物理教材中物理學(xué)史資源的開(kāi)發(fā)與利用

胡雨宸++張一馳

摘要：

物理學(xué)史資源作為一種重要的物理課程資源，自新課程改革以來(lái)受到廣大教師的重視并被運(yùn)用于教學(xué)中，但與此同時(shí)也產(chǎn)生了偽科學(xué)史現(xiàn)象。通過(guò)以“愛(ài)因斯坦與相對(duì)論”為例，對(duì)其進(jìn)行開(kāi)發(fā)與利用，探索在課外開(kāi)發(fā)和運(yùn)用物理學(xué)史資源的策略，并提出啟示和建議。

關(guān)鍵詞：物理學(xué)史；物理教材；物理課程資源；開(kāi)發(fā)利用

一.引言

自新課程改革以來(lái)，物理學(xué)史資源作為一種重要的物理課程資源，越來(lái)越受到廣大物理教師的重視，并通過(guò)文本資源、多媒體資源、網(wǎng)絡(luò)資源等形式運(yùn)用于教學(xué)中，尤其是文本形式的物理學(xué)史資源，其本身作為科學(xué)史是科學(xué)教學(xué)的重要內(nèi)容，而且也是培養(yǎng)學(xué)生的知識(shí)與技能、過(guò)程與方法、情感態(tài)度與價(jià)值觀的重要途徑。在物理教學(xué)中融入物理學(xué)史的教學(xué)方法取得了顯著的成效，但同時(shí)也應(yīng)該看到，目前的教學(xué)中存在著大量的偽科學(xué)史現(xiàn)象，影響著教學(xué)實(shí)踐。本文通過(guò)對(duì)物理教材中的物理學(xué)史資源進(jìn)行分析，試圖找到在課外開(kāi)發(fā)和利用物理學(xué)史資源的途徑和策略，給一線物理教師一些啟示，從而有效地豐富教學(xué)內(nèi)容。

二.物理教材中開(kāi)發(fā)

1.開(kāi)發(fā)利用物理學(xué)史資源的意義

（1）豐富物理課程資源，培養(yǎng)教師科學(xué)素養(yǎng)

教師在教學(xué)過(guò)程中發(fā)揮主導(dǎo)作用，不僅需要具有豐富的學(xué)科知識(shí)和教育知識(shí)，同時(shí)承擔(dān)著開(kāi)發(fā)課程資源的責(zé)任。當(dāng)前的教師迫于升學(xué)壓力，更多的注重自身專(zhuān)業(yè)知識(shí)的儲(chǔ)備和教學(xué)能力的提升，缺乏開(kāi)發(fā)課程資源的意識(shí)，其本身科學(xué)史素養(yǎng)并不樂(lè)觀，在教學(xué)中傾向于借鑒互聯(lián)網(wǎng)已有資源和材料，并未進(jìn)行仔細(xì)考證和資源開(kāi)發(fā)，這也導(dǎo)致了偽科學(xué)史教學(xué)的出現(xiàn)。教師對(duì)物理學(xué)史資源進(jìn)行開(kāi)發(fā)和利用，不僅可以提升自身的科學(xué)素養(yǎng)，同時(shí)也培養(yǎng)了學(xué)生獲取知識(shí)的能力，減輕自身的教學(xué)負(fù)擔(dān)。

（2）科學(xué)與社會(huì)相結(jié)合，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣

學(xué)生缺乏學(xué)習(xí)興趣是當(dāng)前學(xué)校教學(xué)中普遍存在的問(wèn)題，尤其在理科教學(xué)中尤為突出。丹麥學(xué)者伊列雷斯（Knud Illeris）的調(diào)查表明，雖然科學(xué)技術(shù)課程帶來(lái)了社會(huì)地位較高、薪水較好的就業(yè)機(jī)會(huì)，但是大多數(shù)青年人選擇了諸如人文、社會(huì)、教育和人際交往等學(xué)科，因?yàn)檫@些學(xué)科提供了更好的機(jī)會(huì)來(lái)構(gòu)建一種在學(xué)術(shù)內(nèi)容和身份認(rèn)同之間的互動(dòng)。將物理學(xué)史資源融入物理教學(xué)中，將自然科學(xué)與人文社會(huì)科學(xué)相結(jié)合，通過(guò)讓學(xué)生課外自行查閱史料資源，重走科學(xué)家探索之路，感受科學(xué)教育中的人文魅力，使學(xué)生在情感上受到陶冶，有助于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和對(duì)物理的熱愛(ài)。

（3）培養(yǎng)學(xué)生處理信息、解決問(wèn)題的能力

基礎(chǔ)教育課程改革的目標(biāo)之一是改變課程實(shí)施強(qiáng)調(diào)接受學(xué)習(xí)的現(xiàn)狀，倡導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)參與，培養(yǎng)學(xué)生搜集和處理信息的能力、獲取新知識(shí)的能力、分析解決問(wèn)題的能力以及合作交流的能力。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，教師在開(kāi)發(fā)物理學(xué)史資源的基礎(chǔ)上，引導(dǎo)學(xué)生課外以小組為單位閱讀史料，觀看影視資源，主動(dòng)獲取物理學(xué)史知識(shí)并進(jìn)行考證，鼓勵(lì)學(xué)生互相交流討論并進(jìn)行學(xué)習(xí)匯報(bào)展示，在掌握知識(shí)的基礎(chǔ)上，培養(yǎng)了學(xué)生獲取信息、解決問(wèn)題、交流合作的能力，有利于學(xué)生的全面發(fā)展。

