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

王艷萍

摘? 要：物理學(xué)科核心素養(yǎng)包括物理觀念、科學(xué)研究、科學(xué)思維、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任。本文研究基于學(xué)科核心素養(yǎng)的高中物理學(xué)史教學(xué)策略;從設(shè)置主題，案例導(dǎo)入;分組探究，成果展示;依托案例，培育思維;問題解決，深化知識四個角度，例談高中物理教學(xué)中如何依托物理學(xué)史培育學(xué)生的核心素養(yǎng)。期望本文能夠為廣大物理教學(xué)工作者帶來一定的參考作用。

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

引言

高中物理學(xué)科中不乏與物理學(xué)史有關(guān)的知識內(nèi)容，在教學(xué)過程中，教師可巧妙地將物理學(xué)史案例，穿插到課堂的相應(yīng)環(huán)節(jié)中，借助合作探究教學(xué)法、問題情境教學(xué)法等新穎的教學(xué)方法，引導(dǎo)學(xué)生主動挖掘物理學(xué)史的價值，增強學(xué)生學(xué)習(xí)物理知識的積極性，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究精神，之后依托物理學(xué)史案例，帶動學(xué)生深入探究物理知識，在問題解決中，踐行核心素養(yǎng)，獲得進一步的發(fā)展。

一、設(shè)置主題，案例引入

本文以對“回旋加速器”的教學(xué)為例，探討基于學(xué)科核心素養(yǎng)的高中物理學(xué)史教學(xué)。在實際教學(xué)中，合作探究教學(xué)法與物理學(xué)史教學(xué)、物理核心素養(yǎng)培養(yǎng)有較好的適配性，因此教師在進行教學(xué)時，可積極使用這一方法。

例如，在課前，教師可圍繞“回旋加速器”這一探究主題，為學(xué)生提供如下問題：

（1）勞倫斯為何會想到要發(fā)明回旋加速器？

（2）學(xué)習(xí)回旋加速器應(yīng)掌握哪些基礎(chǔ)知識？

（3）回旋加速器的作用何在？該發(fā)明有何巧妙之處？

（4）你認為勞倫斯為什么會取得成功？

（5）你知道勞倫斯參與了原子彈制造嗎？你如何看待這件事？

這些問題層層遞進，具有一定的啟發(fā)性，學(xué)生在探究過程中，不難形成對回旋加速器相關(guān)知識的深入理解，同時亦會對物理學(xué)史的德育價值產(chǎn)生深刻的體會，獲得核心素養(yǎng)的成長。

二、分組探究，成果展示

在給出問題后，教師應(yīng)組織學(xué)生開展小組探究環(huán)節(jié)。在學(xué)生探究物理知識的過程中，教師可在教室中巡回觀察，對于遇到瓶頸的學(xué)生，可給予一定的指導(dǎo)，對于學(xué)生產(chǎn)生的共性問題，可給予統(tǒng)一答疑。在學(xué)生基本探究完畢后，教師應(yīng)組織學(xué)生進行成果展示，學(xué)生可派出小組代表，用簡練、準確的語言，結(jié)合史實，講出自己的想法。以筆者的課堂實踐來看，學(xué)生經(jīng)上述探究環(huán)節(jié)后，基本都能對回旋加速器發(fā)明的思維歷程產(chǎn)生較為深刻的體會與獨立的思考，對科學(xué)研究用到的思維方法、策略形成一定的認識。很多學(xué)生從勞倫斯參加原子彈制造這一史實中，體會到了在科學(xué)研究過程中懷抱社會責(zé)任感的重要性，對科學(xué)價值有了更為全面的認識?？梢?，以小組探究形式，依托物理學(xué)史案例，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)具有良好的實踐性。

