在“物理辩论课堂”中渗透科学态度与责任
王晴 叶建柱
温州大学 浙江温州 325035
在新课程理念的指导下，中学物理教育既要让学生学习系统的物理知识与技能，又要训练学生科学的思维方法，更应当培养学生的科学精神和品质。“科学探究与责任”虽然在物理学科核心素养中位于最后的位置，但它却揭示了物理学习的价值追求，是学生所要具备的必备品格和关键能力之一，必须受到教育者的高度重视[1]。调查显示，高中学生在预习阶段，对这一部分的问题会有丰富多样的想法，并产生与之情境接近的其他实际生活问题。在经过一节课的学习之后，学生可以在教师的引导下用这节课学到的知识来浅显地解释教材上提供的问题。然而，之前联想到的关联问题却没有得到及时解决。
这些发散性的关联问题往往会“昙花一现”，随后就被大多数学生抛之脑后，没有被及时解决，从而日积月累，导致学生在需要解释或解决实际生活中的相关问题时，不能明确地在头脑中调取相关的物理学科知识，对问题中包含的科学知识含混不清，无法解释。这不仅会阻碍学生物理学科知识的建构，还严重影响了学生科学态度与责任这一物理核心素养的发展。这样会令学生失去对物理学科的学习热情和对科学问题的探究兴趣，失去将学科知识运用于生活的勇气。
然而面对这种情况，教师往往不能第一时间发现，因此也不能及时地给予重视和帮助。因此在这种情况下，为落实物理核心素养，促进学生科学态度与责任的发展。本文基于辩论教学法对中学生发展的促进作用的研究背景和意义，设计了一种新的教学模式“物理辩论课堂”，用以促进学生科学态度与责任的发展，并通过教学实例片段进行教学案例分析。
科学态度与责任是物理学科核心素养的重要组成部分，也是教师在促进核心素养发展时需要着重关注的方面[2]。2017年物理新课程标准提出了物理“科学态度与责任”是指在认识科学本质，理解科学·技术·社会·环境关系的基础上，逐渐形成的探究自然的内在动力，严谨认真、实事求是和持之以恒的科学态度，以及遵守道德规范，保护环境并推动可持续发展的责任感[3]。
2.1 “物理辩论课堂”的设计原因
根据“从生活走向物理，从物理走向社会”这一物理学科理念，中学的物理课堂教学要从生活中随处可见的物理现象入手，再应用于社会生活，这样既能激发学生的好奇心和探索欲，还可以巩固知识点。但是传统的教学情境一般由教师提供，教师创建一个指定的物理情境，引导学生观察特定的物理现象或规律。中学生正处于青少年时期，对新鲜事物有着很强的好奇心和探索精神，仅仅是通过教师课堂上设定的物理情境可能不足以满足他们对生活中相类似情境的好奇心。而学生在课下，将所学物理知识应用于其他物理情境中进行独立思考时也会产生困惑或质疑，但这些问题往往得不到解答，学生也会很快遗忘不再进行思考，使得学到的知识只停留在表面，局限了学生的思维空间，也不能将其灵活地与社会生活联系在一起，阻碍了学生科学态度与责任的发展。教师应该在教学中重视这个问题，并积极探寻解决此问题的方法与途径。
2.2 “物理辩论课堂”的理论依据——辩论教学法
辩论教学法不同于传统的“教师教，学生听”的单线教学，而是形成了“学生讲，学生听，学生之间相互辩论”的学生自主探究学习的教学方式，正好顺应了我国现行的教学改革要求。同时这种教学方式是一种综合性很强的教学方法，不仅可以提高学生对知识的理解程度，也可以让学生在参与的各个阶段中形成学习的内在动力，掌握学科学习的各项能力，以及领悟内在的精神与情感。
辩论教学法实现了让学生自主学习的教学理念，该方法重视学生的自主能动性，强调课堂中学生的主体地位，是目前课堂教学转型的重要手段之一，可以有效促进学生物理核心素养的发展。目前辩论教学法多应用于文科，少量应用于理工科，其中大多用于高校教学。基于辩论教学法能够从各方面顺应我国现行的教育理念，且对于学生新课标中核心素养有积极促进的作用。这种教学方法也应该广泛应用于中学课堂中，丰富我国中学课堂教学的方式。
2.3 什么是“物理辩论课堂”
“物理辩论课堂”是指将辩论教学法应用于实际物理教学的具体实施途径。教师将日常收集到的学生的还有疑问的问题，经过挑选整理，编制成适合辩论的题目；
