基于核心素養(yǎng)下高中物理學(xué)史的教學(xué)

董祥民

摘 要：物理學(xué)史是高中物理教學(xué)一個(gè)重要的組成部分，它反映了人類(lèi)對(duì)自然界中的各種物理現(xiàn)象的認(rèn)識(shí)歷程，揭示了物理觀念、定理、規(guī)律、結(jié)論的產(chǎn)生與發(fā)展過(guò)程，展示了物理學(xué)發(fā)展過(guò)程中典型的、重要的物理思想及其研究方法。在實(shí)際教學(xué)中，很多教師對(duì)物理學(xué)史教學(xué)并沒(méi)有引起重視，特別是在培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)方面沒(méi)有充分發(fā)揮應(yīng)有的作用。

關(guān)鍵詞：高中；核心素養(yǎng)；物理學(xué)史；教學(xué)

一、物理核心素養(yǎng)的提出，對(duì)學(xué)生發(fā)展的作用

教育部于2014年3月在《關(guān)于全面深化課程改革落實(shí)立德樹(shù)人根本任務(wù)的意見(jiàn)》一文中首先提出了核心素養(yǎng)的概念，并在2016年9月頒布了高中各學(xué)科核心素養(yǎng)的具體標(biāo)準(zhǔn)。物理核心素養(yǎng)主要由物理觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任四個(gè)方面的要素構(gòu)成。2017年12月新修訂的高中課程標(biāo)準(zhǔn)也把核心素養(yǎng)作為一項(xiàng)重要的育人目標(biāo)。

學(xué)生通過(guò)高中物理史的學(xué)習(xí)，可以正確地認(rèn)識(shí)物理學(xué)的本質(zhì)，養(yǎng)成對(duì)科學(xué)的好奇心與求知欲，培養(yǎng)其主動(dòng)與他人合作精神，能基于物理數(shù)據(jù)、事實(shí)、證據(jù)及邏輯發(fā)表自己的獨(dú)特見(jiàn)解，不盲目迷信權(quán)威，尊重客觀事實(shí)，具有促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展的社會(huì)責(zé)任感。

二、高中物理學(xué)史的地位，所占的章節(jié)，涉及的物理學(xué)家

物理學(xué)史在高中物理教學(xué)中占有重要的地位，它反映了人類(lèi)對(duì)各種物理現(xiàn)象的認(rèn)識(shí)過(guò)程，反映了物理規(guī)律、物理概念及研究方法的發(fā)展歷程，揭示了物理規(guī)律發(fā)展的原因，展示了重要的物理思想和物理方法。在現(xiàn)行人教版的高中物理課本中，作為理科生所學(xué)習(xí)的必修一、必修二、選修3-1、選修3-2、選修3-3、3-4、3-5這七本教科書(shū)中，共涉及的物理學(xué)史有74條，涉及的物理學(xué)家共有80位，基本涵蓋了物理學(xué)發(fā)展史上重要的發(fā)明、發(fā)現(xiàn)與創(chuàng)造。

三、重視物理學(xué)史教學(xué)，充分挖掘物理學(xué)史的育人功能，提高物理核心素養(yǎng)

1.通過(guò)物理學(xué)史教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生正確的物理觀念

正確的物理觀念是人們通過(guò)實(shí)踐，在探索過(guò)程中不斷地通過(guò)修正逐步形成的，經(jīng)歷了觀念的醞釀—初步建立—檢驗(yàn)—修正—建立乃至更加復(fù)雜的階段，是一個(gè)螺旋式上升、逐漸接近真理的過(guò)程。例如人類(lèi)對(duì)光的認(rèn)識(shí)，幾百年來(lái)，許多科學(xué)家如胡克、笛卡爾、惠更斯、牛頓、托馬斯·楊、菲涅爾、愛(ài)因斯坦進(jìn)行了艱辛的研究，經(jīng)過(guò)幾代人不懈的努力，經(jīng)歷了微粒說(shuō)、波動(dòng)說(shuō)、量子說(shuō)、光子說(shuō)，人們才認(rèn)識(shí)到：光具有波粒二象性。

