新課改背景下物理學(xué)史融入高中物理教學(xué)中的路徑

張進軍

（甘肅省嘉峪關(guān)市酒鋼三中，甘肅 嘉峪關(guān)）

將物理學(xué)史融入高中物理教學(xué)，能夠使學(xué)生學(xué)習(xí)物理知識的熱情與積極性得到充分調(diào)動，使學(xué)生的綜合素養(yǎng)得到全面發(fā)展，為提高物理教學(xué)質(zhì)量奠定良好的基礎(chǔ)。

一、在物理教學(xué)中融入物理學(xué)史的意義

（一）全面培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維

隨著時代的不斷發(fā)展與進步，社會對人才的要求也在不斷轉(zhuǎn)變，如何培養(yǎng)并提升學(xué)生的創(chuàng)造性思維，強化學(xué)生的創(chuàng)新意識已成為當前高中物理教學(xué)面臨的關(guān)鍵性問題。將物理學(xué)史有效融入高中物理教學(xué)活動中，能使學(xué)生的獨立思考能力得到全面發(fā)展，讓學(xué)生的邏輯思維能力、創(chuàng)新思維能力得到充分提高，為進一步提高高中物理教學(xué)效果、實現(xiàn)學(xué)校預(yù)期的育人目標做出相應(yīng)的貢獻。

（二）積極調(diào)動學(xué)生對物理學(xué)科的探索熱情

高中生好奇心與求知欲較為強烈，對新鮮事物也具有較強的興趣，但在一些學(xué)校的物理教學(xué)中，教師的教學(xué)模式較為傳統(tǒng)，課堂氛圍與師生關(guān)系較為緊張，學(xué)生對物理學(xué)科的探索興趣與探索熱情受到了一定的打擊，阻礙了高中物理學(xué)科的進一步發(fā)展。而將物理學(xué)史融入物理教學(xué)中，能讓學(xué)生在物理學(xué)發(fā)展過程中找到自己的興趣點，使物理課堂更加生動活躍，為推進學(xué)生物理素養(yǎng)的提高提供動力。

（三）使學(xué)生養(yǎng)成求真務(wù)實的科研精神

物理學(xué)科作為一門實踐性較強的應(yīng)用學(xué)科，對學(xué)生的科研精神與科研態(tài)度有較高的要求。通過對物理學(xué)史的學(xué)習(xí)和研究，學(xué)生能夠更加深入地了解物理學(xué)發(fā)展過程中一代又一代專家學(xué)者不顧自身安危投身于物理研究中的科研精神，讓學(xué)生能夠?qū)ψ约何磥淼膶W(xué)習(xí)與科研道路進行規(guī)劃，使他們養(yǎng)成求真務(wù)實、堅持不懈、奮發(fā)向上的科研精神與科研態(tài)度，實現(xiàn)學(xué)生的全面發(fā)展。

（四）強化學(xué)生對科研方法的掌握

通過對物理學(xué)史的學(xué)習(xí)和研究，學(xué)生能夠?qū)ξ锢韺W(xué)史中常見的科研方法進行深入研究和分析，并將其靈活運用于學(xué)習(xí)過程中，讓學(xué)生對科研方法的掌握更加全面，理解更加深入，提升物理學(xué)科的教學(xué)質(zhì)量。

（五）加深學(xué)生對物理現(xiàn)象與概念的掌握

物理現(xiàn)象與概念作為學(xué)習(xí)物理學(xué)科的基礎(chǔ)，學(xué)習(xí)物理現(xiàn)象以及物理概念有助于學(xué)生強化學(xué)習(xí)針對性，進一步拓展解題思路。教師通過對物理學(xué)史的介紹，讓學(xué)生對物理現(xiàn)象與物理概念的掌握更加完善，全面加深學(xué)生對物理課程教學(xué)內(nèi)容的理解程度，強化學(xué)生的思維能力與解題能力，為實現(xiàn)物理的預(yù)期教學(xué)目標提供重要引領(lǐng)。

二、當前高中物理教學(xué)中存在的主要問題

（一）教師對物理學(xué)史的研究不夠深入

為了進一步強化高中物理教學(xué)過程中物理學(xué)史的融入效果，不斷深化教師對物理學(xué)史的研究是有必要的。然而受傳統(tǒng)物理教學(xué)模式的影響和制約，一些高中物理教師的重點研究方向往往局限于課程教學(xué)領(lǐng)域，對物理學(xué)史的研究存在一定的欠缺，導(dǎo)致在融入物理學(xué)史時無法融會貫通，難以更加系統(tǒng)、高效地對學(xué)生的思維模式進行鍛煉與培養(yǎng)，制約了高中物理教學(xué)質(zhì)量的提高。

