摘要 : 本文通过回顾中国航天发展史 , 组织开展基于物理学知识的学生实践活动 , 探讨 理论与实践相结合的方式来培养学生的科学精神和探究意识 。该课程实践旨在将立德树 人这 一教育根本任务渗透于物理学科教学中 , 在物理学科教学中讲述好中国故事 , 从而 培养学生的民族自信心 。

　　关键词 : 中国航天发展史,科学精神,科学探究,立德树人

　　物理学史的教学在培养学生科学思维 、科学精 神方面有着独特的优势 ; 科学探究实践活动则在培 养学生科学思维方面有着无可比拟的优越性 。本文 以中国航天发展史为背景 , 设计构建“水火箭”实践 活动 , 力求在实践活动中培养学生的科学思维 、创 新精神 , 让学生体会敢于担当 、坚持真理的科学精 神 。教师通过组织学生学习中国航天发展史 , 让学 生了解中国故事 , 增强民族自信 , 同时理论联系实 际 , 强化学生的学习动机 , 弄清楚为什 么 而 学 习 , 增强学习的动力 。在制作水火箭的过程中 , 学生可 以真切体会到相关物理知识的实际应用 , 并尝试提 出方 案 的 改 进 意 见 , 充 分 感 悟 科 学 探 索 过 程 的 艰辛 。

　　一 、艰难探索 , 追忆万有引力定律发展之路

　　万有引力的发现 , 离不开丹麦天文学家第谷的 钻研与投入 , 他 的 观 测 数 据 达 到 了 肉 眼 观 测 的 极 限 。但开普勒运用圆轨道研究第谷观测数据时发现 有 8'的误差 。猜想行星的轨道不是圆形 , 并最终通 过计算确定行星的轨道是椭圆 。牛顿通过严格逻辑 推理和数学运算提出万有引力定律 。 哈雷应用万有 引力定律 , 把所 有 能 找 到 的 彗 星 观 测 数 据 进 行 推 算 。发现有三个彗星的轨道有相似之处 , 猜想这是同一个彗星三次回归 , 并预测其下一次到达近 日点时间 。结果被证实后 , 这颗彗星就成了闻名于世的 “哈雷彗 星”。而 海 王 星 、天 王 星 的 发 现 , 更 是 进 一步确立了万有引力定律不可动摇的地位 。万有引 力发现的过程 , 其实就是科学探究的过程 。这其中 有几十年如一 日 的坚持 , 有敢于打破前人认知的创 新 , 还有不断追求真理的执着 。

　　教师带领学生做小课题研究时 , 也要培养学生 踏实认真 、不怕困难的工作作风 , 培养学生敢于质 疑 、勇于探索的意识与精神 , 使其成为学生后续成 长过程中的不竭动力 。

　　二 、立德树人 , 讲述中国科技发展

　　在教学中 , 我们既需要为学生传递万有引力定 律发现背后的科学故事 , 引导学生建立正确的价值 观与科学态度 、精神 ; 更要结合万有引力特点 , 挖 掘中国在相关领域的科技进步及背后科学故事 , 并 将其传播给学生 , 让学生知道我们国家在这个领域 所做的贡献 。 以“中国故事”传递科学精神的内涵与 底蕴 , 以“中国故事”激发学生的民族自信心与爱国 热情 , 实现教 学 过 程 “立 德 、树 人”两 大 目 标 的 统 一 , 从而帮助学生真正树立起为建设社会主义现代 化强国而努力学习的远大理想 。

　　嫦娥奔月的故事所反映出中国古代先辈们的航天梦 , 其背后隐含的是数千年来中国人探索太空的梦想 ; 万户飞天则是人类历史上航天事业的首次实 践 , 代表着人类在科学探索过程中不怕牺牲 、排除 万难 、勇于挑战的顽强精神 。航天梦的本质是中国 人希望实现去认识宇宙 、探索太空的宏伟梦想 。

