高中物理教學(xué)融入物理學(xué)史人文教育的有效性

劉茵

（貴州師范大學(xué)附屬中學(xué)，貴州 貴陽 550001）

引言：本著科教興國的理念和宗旨，教育教學(xué)有了全新的面貌，教師要明確學(xué)生發(fā)展目標，強調(diào)學(xué)生的主體地位，深化科學(xué)素養(yǎng)和理論知識，對接社會需求，成為國家建設(shè)所需人才。物理學(xué)史可發(fā)揮滲透核心素養(yǎng)和強化人文教育效果的作用，教師找準物理學(xué)史切入的時機，幫助學(xué)生建立物理理論結(jié)構(gòu)，準確認識社會生活與物理課程學(xué)習之間的關(guān)系，保證教學(xué)效能和質(zhì)量。

一、高中物理教學(xué)融入物理學(xué)史人文教育的意義

物理學(xué)史包含運動和物質(zhì)變化的基本規(guī)律，教師將該層面的知識應(yīng)用于實際教學(xué)中可營造符合自然發(fā)展的物理情境，為學(xué)生滲透認識自然和優(yōu)待自然的意識，有助于拓展學(xué)生的視野，從而遵從社會演變的規(guī)律，將物理知識作用于實際生活中。物理學(xué)的逐步發(fā)展淋漓盡致地展現(xiàn)在物理學(xué)史中，從定理萌芽時期到近現(xiàn)代技術(shù)無一不借助物理學(xué)內(nèi)容，因此在物理教學(xué)中增加物理學(xué)史的相關(guān)內(nèi)容將引導(dǎo)學(xué)生以可持續(xù)發(fā)展的眼光看待社會變遷，并且科學(xué)家們偉大的精神可作為提升學(xué)生精神高度的原材料，啟發(fā)學(xué)生將堅韌不拔和不畏艱難的優(yōu)良品質(zhì)內(nèi)化，充分滿足教改要求，引領(lǐng)學(xué)生思維和想法的變革[1]。人文教育是目前教師需要深度探究的主題，如何不著痕跡的串聯(lián)起機械論和相對論是困擾教師的問題，通過研究物理學(xué)史，領(lǐng)悟其中包含的科學(xué)研究方法，感受物質(zhì)變化發(fā)展的一般性規(guī)律，體味人與自然和諧相處的現(xiàn)實意義，不僅有利于完善學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，注入為科學(xué)研究無私奉獻的精神，而且在整個過程中，學(xué)生感受到技術(shù)變革和思維創(chuàng)新的重要性，逐步形成創(chuàng)新意識，樹立遠大的抱負和理想，為社會進步提供強有力的支持。

二、提升高中物理教學(xué)融入物理學(xué)史人文教育有效性的策略

（一）明確物理學(xué)史的人文教育功能

有些教師沒能準確認識到物理學(xué)史研究和引入的積極意義，認為在繁忙的高中教學(xué)中要主抓學(xué)生知識理論掌握情況，而非關(guān)心學(xué)生素質(zhì)水平的提升，產(chǎn)生此種現(xiàn)象的原因是教師并未深入了解核心素養(yǎng)滲透和素質(zhì)教育的基本要求，對于物理學(xué)史的認知程度停留在展示科學(xué)家自傳的層面上，因此教師要深入解讀素質(zhì)教育的有關(guān)要求，以全局的眼光看待物理學(xué)發(fā)展進程，提升物理學(xué)史引入的重視程度。在教學(xué)活動中，結(jié)合定理和實驗內(nèi)容追溯歷史，確定物理學(xué)家所使用的方式方法，感受其經(jīng)歷無數(shù)個體日夜卻依然堅守在科研第一線的堅定品質(zhì)，透過沒有溫度的公式，理解其中隱含的淚水和汗水，同時將此種情感傳遞給學(xué)生[2]。時刻提醒學(xué)生要關(guān)注定理研究背后的點滴，感受其中凝聚的精神力量，利用多媒體和信息技術(shù)，重現(xiàn)定理推導(dǎo)過程，提升學(xué)生對于物理規(guī)律的認知程度，達到刺激主觀意識產(chǎn)出的效果。

例如，在講解有關(guān)萬有引力知識內(nèi)容的過程中，教師可引入牛頓發(fā)現(xiàn)萬有引力的物理史。學(xué)生們對于牛頓在樹下被蘋果砸的故事耳熟能詳，利用此故事無法滿足興趣提升的要求，教師可增加牛頓在研究萬有引力定律中所遭遇的磨難，借助網(wǎng)絡(luò)資源，真實反映出在科學(xué)探究階段物理學(xué)家所遭受的困難，詢問學(xué)生：“牛頓能夠被人們記憶上百年是依靠蘋果砸頭嗎？”，在此種輕松的氛圍下，學(xué)生更愿意表達自己的想法，并且有助于回憶在高中階段學(xué)習的與牛頓研究有關(guān)的知識點，延伸知識作用的空間。

而利用物理學(xué)史也可傳遞終身學(xué)習和研究的意識，引入量子化理論演變的過程，學(xué)生順著時間線從湯姆生發(fā)現(xiàn)原子內(nèi)部構(gòu)造的內(nèi)容出發(fā)，順延到盧瑟福開展的α粒子散射實驗活動中，最終走向波爾量子論，感受在科學(xué)研究中不能在發(fā)現(xiàn)某個新物質(zhì)或者現(xiàn)象后就停止前行的腳步，要秉持著不斷質(zhì)疑的原則，利用現(xiàn)有理論和技術(shù)證明自己的假設(shè)，勇于探索生活中的物理現(xiàn)象。由此可見，教師在課余時間要增加關(guān)于物理學(xué)史的知識，探索物理科學(xué)發(fā)展的歷程，優(yōu)化現(xiàn)有實驗步驟，加入生活化的內(nèi)容[3]。