（二）課程教學(xué)內(nèi)容與課時設(shè)置不匹配

高中生的學(xué)習(xí)任務(wù)繁重，而教師能夠利用的教學(xué)時間則較為有限，因此在進行課時分配以及教學(xué)設(shè)計的過程中，一些教師忽視了物理學(xué)史在物理教學(xué)過程中的重要意義，不利于物理學(xué)史在教學(xué)中的有效融入，阻礙了學(xué)生物理學(xué)科素養(yǎng)的進一步鍛煉與進步。

（三）教學(xué)思路較為陳舊單一

隨著素質(zhì)教育的全面推進，各學(xué)科的教學(xué)模式以及教學(xué)重點均發(fā)生了一定改變，但受到教學(xué)習(xí)慣的影響，很多教師未能結(jié)合當下高中物理教學(xué)實際情況對其教學(xué)思路以及教學(xué)路徑進行全面優(yōu)化與改革，導(dǎo)致高中物理教學(xué)脫離了學(xué)生的實際需求，阻礙了物理學(xué)史與高中物理教學(xué)的融合，對全面提升學(xué)生素質(zhì)以及學(xué)生思維框架的構(gòu)建形成了一定的沖擊與負面影響。

三、推進物理學(xué)史融入高中物理教學(xué)的主要措施

（一）從課堂引入角度激發(fā)學(xué)生興趣

為了提升物理學(xué)史與高中物理教學(xué)活動的融合質(zhì)量，強化高中生參與物理思維培養(yǎng)的興趣與熱情，教師可在課堂引入階段對物理學(xué)史進行介紹，第一時間提升物理學(xué)科教學(xué)內(nèi)容對學(xué)生的吸引力，為后續(xù)的教育教學(xué)工作做好相應(yīng)的鋪墊。具體來說，教師可以從以下幾方面進行切入。

首先，做好相應(yīng)的課程引入規(guī)劃。物理學(xué)史作為物理學(xué)習(xí)過程中的重要組成部分，對物理學(xué)史進行研究和梳理能夠使學(xué)生完善物理思維，為強化學(xué)生的物理學(xué)科素養(yǎng)、提升學(xué)生的物理學(xué)習(xí)能力奠定堅實的基礎(chǔ)。但受到物理學(xué)科教學(xué)特點以及教學(xué)流程的影響，并不是每個章節(jié)都適合利用物理學(xué)史進行引入。因此教師應(yīng)當結(jié)合高中物理學(xué)科教學(xué)內(nèi)容以及教學(xué)需求進行構(gòu)建，為物理學(xué)史與物理教學(xué)的良性融合提供關(guān)鍵性保障。例如，在教學(xué)人教版高中物理教材必修一第四章第一課“牛頓第一定律”的過程中，教師可引導(dǎo)學(xué)生針對亞里士多德、伽利略、笛卡爾以及牛頓四位科學(xué)家對物體運動與力的描述進行分析，讓學(xué)生了解到不同時代與科學(xué)技術(shù)背景下人們對物體運動以及力的作用的不同認知，使學(xué)生能進一步明確“力”這一概念在物理學(xué)史中的發(fā)展路徑，從而進一步提升學(xué)生對牛頓第一定律的理解能力，為提高高中物理教學(xué)質(zhì)量提供堅實的保障。

其次，將物理學(xué)史引入教學(xué)中要詳略得當。在高中物理教學(xué)中，構(gòu)建完善的物理課程教學(xué)體系，有效提升對教學(xué)重點的關(guān)注程度是教育工作者面臨的重要挑戰(zhàn)。一些經(jīng)驗較為不足的教師往往忽視了這一重要教育原則，在物理課程的引入教學(xué)中，往往沒能對教學(xué)內(nèi)容進行細致劃分，用在次要教學(xué)內(nèi)容中的精力過于充分，不利于整個物理教學(xué)質(zhì)量與水平的提高。因此，將物理學(xué)史引入教學(xué)過程中，相關(guān)教師應(yīng)當關(guān)注教學(xué)內(nèi)容的詳略設(shè)計，進一步優(yōu)化課程結(jié)構(gòu)，提升教學(xué)質(zhì)量。例如，在教學(xué)“牛頓第一定律”的過程中，教師針對亞里士多德、伽利略、笛卡爾與牛頓四位科學(xué)家的研究方向與研究論斷進行介紹時，應(yīng)當重點介紹笛卡爾關(guān)于慣性以及牛頓關(guān)于力的論述，而對于亞里士多德以及伽利略則可以進行簡要介紹，從而使物理學(xué)史的引入過程更具層次化，實現(xiàn)物理教學(xué)工作的積極發(fā)展。

最后，將物理學(xué)史引入課堂的過程中，教師還應(yīng)當確保資料的準確性與有效性，針對相關(guān)資料進行多方查證與審核，定期整合資料，避免因資料中的問題給教學(xué)帶來不利影響。