在辩论课的前几天布置给学生，由学生自行选择论题，自行分组；
再根据所选论题，学生自行查阅资料，收集论证，整理语言，梳理逻辑；
最后在“物理辩论课堂”上，教师组织，学生按照选题不同，分别以正反方身份进行辩论；
最后通过辩论，达到双方以及全班的共识。
2.4 “物理辩论课堂”的教学过程
在准备阶段，教师可以根据所学知识提前发布准备任务，鼓励学生在日常生活中多进行观察，并将所学知识应用于对现象的解释，然后将日常生活中所遇到的，或是与科学前沿相关的，经过独立思考后仍觉得无法理解或解释不清的相关问题整理出来。
教师收集好这些问题后，列成表格以作为课后作业，让学生自行分组，选择自己感兴趣的问题，通过分工合作的方式，经历自主科学探究过程：提出(分析)问题；
猜想与假设；
制订计划设计实验(查找资料的方法)；
进行实验收集数据(收集资料)；
分析论证；
组内评估；
小组间交流与合作；
总结。
在辩论课的上课阶段，教师应该改变自己在课堂上的角色，从“老师”转变为这节课的“特邀嘉宾”或“知识顾问”。学生们则作为这堂辩论课的“参赛选手”，持各自不同的想法和结论围绕之前的问题展开辩论，利用之前收集到的资料或通过实验得到的数据，相互质疑，相互说服。
例如，在某同学提出“牛顿定律只在惯性参考系中适用”的观点时，其他小组成员可以提出自己探究学习后得到的不同观点。双方就此开展辩论，教师需提前提醒学生在提出观点时，必须有理有据，要有相关的实际物理情境或科技成果作为论据支撑。在这个过程中教师只为学生提供必要的物理知识，同时控制课堂的纪律情况，让这节辩论课可以在积极活泼但并不混乱的氛围中进行。
对于辩论结果，教师不再是“仲裁者”，结果将由身为观众的学生们决定。但是教师也不能完全“置身事外”，对于得到的正确的最终结论，教师要给予肯定，鼓励学生再接再厉；
对于错误的结论，教师要带着学生一起进行分析，引导学生自行发现自己的错误。
综上能看出来，“物理辩论课堂”是真正将课堂主角的地位还给学生，符合新课改对发挥学生主体性等原则的要求。传统的物理课堂是由教师进行课前备课、课上教学以及答疑，“物理辩论课堂”则是将这节课的教学完全交给学生，学生亲自经历：“备课”，即辩论资料准备阶段；
“课上教学”，即课上表述观点阶段；
“答疑”，即学生间的辩论阶段。
在“物理辩论课堂”上，教师对课堂的控制度被弱化。教师的角色从传统的“施教者”“调控者”，变成了一节课的“组织者”“顾问”和“纪律监督者”。“组织者”体现在教师要组织学生开展这堂课，还要随时收集并整理学生的问题；
“顾问”体现在教师在课堂上提供给学生需要的学科知识，在学生查找资料时，提供查找的方法和途径，带着学生一起科学分析辩论结果的正确性；
“纪律监督者”体现在教师要控制课堂的纪律，让辩论课在轻松活泼的氛围中进行。
“物理辩论课堂”的教学形式是鼓励学生在日常生活中能够随时发现问题，并尝试用所学物理相关知识进行思考，通过同伴协作、积极探究来解决问题。教师要引导学生跳出教材给出的限定的几个例子，更多地发现自然生活中的相关情境甚至是科学前沿的现象和问题。如此，学生能够随时用科学视角观察自然社会，遵从自己真正感兴趣的方向，从而逐渐形成自主探究自然的内在动力。
收集资料时，通过经历科学探究过程，感受科学的研究方法，明白任何科学结论都是需要通过大量的实验和理论依据得出的。
在解决问题的过程中，学生克服困难，逐渐养成坚持不懈、探寻真理的科学精神。
学生得到结论之后，在“物理辩论课堂”上对老师和同学进行分享，在受到提问或质疑时，学生运用已收集到的资料作为依据，进行辩论。在这个过程中，能够锻炼学生运用科学严谨的语言表述自己的观点，又能让学生切身经历和体会到严谨认真、实事求是的科学态度。
教师可以引导学生寻找生活中体现这个结论的实际例子或者科学技术成果等，在“辩论课堂”上作为自己论点的论证依据，鼓励学生利用该结论设想出能够对社会有利的技术或工具。由此，让学生意识到物理学科的发展为科学技术创新提供了强大的理论支撑；
学生也能够将所学知识与社会生活、科技前沿相联系，进一步探究物理学科的应用价值，潜移默化地形成为推动国家和社会发展而奋斗的社会责任感。
