魯科版高中物理教材中物理學史的改編分析

陳水勇 高雅端

本文系：“基于核心素養(yǎng)的高中物理學史的教學實踐研究”課題編號：WLDTR201915的研究成果：

基金項目福建省中小學名師名校長培養(yǎng)工程專項課題

摘要：文章以2019年魯科版高中物理新教材（必修1、2、3、選擇性必修1、2、3）中提到的有關物理學史為研究對象，通過與舊教材中的物理學史入編情況對比，分析變化前后對學生物理學科核心素養(yǎng)培養(yǎng)的促進作用。

關鍵詞：核心素養(yǎng)；高中物理；魯科版新舊教材；物理學史；改編分析

中圖分類號：G633.7 文獻標識碼：A 文章編號：1992-7711（2021）05-0023

物理學史是針對自然界的物理現(xiàn)象，講述科學家的探索歷史，在高中教材里的物理學史片段，所呈現(xiàn)的是物理學中一些基本概念、規(guī)律被科學家發(fā)現(xiàn)和證實的過程，也呈現(xiàn)了物理思想的發(fā)展和變革過程。

在《普通高中物理課程標準》與《中國高考評價體系》的指引下，福建省從2020年9月開始啟用高中物理魯科版新教材，在新舊教材的交替中，有相當大部分的物理學史內(nèi)容發(fā)生變化，本文通過介紹高中教材物理學史的教學現(xiàn)狀，詳細對比物理學史的改編情況，并分析其改編的意義與作用，為一線教師提供教學參考。

一、舊版中物理學史的編入情況

2003版的舊教材對應的是三維目標下所編的實驗版本，舊教材中雖在編寫物理概念或規(guī)律中有寫到對應的物理學史，但是大都是停留在歷史介紹過程，而沒有升華到對學生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)，而新編寫的教材中，更多的是引導學生進行深層次的思考，體會物理學家的思想和方法，在物理學史的學習過程中，核心素養(yǎng)能進一步得到培養(yǎng)。

二、新舊教材對比物理學史的改編情況分析

1.改編后的物理學史能建立更加形象地物理觀念

學習物理概念的建立歷史，能使學生對物理觀念有更加形象地認識。比如在必修二《第五章科學進步無止境》中的“導入：牛頓跟愛因斯坦在時間空間關系上的對話”部分，通過兩位科學偉人的對話，揭示了人類對時空認識的不斷深入發(fā)展的過程，讓時空這個物理觀念更加形象。

又比如在選擇性必修一《波的形成和描述》中，新增“科學書屋：引力波”，通過時空彎曲的假想圖能讓學生對引力效應及引力波現(xiàn)象有更生動的印象，培養(yǎng)了學生的物理觀念，讓學生更清楚的認識科學本質(zhì)。

選擇性必修三《分子動理論的基本觀點》刪除信息窗：布朗運動；正文新增分子f-r圖像與物體的內(nèi)能知識。刪除了原教材中對于布朗運動的發(fā)現(xiàn)與探索過程，但是新增了分子間作用力隨分子間距變化的圖像，及物體的內(nèi)能，使得整節(jié)課結(jié)構(gòu)更為合理，緊湊，也讓學生對分子力與分子勢能概念的了解更加深入。

2.改編后的物理學史能發(fā)展更加嚴謹?shù)目茖W思維

學習物理規(guī)律的探索歷史，能使學生有更加嚴謹科學思維。如：必修一的《牛頓第二運動定律》中“拓展一步：誰推動了蘋果”，通過讓學生了解牛頓運動定律的適用范圍，對不同觀點或者結(jié)論能提出質(zhì)疑和批判，進而提出創(chuàng)新性見解的能力和品質(zhì)，讓學生的科學思維更為嚴謹。

必修三的《靜電的產(chǎn)生極其微觀解釋》“科學書屋：認識靜電的歷史”通過學習科學家對靜電規(guī)律探索的思維發(fā)展過程，學習他們不畏失敗、追求真理的精神。

3.改編后的物理學史更能激發(fā)科學探究精神

物理學史離不開科學探究精神，針對物理現(xiàn)象提出可探究的物理問題，設計物理實驗，這是每個物理學家必備的能力，學習這些物理學家的探究歷史，能激發(fā)學生的科學探究精神。比如在必修二《探索宇宙的奧秘》的正文部分中介紹了宇宙的起源與演化，愛因斯坦、哈勃、伽莫夫、霍金、中國天眼南仁東：通過對多位科學家對宇宙的研究介紹，讓學生感受到人類對宇宙的探索永不停歇。

又如必修三《科學探究：電容器》講述富蘭克林引下天電的歷史中，可以看到富蘭克林不畏失敗，敢于追求真理的精神，體現(xiàn)了對學生科學探究能力的培養(yǎng)。

4.改編后的物理學史更能培養(yǎng)科學態(tài)度與責任

通過物理學史的學習，知道物理來源于生活，對自然界充滿好奇心跟求知欲，學習物理知識能解決生活中的實際問題，進而培養(yǎng)學生的科學態(tài)度與責任。必修二的《萬有引力定律及航天》導入部分新增2019年我國嫦娥四號著陸月球后，鵲橋傳回了第一張月背影像圖；第二節(jié)例題，墨子號的繞地運動；第三節(jié)科學書屋，中國古代天象觀測的成就；正文，人類“飛天”夢的實現(xiàn)；科學書屋，嫦娥工程：通過對中國登月探索、墨子號、載人飛船的講述，給學生介紹我國航天的前沿科技；選擇性必修三《認識原子核》“科學書屋：中國散裂中子源”中，通過對中國散列中子源的介紹，讓學生了解祖國的發(fā)展與強大，培養(yǎng)學生愛國情懷與自信，并形成應有的科學態(tài)度與責任。從而形成正確的人生觀和世界觀，并形成應有的科學態(tài)度，承擔起相應的社會責任。

三、改編后對一線教學的指導意義

從上述中，可以看到改編后的新教材對物理學史更為重視，結(jié)構(gòu)也更為嚴謹。在高中教學中融入物理學史的教育，能加深學生對物理觀念的理解，能幫助學生體會科學家的科學思維發(fā)展歷程，在實驗教學中能激發(fā)學生的科學探究能力，能培養(yǎng)學生的科學態(tài)度與責任。而物理學史的教育可以使學生更深入的理解物理學史知識、構(gòu)建更完善的物理學體系、有效促進學生形成正確的科學觀。物理教學中的教學難點，往往也是物理學發(fā)展史上很長時間未能克服的困難，歷史上關鍵性的科學突破和物理學前輩們偉大貢獻的精髓，也正是物理教學中的教學重點。這一觀點明確了物理學史在物理教學中的重要地位，同時也為物理學史和高中物理教學相結(jié)合指明了方向。如果在高中教學中能重現(xiàn)科學家對物理規(guī)律探索的艱辛歷程，則對學生物理核心素養(yǎng)的培養(yǎng)有著深遠的意義。將物理學史的內(nèi)容教育升華到對學生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)，這才是物理教育對人的真正意義。

參考文獻：

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[4]趙順法.高中物理學史微課的教學應用[J].物理通報，2019（02）：112-115.

（作者單位：1.福建省龍海第二中學 363100； 2.福建省龍海第一中學 363100）