2.通過(guò)物理學(xué)史教學(xué)培養(yǎng)正確的科學(xué)思維

物理思維是從物理學(xué)視角對(duì)客觀事物的本質(zhì)屬性、內(nèi)在規(guī)律及相互關(guān)系的認(rèn)識(shí)方式，通過(guò)高中物理學(xué)史的學(xué)習(xí)，學(xué)生接觸了進(jìn)行科學(xué)研究的基本方法：對(duì)物理現(xiàn)象認(rèn)真觀察—提出假說(shuō)—運(yùn)用邏輯包括數(shù)學(xué)得出推論—通過(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)推論進(jìn)行檢驗(yàn)—對(duì)假說(shuō)進(jìn)行修正和推廣，學(xué)生還可以體會(huì)物理學(xué)家是怎樣進(jìn)行研究的。在高中物理中常用的思維方法有理想實(shí)驗(yàn)法、模型化、比值法、控制變量法、類(lèi)比法、隔離法、微元法、等效法、極限法、逆向思維法等。經(jīng)過(guò)科學(xué)的思維方法的熏陶，可以促進(jìn)學(xué)生從機(jī)械學(xué)習(xí)向靈活學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變、從被動(dòng)思考向積極思考轉(zhuǎn)變、從獲得知識(shí)向勇于探索轉(zhuǎn)變。比如人們對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)的認(rèn)識(shí)，亞里士多德認(rèn)為物體下落的快慢是由它們的重量決定的，但伽利略對(duì)此產(chǎn)生了懷疑，用邏輯推理的方法推翻了亞里士多德的錯(cuò)誤結(jié)論，認(rèn)為重物與輕物應(yīng)該下落得同樣快。

3.通過(guò)物理學(xué)史教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究精神

物理是一門(mén)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的科學(xué)，容不得任何弄虛作假的行為。在高中物理實(shí)驗(yàn)中，由于實(shí)驗(yàn)的限制和個(gè)體實(shí)際操作水平的差異，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果可能與理想值相差甚遠(yuǎn)，這種情況下，我們要尊重實(shí)驗(yàn)結(jié)果，分析誤差產(chǎn)生的原因，絕不能為了迎合實(shí)驗(yàn)結(jié)果而造假。例如勒維烈在研究天王星運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)結(jié)果與觀察值之間有幾分的誤差，他沒(méi)有忽視這個(gè)微小的誤差，通過(guò)計(jì)算，他判斷在天王星之外可能還存在另外一個(gè)行星，后來(lái)通過(guò)觀測(cè)發(fā)現(xiàn)了海王星。

4.通過(guò)物理學(xué)史教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度與責(zé)任

科學(xué)態(tài)度與責(zé)任是指對(duì)待科學(xué)要持有正確的態(tài)度與價(jià)值觀，對(duì)物理的強(qiáng)烈的好奇心與求知欲，具有批判性和質(zhì)疑的精神，在學(xué)習(xí)與研究中能與他人合作，具有社會(huì)責(zé)任感，能遵循社會(huì)公認(rèn)的道德規(guī)范。比如亞里士多德，雖然他是柏拉圖的學(xué)生，但他在探究真理的道路上，敢于批評(píng)自己的老師柏拉圖的錯(cuò)誤，對(duì)于別人的指責(zé)，亞里士多德回應(yīng)道：“吾愛(ài)吾師，吾更愛(ài)真理！”成為物理學(xué)史上的一段佳話(huà)。

培根說(shuō)：讀史可以明智。物理學(xué)史向我們?nèi)笆?、立體式呈現(xiàn)了物理學(xué)波瀾壯闊的發(fā)展史，學(xué)習(xí)物理學(xué)史，我們可以更加清晰地看到物理學(xué)的發(fā)展歷程，我們要學(xué)習(xí)物理學(xué)家為了探求真理，進(jìn)行艱苦卓絕的探索，乃至為捍衛(wèi)真理而勇于獻(xiàn)身的精神?？傊?，對(duì)物理學(xué)史教學(xué)，我們要給予足夠的重視，要挖掘高中物理學(xué)史的育人作用，來(lái)培養(yǎng)和提高學(xué)生的核心素養(yǎng)。正如錢(qián)三強(qiáng)在《物理學(xué)史》序言中說(shuō)：物理學(xué)發(fā)展史是一塊蘊(yùn)藏著巨大精神財(cái)富的寶地，這塊寶地很值得我們?nèi)ラ_(kāi)墾，這塊財(cái)富很值得我們?nèi)グl(fā)掘。

參考文獻(xiàn)：

[1]徐學(xué).基于核心素養(yǎng)下物理概念建立的案例研究[J].物理教師，2017（38）：11-14.

[2]郭奕玲，沈慧君.物理學(xué)史[M].北京：清華大學(xué)出版社，1993-11.

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