基于學(xué)科核心素養(yǎng)的高中物理學(xué)史教學(xué)策略

摘 要：舉例闡述利用物理學(xué)史組織教學(xué)的策略，使其真正為物理學(xué)科核心素養(yǎng)的提升服務(wù)。

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

2017年底，《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》（以下簡(jiǎn)稱《新課標(biāo)》）發(fā)布，指出高中物理學(xué)科的核心素養(yǎng)包括物理觀念、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，也就是說(shuō)經(jīng)過(guò)高中物理的學(xué)習(xí)，學(xué)生需要在這四個(gè)方面有所提升，由此提升這四個(gè)方面的核心素養(yǎng)也成為了高中物理教學(xué)的首要目標(biāo)。

物理學(xué)史是人類對(duì)大自然種種物理現(xiàn)象的認(rèn)識(shí)史，如物理學(xué)概念和思想發(fā)展過(guò)程，以及物理現(xiàn)象發(fā)生和發(fā)展的基本規(guī)律的認(rèn)識(shí)等[1]。它具有“物理科學(xué)內(nèi)容，歷史科學(xué)過(guò)程”的鮮明特色，蘊(yùn)含著豐富的科學(xué)方法、科學(xué)思想、科學(xué)精神、科學(xué)態(tài)度以及科學(xué)世界觀等內(nèi)容[2]。對(duì)學(xué)生了解物理學(xué)知識(shí)的來(lái)源與發(fā)展，掌握物理學(xué)的研究方法，培養(yǎng)物理學(xué)科核心素養(yǎng)具有重要的作用。

如何有效利用物理學(xué)史去組織教學(xué)使其真正為物理學(xué)科核心素養(yǎng)的提升服務(wù)。筆者以為可以從以下幾個(gè)方面進(jìn)行。

1 加強(qiáng)對(duì)物理學(xué)史的重視度

物理學(xué)史內(nèi)容在教材中主要分布于各章節(jié)的正文部分，如“發(fā)現(xiàn)未知天體”、“伽利略對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)的研究”等，這部分內(nèi)容在教學(xué)中受到教師與學(xué)生的重視。但是，很多教師只是按照其知識(shí)屬性組織教學(xué)，而沒有按照其科學(xué)史的屬性組織教學(xué)。還有相當(dāng)一部分的物理學(xué)史內(nèi)容分布于教材的特色欄目中，如“從伽利略的一生看科學(xué)與社會(huì)”分布于“STS”欄目;“牛頓的科學(xué)生涯”分布于“科學(xué)足跡”欄目;“法拉第和場(chǎng)的概念”分布于“科學(xué)漫步”欄目。這部分物理學(xué)史很多沒有受到教師和學(xué)生應(yīng)有的重視，很多教師只是簡(jiǎn)單的讓學(xué)生閱讀更有甚者直接忽略不管。如此教材設(shè)置這些物理學(xué)史的意義就根本沒有得以體現(xiàn)。造成這種現(xiàn)象的根本原因是：教師對(duì)于物理教學(xué)的理解還停留在知識(shí)本位階段，而《新課標(biāo)》要求學(xué)生學(xué)習(xí)物理學(xué)科后在“物理觀念”、“科學(xué)思維”、“科學(xué)探究”、“科學(xué)態(tài)度與責(zé)任”等素養(yǎng)方面有提升。所以，傳統(tǒng)的教學(xué)觀念顯然是不符合核心素養(yǎng)培養(yǎng)目標(biāo)的，教師必須改變觀念，重視教材物理學(xué)史內(nèi)容，借此去提升學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)。

2 設(shè)身處地的處理物理學(xué)史

在歷史發(fā)展的不同時(shí)期，受當(dāng)時(shí)所處的社會(huì)環(huán)境、人文觀念以及科學(xué)技術(shù)的制約，科學(xué)家對(duì)某一問題的觀點(diǎn)或?qū)δ骋皇挛锏恼J(rèn)識(shí)等有其局限性。所以，教學(xué)中設(shè)身處地的去理解和處理物理學(xué)史問題，才能真正讓學(xué)生理解物理學(xué)史中包含的問題解決思想、科學(xué)家的態(tài)度等等，才能切實(shí)的實(shí)現(xiàn)物理學(xué)史的教學(xué)價(jià)值。例如在學(xué)習(xí)“劃時(shí)代的發(fā)現(xiàn)”時(shí)，教師先引導(dǎo)學(xué)生明確19世紀(jì)初期人們對(duì)電與磁的認(rèn)識(shí)——“電和磁是互不相關(guān)的”。1820年無(wú)意中奧斯特發(fā)現(xiàn)通電導(dǎo)線可以引起小磁針轉(zhuǎn)動(dòng)。隨后證明電流確實(shí)可以使得磁針偏轉(zhuǎn)，并將其作用稱為電流的磁效應(yīng)。既然電流具有磁效應(yīng)，那么磁鐵能夠使得導(dǎo)線中產(chǎn)生電流嗎？法拉第認(rèn)為“由磁產(chǎn)電”，并進(jìn)行長(zhǎng)達(dá)十年實(shí)驗(yàn)，終于在1831年發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象。教師在介紹每個(gè)時(shí)期科學(xué)家的觀點(diǎn)和發(fā)現(xiàn)時(shí)，不能直接引導(dǎo)學(xué)生批判前人看法和觀點(diǎn)，而應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生從當(dāng)時(shí)的科學(xué)環(huán)境、技術(shù)背景等方面分析，使得學(xué)生明白科學(xué)的發(fā)展受技術(shù)和觀念的影響。如此才能在理解物理學(xué)相關(guān)概念、規(guī)律發(fā)展的同時(shí)，提升學(xué)生對(duì)待物理學(xué)的態(tài)度。