同时在小组合作过程中，也能培养学生的合作精神。学生在分组合作中能够养成团队合作的能力和团结协作的科学精神，也能在辩论过程中养成求同存异、相互尊重的优良科学态度。
4.1 以“牛顿运动定律”为例
根据教材中的拓展部分，我们知道了牛顿第一定律是要在惯性参考系中才适用，那么牛顿第二定律和第三定律也是如此吗？
按照传统的教学方法，解答这个问题的主角是教师，学生只是被动接受结论。那么当教师将“物理辩论课堂”的教学模式引入教学程序中，教师要做的就是先将问题抛给学生，那么面对这样容易产生争议的问题，学生会产生不同的猜测，例如：“我认为牛顿运动定律都只适用于惯性参考系中。”“我认为只有牛顿第一定律只在惯性参考系中才适用的限制。”
接下来，教师收集整理学生的各种猜测，将其变成辩论课堂的辩题，再重新布置给学生。辩题内容：正方：牛顿运动定律一定都只在惯性参考系中才成立；
反方：牛顿运动定律在非惯性参考系中也可成立。
学生根据自己的想法自行分组，收集资料整理语言，梳理逻辑；
在“物理辩论课堂”上，分别以正反方身份进行辩论；
通过辩论，达到双方以及全班的共识。通过分别对加速直线的参考系、转动的参考系以及任意运动的非惯性参考系中的被弹簧拉住的小球进行分析，得出结论：在非惯性参考系中，牛顿第一、第二定律皆不成立，但牛顿第三定律成立。因此我们可以得出在经典力学中，牛顿第三定律与参考系无关。
在经过“物理辩论课堂”的教学过程后，学生的物理观念、科学思维、科学探究以及科学态度与责任都得到了锻炼和提升，对牛顿运动定律的理解更加深刻透彻，存疑的问题在自身的努力下和同伴的协助下得到解决。
教师还可以在此基础上，提出新的问题方向，有没有牛顿第三定律不成立的情况？引发学生新一轮的讨论和猜想，为下一次的辩论课做准备。
4.2 以《牛顿第一定律》为例
本节课的教学目标中，对科学态度与责任的要求是：(1)通过对伽利略和亚里士多德对力和运动关系的不同认识，了解人类认识物质本质的曲折性；
(2)培养学生敢于坚持真理，以伽利略和牛顿为榜样，不迷信权威的精神和科学探究的精神；
知道科学研究过程的艰难，领悟实验加推理的科学研究方法。
在课堂学习阶段学生会了解亚里士多德、伽利略、笛卡儿以及牛顿对力与运动关系的不同时期的认识及贡献。课下的反馈中发现会有一部分学生认为亚里士多德对于力与运动之间的关系既然是错误的，那么他就是没有任何作用和贡献的，反而还“误导”了人们的判断长达两千年。同时另有一些学生认为，首先是由亚里士多德提出运动可能与推、拉等行为即物体受力情况相关的问题，之后才有物理学发展史中各位科学家以此为题，进行探究。
这时就会产生两种“阵营”，形成一个存有争议的辩题。正方：亚里士多德对力与运动关系的发现是没有作用的；
反方：亚里士多德对力与运动关系的发现是很有贡献的。在“物理辩论课堂”上，学生可以根据这个问题，进行辩论，相互说服。最终达成共识，认识到科学的本质不仅仅是科学知识的正确，还包括在探索过程中，一代代科学家的伟大奉献。体会科学是在实事求是的基础上追求思想上的创新，真理是在质疑和一步步试错中得出的，以及勇于承认错误，并赞赏对手的科学态度。同时也可以体会到一代代科学家呕心沥血追求真理，实质上是对人类社会进步的推动与奉献，令学生内心形成对社会的责任感。
由此，“物理辩论课堂”的创设，能够合理运用辩论教学法，使之对物理核心素养中科学态度与责任产生积极促进，贯彻“从生活走向物理，从物理走向社会”的理念。首先，可以弥补传统教学过程中对学生发现问题能力和独立思考能力的忽视；
其次，可以调动学生学习的积极性，充分将物理概念和规律应用于解决实际问题，以及提高观察生活、关注科学前沿问题的兴趣，培养对人类社会发展的责任感；
再次，学生们在辩论过程中，可以加深他们对知识的理解，引发认知冲突，突出了学生的课堂主体地位；
最后，可以为教师提供学生对物理知识点的掌握情况的反馈，使教师能够有针对性地修正教学内容或方式，从而提高教学效率。因此教师应在教学设计中，更加深入思考和探究类似于“物理辩论课堂”这样的教学形式，将科学态度与责任真正落实，进而有效促进学生物理核心素养的提升。