（二）找準物理學(xué)史引入的時機

物理學(xué)史引入的時間要視課程內(nèi)容而定，對于科學(xué)家精神和研究大體歷程方面的內(nèi)容可在課前導(dǎo)入環(huán)節(jié)予以展示，利用圖文并茂的形式，將學(xué)生帶入物理學(xué)家研究的整個過程，有些教師認為錯誤的觀點沒必要展示給學(xué)生，容易造成思維混亂，但本人認為此種展示過程十分必要。當前應(yīng)用的定理也同樣是基于現(xiàn)階段的科學(xué)水平所推導(dǎo)出的結(jié)論，學(xué)生了解到錯誤觀念產(chǎn)生的原因能夠更好地規(guī)避錯誤，糾正錯誤的思維方式，并根據(jù)學(xué)生的反饋找到其中仍存在理解偏差的內(nèi)容，優(yōu)化后續(xù)的教學(xué)內(nèi)容。

例如，在講解有關(guān)力學(xué)方面的知識時，可組成一個力學(xué)發(fā)展史，融入亞里士多德、牛頓、伽利略等人給出的不同的研究方向，播放影像資料，也可設(shè)置趣味性活動，鼓勵學(xué)生扮演物理學(xué)家，闡釋自己研究的主項目，并細化研究中使用的方法，接著將學(xué)生變?yōu)樵u委，找到表演者在闡釋過程中存在的問題，有助于回顧實驗流程和具體公式[4]。對于力學(xué)模塊來說，教師可結(jié)合具體的實驗過程，比如平拋運動，帶領(lǐng)學(xué)生進入VR世界，還原物理學(xué)家研究該定理的過程，將平行導(dǎo)軌放置于桌面上，夾好坐標圖板，準確調(diào)節(jié)器材底部的螺絲，保證處于水平狀態(tài)，利用垂線原理，使坐標圖紙?zhí)幵谡_的位置。將小球的剛離開斜槽的位置設(shè)為坐標原點，小球自由滾落，學(xué)生觀察到在小球離開原點后開始做平拋運動。在沒能加入物理學(xué)史的實驗中，教師只要設(shè)定小組學(xué)生自行探究即可，但得到反饋效果不佳，學(xué)生只能粗略的觀察小球在某一位置的坐標值，將學(xué)生帶入平拋實驗的研究過程可放大小球運動位置的坐標，更為具象的顯示出小球整體的運動過程。在完成此部分的內(nèi)容后，教師引導(dǎo)學(xué)生轉(zhuǎn)戰(zhàn)實驗室，將小球運動軌跡抽象成具體的圖像，利用求出幾組初速度，并求出平均值。

在此教學(xué)活動中，為學(xué)生創(chuàng)建符合物理學(xué)史的情境，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注整個運動的過程，直觀體驗平拋運動的規(guī)律，強化對科學(xué)技術(shù)的依賴程度。引入先進的教學(xué)工具與歷史研究過程形成對比，學(xué)生隔空對話物理學(xué)家，轉(zhuǎn)變探究的身份，增強學(xué)生的自信心，提升對物理知識的重視程度。由此可見，物理學(xué)史的引入階段不僅僅局限于課堂導(dǎo)入環(huán)節(jié)，還課作用于實驗探究中，利用現(xiàn)代化的技術(shù)拉近學(xué)生與定理理論之間的距離，消除畏懼情緒，有助于強化理論內(nèi)容，滿足人文教育的要求。

（三）聯(lián)系當前科學(xué)技術(shù)發(fā)展

教師在展示物理學(xué)史的環(huán)節(jié)要注重將作用效果延伸到實際生活中，物理教學(xué)的目的是學(xué)生學(xué)會相關(guān)理論內(nèi)容后，可解決生活中的實際問題，因此物理學(xué)史的滲透并非停留在拓展知識面的層次上，還包含對接現(xiàn)實生活，體會科學(xué)改變生活環(huán)境的重要作用。物理學(xué)史中涵蓋大量的解決問題的技能，教師要深入研究其中適合學(xué)生使用的方式方法，本著科學(xué)性和適時性的原則，借助科學(xué)史真實反映在某些理論推導(dǎo)中所使用的高效策略，無形間滲透科學(xué)方法，強化高中物理相關(guān)技能。

例如，在講解有關(guān)萬有引力的內(nèi)容時，教師可首先理順伽利略、牛頓等人發(fā)現(xiàn)此定理的過程，強調(diào)在科學(xué)研究階段要注重引入新思想，并證明自身想法的準確性，接著聯(lián)系我國航空航天事業(yè)的發(fā)展，提醒學(xué)生社會的進步以及國家國際地位的提升與科學(xué)技術(shù)的革新有著密不可分的關(guān)系，作為新時期的中堅力量，引導(dǎo)學(xué)生樹立科學(xué)發(fā)展觀，積極投身入研究活動中，提升個人能力和素養(yǎng)水平。定期舉辦物理學(xué)史的交流活動，鼓勵學(xué)生采用不同的方式呈現(xiàn)科學(xué)家們值得稱贊的精神，將無形的情感轉(zhuǎn)變?yōu)榫呦蠡奈锢韮?nèi)容。

結(jié)束語

綜上所述，為保證人文教育的效果，教師要確定好物理學(xué)史的引入時機，結(jié)合學(xué)生的認知水平和教材內(nèi)容，細化教學(xué)流程，通過展示物理學(xué)家們嚴謹?shù)目茖W(xué)精神，滲透到學(xué)生心中，滿足科學(xué)素養(yǎng)提升的要求。