物理学科进行德育的研究

2023-08-13 06:19屈东辉王德立
新课程 2023年10期
关键词:哥白尼育人物理

文| 屈东辉 王德立

对学生进行德育是中学阶段学校教育的重要内容。中学时期是学生世界观、人生观、价值观形成的重要时期,因此,学校和教师对学生进行德育渗透应体现在学校教育的各个方面。

一、物理学科进行德育的方法

(一)利用物理学科教学内容对学生进行德育

把德育与课堂教学融为一体,可以使德育更具针对性和科学性。新时期课程改革要求中学教学不仅要传递科学知识,更应该发挥课堂教学的多重育人功能,实现学科知识传授与德育的和谐统一。

物理教学内容中蕴含着丰富的德育素材,如在学习过程中,学习科学家不畏艰难、高举科学真理、追求自然规律的典型事迹,为追求科学真理勇于献身的高尚品格,尊重实验事实、一丝不苟的科学探究精神。如中国著名科学家钱学森历尽艰难回国,为新中国的建设做出了卓越贡献的事迹。这些都是对学生进行德育的良好素材。

(二)在物理教学方式中落实德育

物理是一门以实验为基础的学科,蕴含着丰富的德育素材,教师不仅可以在物理课堂教学中进行德育,还可以通过实验、社会实践等其他多种方式进行德育。例如,学习内燃机原理时,带领学生去工厂参观、查阅资料等;学习电磁感应现象时,带领学生去发电站参观、实地调查了解科技进展等;学习伽利略落体定律时,让学生课余时间设计伽利略冲淡重力实验,体会科学家科学研究的严谨和艰辛。还可以通过提供合作学习、探讨学习、互助学习等平台,打造德育的物理教学新课堂,根据教学内容设计合适的教学过程。多样化的教学方式,既能打开学生的学习视野,又能增长他们的社会阅历,还能丰富学生的个人情感,激发他们的创造热情。如在学习人民教育出版社高中物理必修二第七章第一节“行星的运动”时,可以设计如下教学:

1.为什么“地心说”会被人类长时间接受?

(1)符合人们的日常经验;

(2)符合唯心主义者关于地球是宇宙的中心的说法。

介绍托勒密及其相关发现。

设计意图:让学生了解托勒密对物理学的伟大贡献,加深对托勒密的正确认识,知道为什么“地心说”能有长久的统治地位,理解日心说提出的艰难。

2.哥白尼对“地心说”的哪个内容提出了质疑?

课件展示:行星的逆行

在哥白尼时代,“地心说”占统治地位,但是随着天文观测精确度的提高,人们开始发现了“地心说”的“破绽”。哥白尼还认真研读古代的天文学典籍,并经过长期观察和计算完成了他的天文学著作《天体运行论》。但是哥白尼的“日心说”也有一定的历史局限性,他的研究范围局限在太阳系内,即以太阳为中心的宇宙体系。

哥白尼认为“地心说”对行星逆行现象的解释不够简洁。他认为宇宙是美的,而美的东西一定是简单、和谐的,故大胆地提出“日心说”,使行星运动的描述变得简单。由于欧洲宗教的压迫,哥白尼直到临终前才收到出版商寄来的公开发表的《天体运行论》。

设计意图:了解“地心说”对现象解释的不足,理解“日心说”提出的背景,体会科学家进行科学研究的艰辛。

3.继“日心说”后,又有哪些代表人物为行星运动的研究做出了巨大贡献?

介绍布鲁诺:重点介绍他因宣传和发展哥白尼的“日心说”而被活活烧死在罗马鲜花广场。

介绍伽利略:重点介绍他发现了茫茫银河由无数个恒星组成,用实验证实了哥白尼的“地动说”,否定了亚里士多德和托勒密的“天动说”,并极力支持哥白尼的“日心说”,著有《关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话》一书。

介绍第谷:重点介绍他坚持多年观测天象,获取大量的观测资料。他的观测资料为哥白尼的学说提供了关键性的支持。

设计意图:进行物理学史教育,引导学生体会科学家在追求真理时的坚定信念和献身精神。

4.“地心说”和“日心说”都认为天体在做哪种运动?

“地心说”和“日心说”都认为天体运动应当是最完美的曲线,即匀速圆周运动。开普勒用天体做匀速圆周运动的观点所得的结论和第谷所观察的数据存在至少8′的角度误差。最终,开普勒选择相信自己老师的观测数据,提出行星绕太阳并不是做圆周运动,并提出行星运动规律。

设计意图:揭示“日心说”的不足之处,引入开普勒行星运动定律。

这一节内容是万有引力定律的基础,如果仅仅介绍开普勒定律不能给学生留下深刻印象,如果把开普勒定律发现过程作为学习开普勒定律的铺垫,使学生认识到科学的发展不是一帆风顺的,既能增强学生刻苦学习的信心,又能加深他们对开普勒定律的理解。

(三)利用实验课进行德育渗透

实验对物理教学起着重要的作用,实验是实施物理教育的一种最为有效的方式。物理规律、物理结论都是通过大量实验总结出来的。物理实验教学有利于学生对物理概念形成清晰的认识,对学生优良道德情感的培养等具有独特作用。

物理实验作为物理学科的灵魂,能培养学生的互助意识、责任意识和安全意识,更重要的是能培养他们尊重客观规律、实事求是的科学态度和科学精神。

1.培养学生的互助意识和责任意识

在组织学生分组实验时,通过分工合作、相互配合、观察实验现象、总结实验规律并进行讨论,可以使他们体会到相互帮助、团结合作、分享的快乐,形成团结合作的精神,进而提高学生的责任意识。

