱效應(yīng)》為例進(jìn)行的實(shí)際分析，在今后的教學(xué)中，教師還要進(jìn)一步鞏固教學(xué)質(zhì)量，全面把科學(xué)精神滲透在教學(xué)的每一個(gè)角落。

（責(zé)任編輯：鄒宇銘）

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