三、依托案例，培育思維

學(xué)生經(jīng)研究勞倫斯發(fā)明回旋加速器的案例，不難對科學(xué)家的探究精神產(chǎn)生一定的敬佩心理，學(xué)習(xí)物理知識的積極性有了保障。此時，教師可不失時機地將課堂教學(xué)引向更深處，挖掘與回旋加速器有關(guān)的深層次知識，借助物理知識與物理學(xué)史案例，深化學(xué)生對物理思維的理解，讓學(xué)生獲得科學(xué)思維的成長。

例如，教師可先用多媒體設(shè)備，為學(xué)生展現(xiàn)與勞倫斯發(fā)明回旋加速器有關(guān)的資料，帶領(lǐng)學(xué)生再次回顧科學(xué)家進行科學(xué)探究的艱辛，之后帶領(lǐng)學(xué)生從物理建模角度，分析回旋加速器的精妙之處。具體而言，回旋加速器是復(fù)雜程度很高的物理模型，由帶電粒子、電場、勻強磁場等基本模型構(gòu)成。教師可先帶領(lǐng)學(xué)生，分析回旋加速器包含的多種基本模型，讓學(xué)生體會到：復(fù)雜的物理模型是由基本模型組合而來的，學(xué)習(xí)高深的物理知識，是從學(xué)習(xí)一個又一個簡單的物理知識開始的，科學(xué)探究正是如此。以此實現(xiàn)對學(xué)生科學(xué)研究態(tài)度與建模思維的雙重培養(yǎng)，之后教師可繼續(xù)引導(dǎo)學(xué)生分析回旋加速器的建模條件，比較直線、回旋加速器的不同點，逐步實現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)。

四、問題解決，深化素養(yǎng)

在課堂教學(xué)的最后階段，在學(xué)生已較深刻地理解回旋加速器知識后，教師可為學(xué)生提出物理問題，讓學(xué)生帶著課堂所獲，在解決問題的過程中，深入實踐自己從物理學(xué)史案例中學(xué)到的物理觀念、科學(xué)探究精神與探究方法。

例如教師可引導(dǎo)學(xué)生研究有關(guān)最大速率決定因素的問題：給出帶電粒子（質(zhì)量m、電量q）加速電壓U，磁感應(yīng)強度B，加速器最大半徑R。則：

經(jīng)探究，學(xué)生可得出如下結(jié)論：給定帶電粒子與磁場的情況下，最大速率僅由最大半徑?jīng)Q定，教師可以此為基礎(chǔ)，再引導(dǎo)學(xué)生討論增大最大速率的方法，等等，將學(xué)生的課堂探究引向縱深處。

之后教師可繼續(xù)提出問題，引導(dǎo)學(xué)生探討加速電壓與最大速率之間的關(guān)系：上述表達式中，為何沒有加速電壓？難道最大速率/最大動能與加速電壓的大小無關(guān)？加速次數(shù)為n，則有?

結(jié)合上述結(jié)論，可得出nU為常量。之后教師可引導(dǎo)學(xué)生分析“nU為常量”的物理意義，發(fā)現(xiàn)與加速電壓大小無關(guān)的本質(zhì)——加速電壓不同、加速次數(shù)不同的情況下，總功可相同。

總之，在課堂教學(xué)的最后階段，帶領(lǐng)學(xué)生在物理學(xué)史的余韻下，通過簡單的推理、比較與分析，發(fā)現(xiàn)物理規(guī)律、探究物理本質(zhì)，可增強學(xué)生對物理知識的理解，深化學(xué)生的物理核心素養(yǎng)，發(fā)展學(xué)生的科學(xué)思維，幫助教師取得更為良好的教學(xué)效果。

結(jié)語

綜上所述，物理學(xué)史上原生態(tài)的經(jīng)典案例，是教師進行高中物理教學(xué)的珍貴素材。教師在平時應(yīng)加強對物理學(xué)史案例的挖掘，運用合理的教學(xué)方法，將寶貴案例充分融入課堂，利用物理學(xué)史案例喚起學(xué)生的求知欲，帶領(lǐng)學(xué)生更為深入地探究物理知識，促進學(xué)生物理核心素養(yǎng)的生成發(fā)展。

參考文獻：

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