2.培养学生的辩证唯物主义意识

在物理实验教学中,应当尽量通过简单的实验仪器设计实验,通过实验让学生对物理规律初步获得感性认识,进而通过对实验现象的分析与综合、对实验结论的抽象与概括使学生认识物理观念、物理原理的本质规律。这样的实验教学符合辩证唯物主义认识论,也能培养学生的辩证唯物主义意识。

3.培养学生尊重客观规律、实事求是的科学态度

教学中,教师应尽量开足实验课,想方设法让学生亲自动手做实验,提高学生的实验能力,通过对实验仪器的正确使用、规范操作,对实验数据的如实记录以及对实验误差的讨论分析等,培养学生尊重客观规律、实事求是的科学态度和遵守纪律、爱护公物的高尚品德。在实验教学中,有的实验数据与教材上的结论不完全一致,这时应组织学生分析实验原理和实验误差产生的原因,尊重实验现象和事实,进而设计更加严谨的实验装置,不能人为地根据教材内容篡改实验数据。

(四)在习题课教学中植入德育

习题课是根据教学内容就某一物理知识进行的习题训练,具有示范引领作用,对学生对物理知识的巩固深化、思维提升具有重要作用。在现有考试背景下,习题课可以起到加深对物理规律的理解、巩固物理知识、提高教学效果的作用,引导学生从“能解题”到“会解决问题”,从“能做题”到“会做人做事”的转变。[1]所以习题教学要关注练习的目标和功能、训练的方法和训练的价值,把德育植入习题教学,起到“润物细无声”的效果。下面结合一道高考题,探讨在习题教学中融入德育的方法。

例题:北京时间2022 年10 月7 日21 时10 分,中国成功将微厘空间北斗低轨导航增强系统S5/S6两颗试验卫星送入离地高度约700 km 的预定轨道。这两颗卫星主要用于实时监测全球卫星导航系统服务性能,开展导航增强及星间激光通信试验。已知目前在轨运行的中国空间站每天绕地球转16圈,若它们绕地球做的均是匀速圆周运动,已知地球的半径R=6400 km,地球同步卫星的轨道半径约为6.6R,两颗试验卫星的质量均小于中国空间站的质量,下列说法正确的是()

A.这两颗试验卫星的发射速度大于第二宇宙速度

B.这两颗试验卫星的线速度小于地球赤道上随地球一起自转的物体的线速度

C.这两颗试验卫星的运行周期小于中国空间站的运行周期

D.这两颗试验卫星的动能均小于中国空间站的动能

试题以我国北斗导航卫星为背景,向学生展示了我国在航天科技领域取得的举世瞩目成就,增强了学生的民族自信心和自豪感。

二、物理课堂进行德育的思考

(一)挖掘教材中的德育元素

利用学科育人,应当尊重各学科内在规律,体现学科育人特色,而不能搞形式主义,为育人而影响学科教学。依靠学科教材挖掘德育素材是学科教学的前提。

物理德育强调在物理学科教学中挖掘教材中隐含的德育素材,适时融入传统文化教育和生命教育,凸显物理学科独特的育人功能。物理学科作为一门自然科学,可以以理服人、以理育人,使学生在丰富多彩的物理世界中受到思想道德的熏陶。物理教师要抓住学科育人与知识教学的最佳交汇点,培养他们积极向上的情感态度。例如,在学科教学中穿插物理学史教育、美育、情感教育等,切不可不顾实际硬性植入。

(二)在实际行动中养成道德行为

教育家杜威认为道德教育应通过间接的、通过学校生活对学生进行德育训练,并认为“一切能发展有效地参与社会生活的能力的教育,都是道德的教育”[2],并提出了教育即生活、学校即社会的主张。物理学科教学除了对学生进行学科知识传授、人生观和价值观教育外,还应注重学生日常养成教育,如积极的学习态度、乐观的人生理念、尊重客观规律、实事求是的科学态度等。

(三)重视隐性教育

隐性教育是通过无意识的、间接的、内隐的教育活动使受教育者在不知不觉中受到影响的教育。其作用表现在对事物的认识导向、情感熏陶、行为习惯等方面的隐性植入。正由于隐蔽性、潜移默化等特点,隐性教育受到教育者的关注。

在物理教学观测中,教师介绍历史上物理学家的伟大贡献,鼓励、引导学生学习科学家不畏艰难的人生态度、对知识刻苦钻研的科学精神。物理学科还可以引导学生关注社会、关心未来,如温室效应、能源危机、可持续发展等。

(四)物理课堂育人的关键在教师

百年大计,教育为本;教育成败,系于教师。教师的职责直接影响国家和民族的未来。[3]物理教师通过创造性教学活动,将教材中隐藏的德育内容具体化为学生的德育认知,可以提升物理学科教学的育人功能。首先,物理教师的专业发展要坚持正确的育人理念。物理教师只有认同社会主义的科学价值观,才能树立正确的德育思想,把学生培养成具有创新精神和健康人格的建设社会主义的合格人才。其次,物理教师的专业发展是德育能力和专业发展能力的统一。最后,物理教师的专业发展是个人学识魅力和人格魅力的和谐统一。物理教师渊博的学识是教育的基础,然而渊博的知识和高尚人格魅力的有机结合,才能为人师表、乐于奉献、严谨治学,促进学生的全面发展。

在课堂教学中渗透德育不能生搬硬套,而应在教学中适时、适地地渗透,要遵从学科教育规律,不合时宜地灌输或者过分夸大反而会引起学生的反感,因此,德育必须与课堂教学有机结合,不能一味地为了德育而德育,德育服务于教学,两者相互依存、互相促进。

“培养什么人”“怎样培养人”密切关系到国家和民族的未来。把德育融入物理学科教学中,寓教书育人于规范管理、文化传承为一体,对社会发展、民族未来意义重大。

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