3 以問題推進(jìn)物理學(xué)史的學(xué)習(xí)

物理學(xué)史簡(jiǎn)言之就是物理學(xué)相關(guān)內(nèi)容發(fā)展的歷史。不管是對(duì)一個(gè)現(xiàn)象的認(rèn)識(shí)，還是一個(gè)概念或規(guī)的發(fā)展，都是產(chǎn)生疑問尋找方法解決問題升華問題的過(guò)程。所以，學(xué)習(xí)物理學(xué)史最佳的教學(xué)方式莫過(guò)于以問題串引領(lǐng)課堂。例如在學(xué)習(xí)“法拉第和場(chǎng)的概念”時(shí)，教師可以引導(dǎo)學(xué)生把握引領(lǐng)這部分內(nèi)容的核心問題——“對(duì)于相隔一定距離的電荷或磁體間的相互作用如何發(fā)生？”然后，以此問題為主線，介紹不同時(shí)期科學(xué)家的認(rèn)識(shí)：19世紀(jì)之前不少物理學(xué)家持超距作用觀點(diǎn)。在此教師可以引導(dǎo)學(xué)生分析什么是超距作用，物理學(xué)家提出這一觀點(diǎn)的背景和依據(jù)是什么？二三十年后，麥克斯韋將法拉第關(guān)于電磁場(chǎng)的樸素簡(jiǎn)單圖像轉(zhuǎn)換成精制而定量的描述，進(jìn)而預(yù)言電磁波的存在，并把光現(xiàn)象和電現(xiàn)象統(tǒng)一起來(lái)。在此教師引導(dǎo)學(xué)生分析麥克斯韋將電磁場(chǎng)的簡(jiǎn)單圖像轉(zhuǎn)換成定量描述的意義。如此，學(xué)生才能真正從物理學(xué)史的學(xué)習(xí)過(guò)程中掌握科學(xué)的思維素養(yǎng)、科學(xué)的探究意識(shí)、以及形成“物理學(xué)發(fā)現(xiàn)是無(wú)數(shù)科學(xué)家經(jīng)過(guò)很多年的探索才獲得的”這樣一種樸素的物理學(xué)觀念。

4 以科學(xué)家的事跡感染學(xué)生

物理學(xué)史的另外一項(xiàng)重要的功能是可以通過(guò)重現(xiàn)科學(xué)家的探究歷程，讓學(xué)生體會(huì)科學(xué)家嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真、實(shí)事求是和持之以恒的科學(xué)態(tài)度。例如在物理學(xué)史“科學(xué)發(fā)現(xiàn)的啟迪和偉大的科學(xué)家法拉第”中，提及奧斯特、法拉第等著名物理學(xué)家等都是大量閱讀自己研究領(lǐng)域內(nèi)前人研究成果，并積極的思考和實(shí)驗(yàn)探索，才取得引人注目的成就。這能夠讓學(xué)生明白那些著名的物理學(xué)家并非天生睿智，他們只是比常人更愛思考，比常人更勇于探究。另外，在該物理學(xué)史中也提到——“大多數(shù)的具有社會(huì)責(zé)任感的科學(xué)家都將自己的發(fā)現(xiàn)、發(fā)明與人類的利益和命運(yùn)聯(lián)系起來(lái)?！边@對(duì)學(xué)生理解如何實(shí)現(xiàn)個(gè)人價(jià)值與社會(huì)價(jià)值有積極作用，只有以人類共同利益為追求才能獲得更加強(qiáng)大的動(dòng)力，去探索未知的事物。此外，“法拉第謝絕了皇家學(xué)會(huì)會(huì)長(zhǎng)、皇家研究院院長(zhǎng)、倫敦大學(xué)教授等職位和頭銜，也不肯接受貴族爵位?！边@一段文字中學(xué)生能夠看到偉大的科學(xué)家并非將物質(zhì)追求放在首位，也不將個(gè)人的功名看作成功標(biāo)志，他們以追求新發(fā)現(xiàn)、新知識(shí)而狂喜。什么才是人生追求的目標(biāo)，這為學(xué)生提供了很好的參照。

參考文獻(xiàn)：

[1]蔡景陽(yáng).物理學(xué)史在高中物理教學(xué)中的作用及應(yīng)用[J].高考，2019（18）：74.

[2]楊學(xué)峰.物理學(xué)史教育在高中教學(xué)中的重要作用[J].新課程（中學(xué)），2018（12）：85.

課題：甘肅省教育科學(xué)“十三五”規(guī)劃2019年度一般課題“學(xué)科核心素養(yǎng)視角下高中物理學(xué)史的教學(xué)價(jià)值及教學(xué)策略研究”（課題立項(xiàng)號(hào)：GS[2019]GHB1919）階段性研究成果

作者簡(jiǎn)介：賈曉勇，高級(jí)教師。