　　1956年 , 钱学森向国务院提交了《建立中国国 防航空工业的意见》。此后 , 中国航天事业不断 取 得突破 。第一颗人造卫星“东方红一号”的成功发射 , 开创了航天史新纪元 ; “神舟”系列载人飞船的成功 发射 、探月工程的逐步推进标志着我们的航天梦正 在从梦想走进现实 。而今 , 我国的航天科技事业已 经进入了世界领先行列 ; 空间站的使用 、长时间的 在轨实验为人类科技的突破性发展奠定了坚实基础 , 这是人类的荣耀 , 也是每一位中国人的骄傲 。

　　作为高中生要想讲好中国航天故事 , 除了关注 新闻时事 , 了解中国航天发展动态外 , 还得学会运 用物理知识去解释航天技术问题 。 以火箭为例 , 在 初步了解火箭发射原理后 , 学生可自行进行水火箭 的制作 , 通过分析影响水火箭飞行距离的因素 , 实 现对物理知识从理论到实践的迁移 。这样 , 既可以 增强学习物理的热情 , 又能提高运用所学物理知识 发现 、分析 、解决问题的能力 。

　　三 、躬行实践 , 体验水火箭制作过程

　　为进一 步加深学生对航天物理所涉及知识的理解 , 通过构建“历史— 知识— 实践— 改进”的知识传 授闭环 , 既能激发学生的民族自豪感 , 也能促进学 生对物理知识的灵活应用 。

　　水火箭又称气压式喷水火箭 、水推进火箭 , 其 原理与火箭基本一致 。在制作过程中 , 其主体部分 可由废弃的饮料瓶制作而成 , 箭头 、尾翼等部分可 由学生基于自己的理解与想象来建构 , 充分发挥学 生的创造力与主观能动性 。其原理为 : 在不断打气 的过程中 , 气体进入火箭瓶体 , 从而使得内部气压 不断增加 ; 当内部气压超过橡皮塞与瓶口接合的最 大程度时 , 瓶口将与橡皮塞自由脱离 , 气压使得箭 内的水向后喷出 , 从而使火箭主体获得反作用力而射出 。

　　在具体教学过程中 , 以趣味竞赛为载体 , 采用分组实践的方式 , 组织学生亲身参与其中 , 从而实现对学生知识 、能力及精神品质的全面培养 。课程主体分为五个部分 : 一 是 基 于 科 学 故 事 等 引 入“航天梦”的背景 , 从 而 引 发 学 生 对 航 天 探 索 的 志 趣 ;二是以知识讲授为主体 , 为学生讲解水火箭发射的基本原理 , 并启发学生思考影响水火箭飞行距离的影响要素 ; 三是分组活动 , 引导学生基于实验原理来自主设计水火箭 , 并在不断实验过程中通过改变气密性 、加水量 、废旧瓶材质等方式来尝试获得最远的发射距离 ; 四是在各小组完成产品设计及改良后 , 举行飞行距离比赛 , 并进行颁奖 , 从而实现学生活动的闭环管理 ; 五是在课后引导学生通过组间交流沟通 , 进一 步深化对该实验的认识与理解 。在整个教学过程中 , 充分体现了学生的主体地位 , 同时以实验为载体 , 实现了理论教育与实践应用相结合 , 也推动学生亲身感悟科研思路与整个操作过程 ,明悟科学研究背后的辛酸与不易 , 对于培养学生科学态度 、科学责任有着极强的社会价值与意义 。

　　四 、小结

　　利用物理学史物理知识可以培养学生的科学探究精神 , 在结合相关历史背景和实践应用场景后可以实现相关课程内容的闭环 。学生在了解物理学史的过程中将实现理想与价值 、知识与技能 、情感与实践的高度统一, 从而真正落实教育“立德树人”的根本任务 , 有利于培育学生核心素养 , 促进学生全面发展 。

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