三.以“愛(ài)因斯坦與相對(duì)論”的案例分析

本文將以人教版高中物理選修3-4第十五章“相對(duì)論簡(jiǎn)介”為例，探討如何在課外開(kāi)發(fā)和利用物理教材中的物理學(xué)史資源。

1.“愛(ài)因斯坦與相對(duì)論”簡(jiǎn)介

人教版高中物理選修3-4第十五章“相對(duì)論簡(jiǎn)介”以物理學(xué)史為線索呈現(xiàn)與相對(duì)論有關(guān)的知識(shí)點(diǎn)，包括“相對(duì)論的誕生”、“時(shí)間和空間的相對(duì)性”、“狹義相對(duì)論的其他結(jié)論”以及“廣義相對(duì)論簡(jiǎn)介”四節(jié)內(nèi)容，詳細(xì)介紹了相對(duì)論自誕生至完善的發(fā)展進(jìn)程和基本理論，第二節(jié)和第四節(jié)分別設(shè)置“科學(xué)足跡”和“科學(xué)漫步”欄目，在運(yùn)用物理學(xué)史文本介紹科學(xué)知識(shí)的同時(shí)，還涉及天文、歷史、社會(huì)等方面的知識(shí)，學(xué)生通過(guò)簡(jiǎn)單的閱讀便能體會(huì)科學(xué)家的探索精神和創(chuàng)新意識(shí)，但這種學(xué)習(xí)往往是浮于表面的，而不是全面而深入的，學(xué)生很難體會(huì)到其中蘊(yùn)含的全面發(fā)展的教育價(jià)值和意義。

2.開(kāi)發(fā)過(guò)的“愛(ài)因斯坦與相對(duì)論”教學(xué)設(shè)計(jì)

（1）精選物理學(xué)史文本資源

作為科學(xué)史的一部分，物理學(xué)史經(jīng)過(guò)漫長(zhǎng)的發(fā)展，已經(jīng)形成了系統(tǒng)的學(xué)科體系并孕育出豐富的文獻(xiàn)資源。對(duì)于中學(xué)生而言，在浩如煙海的文獻(xiàn)資源中尋找適合自身能力和特點(diǎn)的書(shū)籍，不僅存在著一定的困難同時(shí)也增加了學(xué)生的負(fù)擔(dān)，所以需要教師精心研讀各類(lèi)物理學(xué)史文獻(xiàn)資源，從中挑選出在內(nèi)容、表達(dá)、思想等方面適合中學(xué)生閱讀的文本。本文選擇四種不同類(lèi)型的物理學(xué)史文本作為參考：國(guó)外物理教材《Introductory College Physics》、科普類(lèi)讀物《郵票上的物理學(xué)史》、我國(guó)物理學(xué)史教材《簡(jiǎn)明物理學(xué)史》以及國(guó)外物理學(xué)史教材《物理學(xué)史》中有關(guān)愛(ài)因斯坦和相對(duì)論的部分。

（2）設(shè)計(jì)課外閱讀主題學(xué)習(xí)活動(dòng)

以“愛(ài)因斯坦與相對(duì)論”為主題，設(shè)計(jì)以閱讀為主要形式讀書(shū)匯報(bào)學(xué)習(xí)活動(dòng)。教師向?qū)W生提供四篇不同類(lèi)型的閱讀材料供學(xué)生選擇，并給學(xué)生提出三維閱讀目標(biāo)，使學(xué)生通過(guò)閱讀達(dá)到教學(xué)設(shè)計(jì)的目標(biāo)。例如：在知識(shí)與技能層面，了解愛(ài)因斯坦的生平、了解相對(duì)論誕生的歷史背景、知道狹義相對(duì)論的兩個(gè)基本假設(shè)、知道廣義相對(duì)論的基本原理和主要結(jié)論、介紹廣義相對(duì)論的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證；在過(guò)程與方法層面，了解愛(ài)因斯坦思考和推演相對(duì)論的思維過(guò)程、理解愛(ài)因斯坦建立相對(duì)論的科學(xué)探究思想和邏輯推理方法；在情感態(tài)度價(jià)值觀層面：體會(huì)在宇宙中人類(lèi)的渺小和科學(xué)的巨大力量、明確實(shí)驗(yàn)是物理科學(xué)理論發(fā)展的基礎(chǔ)。

（3）學(xué)生分組閱讀并進(jìn)行匯報(bào)展示

教師安排學(xué)生自由選擇五人分為一組，給學(xué)生提供準(zhǔn)備好的文本，由學(xué)生根據(jù)興趣選擇其中兩篇精讀，其余兩篇根據(jù)學(xué)生能力自行閱讀，向?qū)W生提出三維閱讀目標(biāo)以及在閱讀過(guò)程中注意思考的問(wèn)題，安排學(xué)生課外開(kāi)展閱讀形式的讀書(shū)匯報(bào)學(xué)習(xí)活動(dòng)，學(xué)生以小組為單位提交活動(dòng)作業(yè)。在評(píng)價(jià)過(guò)程中，教師可以從不同角度分析學(xué)生的作業(yè)，選擇其中優(yōu)秀的作業(yè)，給予學(xué)生課堂展示的機(jī)會(huì)。最后，在學(xué)習(xí)過(guò)程中教師也要關(guān)注學(xué)生所表現(xiàn)出的興趣、能力等特點(diǎn)的不同和差異，在以后的教學(xué)中便于因材施教，培養(yǎng)學(xué)生全面發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

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