利用高中物理學(xué)史提升物理學(xué)科核心素養(yǎng)

摘要：物理學(xué)史因其蘊(yùn)含豐富的科學(xué)思想、科學(xué)方法、科學(xué)精神和科學(xué)態(tài)度等內(nèi)容，成為落實(shí)物理學(xué)科核心素養(yǎng)目標(biāo)的重要手段和方法。

關(guān)鍵詞：物理學(xué)史;學(xué)科核心素養(yǎng);物理觀念

1物理學(xué)史及其教學(xué)價(jià)值

物理學(xué)史即物理學(xué)科史，是科學(xué)史的一個(gè)分支，是人類對自然界各種物理現(xiàn)象的認(rèn)識史，如物理學(xué)發(fā)生和發(fā)展的基本規(guī)律，物理學(xué)概念和思想發(fā)展和變革的過程等的研究[1]。本研究中的“物理學(xué)史”特指人教版高中必修1教材中涉及的物理學(xué)史相關(guān)內(nèi)容。

物理學(xué)史具有“物理科學(xué)內(nèi)容，歷史科學(xué)過程”的鮮明特色，其中蘊(yùn)含著豐富的科學(xué)思想、科學(xué)方法、科學(xué)世界觀、科學(xué)精神和科學(xué)態(tài)度等內(nèi)容，它對于學(xué)生了解物理知識的來龍去脈和學(xué)習(xí)物理學(xué)的研究方法，培養(yǎng)思維能力具有重要的作用[2]。通過學(xué)習(xí)物理學(xué)史，學(xué)生能使沿著科學(xué)家探索物理世界的道路，理解物理學(xué)的本質(zhì)和物理學(xué)的研究方法，同時(shí)可以學(xué)習(xí)和體驗(yàn)科學(xué)家獻(xiàn)身科學(xué)的精神，這對提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)是很有意義，理應(yīng)受到一線教育工作者的重視。

2物理學(xué)科核心素養(yǎng)

物理學(xué)科核心素養(yǎng)包括四個(gè)方面：（1）物理觀念，即形成關(guān)于物質(zhì)、運(yùn)動(dòng)和相互作用、能量等的基本認(rèn)識，是解釋自然現(xiàn)象和解決實(shí)際問題的基礎(chǔ)。（2）科學(xué)思維，即從物理學(xué)視角對客觀事物的本質(zhì)屬性、內(nèi)在規(guī)律及相互關(guān)系的認(rèn)識方式，它是分析綜合、推斷論證等方法在科學(xué)領(lǐng)域的具體應(yīng)用。（3）科學(xué)探究，即提出問題、形成假說、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、得出結(jié)論并進(jìn)行交流的能力。（4）科學(xué)態(tài)度與責(zé)任，即逐漸形成嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真、實(shí)事求是和持之以恒的科學(xué)態(tài)度，以及關(guān)注科技發(fā)展，利用所學(xué)物理知識保護(hù)環(huán)境等的責(zé)任感。

3利用高中物理學(xué)史提升物理學(xué)科核心素養(yǎng)

3.1借助物理學(xué)史促進(jìn)學(xué)生物理觀念形成

高中階段需要培養(yǎng)和提升的“物理觀念”主要包括物質(zhì)觀念、運(yùn)動(dòng)和相互作用觀念、能量觀念等[3]，這些是學(xué)生學(xué)習(xí)高中物理最基本的要求，也是物理學(xué)替他核心素養(yǎng)提升的基礎(chǔ)。所以，教學(xué)中需要特別注意物理觀念的培養(yǎng)。合理的利用教材中的物理學(xué)史內(nèi)容，對學(xué)生物理觀念的形成和提升有顯著作用。例如在學(xué)習(xí)“四種基本相互作用”時(shí)，通過星球等物體之間的萬有引力，電荷之間的電磁相互作用，質(zhì)子之間的強(qiáng)相互作用以及在放射現(xiàn)象中起作用的弱相互作用等的學(xué)習(xí)，學(xué)生可以形成“相互作用是普遍存在的”這一物理觀念。又如“牛頓第一定律的發(fā)現(xiàn)”通過介紹亞里士多德、伽利略、笛卡爾對物體運(yùn)動(dòng)原因的理解，以及牛頓在前人研究基礎(chǔ)上總結(jié)出慣性定律等物理學(xué)史，可以很好使得學(xué)生很好的認(rèn)同“一切物質(zhì)總是保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)，除非作用在它上面的力迫使它改變這種狀態(tài)”這一物理學(xué)基本運(yùn)動(dòng)觀念。

3.2利用物理學(xué)史提升學(xué)生科學(xué)思維素養(yǎng)

高中階段需要培養(yǎng)和提升的“科學(xué)思維”主要包括模型建構(gòu)、科學(xué)推理、科學(xué)論證、質(zhì)疑創(chuàng)新等。這些是學(xué)生處理物理學(xué)問題的基本能力，同時(shí)對于其他理科科目的學(xué)習(xí)也有很大的幫助。在日常教學(xué)中也是非常重要的內(nèi)容和教學(xué)目標(biāo)。有效的利用物理學(xué)史內(nèi)容進(jìn)行科學(xué)思維的培養(yǎng)是教學(xué)中不錯(cuò)得選擇。例如在學(xué)習(xí)“伽利略對自由落體運(yùn)動(dòng)的研究”時(shí)，通過亞里士多德認(rèn)為物體自由落體的速度由物體的重量決定，引出伽利略的質(zhì)疑和比薩斜塔推理，這部分是提升學(xué)生質(zhì)疑精神和培養(yǎng)科學(xué)推理的好素材。其次，伽利略提出“落體一定是一種最簡單的變速運(yùn)動(dòng)”假說，并用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證這一假說。這些對引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)的推理、假說和以及創(chuàng)造性的設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)等有積極的助力作用。

3.3利用物理學(xué)史提升科學(xué)探究素養(yǎng)

高中階段需要培養(yǎng)和提升的“科學(xué)探究”主要包括提出問題、證據(jù)搜集、解釋、交流等。科學(xué)探究是學(xué)生創(chuàng)造力的體現(xiàn)和實(shí)現(xiàn)途徑，當(dāng)今中小學(xué)教育重視學(xué)生創(chuàng)造力的培養(yǎng)，所以在教學(xué)中培養(yǎng)和提升學(xué)生的科學(xué)探究素養(yǎng)顯得尤為重要。利用物理學(xué)史素材可以很好的去培養(yǎng)和提升學(xué)生科學(xué)探究素養(yǎng)。例如物理學(xué)史內(nèi)容“用動(dòng)力學(xué)方法測質(zhì)量”展示了1966年利用雙子號宇宙飛船推動(dòng)火箭組事件。根據(jù)這一科學(xué)事件，可以引導(dǎo)學(xué)生提出可探究問題，如如何計(jì)算火箭質(zhì)量等，并要求學(xué)生對提出問題進(jìn)行科學(xué)的處理和解釋，其后可以在班級內(nèi)部鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行交流。如此教材科學(xué)史內(nèi)容不僅得到了合理和有效的利用，同時(shí)也極大的提升了學(xué)生科學(xué)探究素養(yǎng)。

3.4利用物理學(xué)史培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)態(tài)度與責(zé)任

高中階段需要培養(yǎng)和提升的“科學(xué)態(tài)度與責(zé)任”主要包括科學(xué)本質(zhì)、科學(xué)態(tài)度、社會責(zé)任等?？茖W(xué)態(tài)度與責(zé)任直接指向立德樹人的根本教育目標(biāo)，是物理課程育人功能的直接體現(xiàn)。要求物理教學(xué)培養(yǎng)和提升學(xué)生實(shí)事求是、認(rèn)真探索、持之以恒的科學(xué)態(tài)度，以及保護(hù)環(huán)境、關(guān)注人類科技發(fā)展、關(guān)注國家科技進(jìn)展等責(zé)任。因此，在教學(xué)中有意識的利用物理學(xué)史去培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度與責(zé)任是非常有必要的。例如物理學(xué)史內(nèi)容“物理學(xué)與人類文明”，介紹物理學(xué)研究對象，以及物理學(xué)在其他科學(xué)技術(shù)發(fā)展、社會進(jìn)步、思維觀念發(fā)展中的影響，并指出物理學(xué)還有許多難題需要去探索。這一科學(xué)史極有助于學(xué)生了解當(dāng)前物理學(xué)發(fā)展?fàn)顩r，以及物理學(xué)與我們?nèi)粘Ｉ畹穆?lián)系，同時(shí)也可以讓學(xué)生了解到目前物理學(xué)的一些瓶頸。教師在教學(xué)中，可以利用這部分內(nèi)容可以引導(dǎo)學(xué)生樹立“為祖國科技發(fā)展貢獻(xiàn)力量”的國家情懷和學(xué)習(xí)熱情。

參考文獻(xiàn)：

[1]徐夏平.滲透物理學(xué)史，提高科學(xué)素養(yǎng)[J].教育界，2018（10）：47-48.

[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.

[3]中華人民共和國教育部.普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）[M].北京：人民教育出版社，2018：4-5.

課題：本文為甘肅省教育科學(xué)“十三五”規(guī)劃2019年度課題“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”（課題批準(zhǔn)號：GS[2019]GHB1919）階段性研究成果

作者簡介：馮愛麗（1986-），中學(xué)一級教師。