（二）創(chuàng)設(shè)合理的物理學(xué)史教學(xué)情境

傳統(tǒng)的教育教學(xué)模式難以充分有效地調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，課堂教學(xué)效果難以得到有效展現(xiàn)，對鍛煉并培養(yǎng)學(xué)生的思維模式以及思維能力、強化學(xué)生的物理學(xué)科素養(yǎng)造成了一定的阻礙。因此，為了充分提升物理學(xué)史與高中物理教學(xué)的融合效果，教師可采用情境創(chuàng)設(shè)的教學(xué)模式優(yōu)化傳統(tǒng)課程設(shè)計，讓學(xué)生在情境中加深對物理學(xué)史的了解，使學(xué)生不斷進步。

例如，在教學(xué)人教版高中必修二第六章“萬有引力定律”一課中，教師可在教學(xué)過程中創(chuàng)設(shè)“蘋果落地”的假設(shè)性情境，引導(dǎo)學(xué)生對地球與地面上物體之間力的相互關(guān)系、地球與月球之間力的相互關(guān)系以及行星與太陽之間力的相互關(guān)系進行思考，讓學(xué)生能夠跟隨牛頓的思考方向與思考路徑對萬有引力定律進行重新推導(dǎo)和分析，讓學(xué)生更加系統(tǒng)地思考萬有引力定律的知識，推進學(xué)生理解能力與學(xué)習(xí)熱情的提升。

在結(jié)合物理學(xué)史創(chuàng)設(shè)情境中，教師應(yīng)當注意以下幾方面問題：首先是確保情境的多元化。由于物理學(xué)科包羅萬象，涉及的物理學(xué)史內(nèi)容極為豐富，因此單一的情境模式難以有效滿足高中階段的物理學(xué)科教學(xué)需求。教師應(yīng)當結(jié)合教學(xué)設(shè)計當中的相關(guān)內(nèi)容，采用差異化的技術(shù)手段創(chuàng)設(shè)多元化的教學(xué)情境，使教學(xué)情境與物理學(xué)科教學(xué)需求相統(tǒng)一，保持學(xué)生持久的學(xué)習(xí)興趣。其次是關(guān)注情境中的問題設(shè)計。結(jié)合物理學(xué)史進行情境創(chuàng)設(shè)，其最終目的是讓學(xué)生掌握物理學(xué)史中涉及的知識，形成規(guī)范的物理思維能力，確保學(xué)生獲得物理學(xué)科素養(yǎng)。因此，教師應(yīng)當在創(chuàng)設(shè)物理學(xué)史情境的同時結(jié)合課程學(xué)習(xí)內(nèi)容設(shè)計問題，使學(xué)生能夠在情境中獲得收獲，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)能力。例如，在教學(xué)“行星的運動”中，教師可引導(dǎo)學(xué)生從不同角度對行星的運動方向與運動模式進行思考與問答，讓學(xué)生對物理學(xué)史的認識更加深入。最后，在創(chuàng)設(shè)物理學(xué)史情境的過程中，還應(yīng)當遵循層層遞進的原則，依據(jù)時間順序或知識結(jié)構(gòu)順序?qū)η榫尺M行設(shè)計，讓學(xué)生能夠結(jié)合情境對物理學(xué)史涵蓋的內(nèi)容進行重新梳理和分析，促進物理學(xué)史與高中物理教學(xué)的完美融合。

（三）引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合物理學(xué)史中的實際問題進行思考

在長期的教學(xué)實踐中，我們能夠得出以下結(jié)論，即學(xué)生對自行探究得出的結(jié)果有更加深刻的認識和印象，因此，教師可以讓學(xué)生思考與探究物理學(xué)史研究過程中涉及的實際問題，讓學(xué)生掌握知識更加明確和熟練，對物理學(xué)的認知更加全面。例如，在教學(xué)高中物理必修二第七章“機械能守恒定律”的過程中，教師可引導(dǎo)學(xué)生對彭瑟勒、邁爾、焦耳、亥姆霍茲等物理學(xué)家的生平與問題研究進行分析，并引導(dǎo)學(xué)生對其表述進行進一步判斷，使學(xué)生能夠跟隨物理學(xué)史中著名研究學(xué)者的思路重新對能量守恒定律的推導(dǎo)過程進行討論，從而讓學(xué)生對其定律有更加深刻的理解和認知，為提升學(xué)生的物理學(xué)科素養(yǎng)、強化高中物理教學(xué)效果以及教學(xué)質(zhì)量做好相應(yīng)的鋪墊。

（四）通過實驗教學(xué)強化學(xué)生的操作能力

物理作為一門應(yīng)用性極強并與日常生活息息相關(guān)的重要學(xué)科，學(xué)生的實驗?zāi)芰ν瑯右矊W(xué)生物理能力的培養(yǎng)具有關(guān)鍵性作用。物理學(xué)科的發(fā)展也離不開實驗的推動，因此教師可以積極引導(dǎo)學(xué)生對物理學(xué)史中涉及的相關(guān)經(jīng)典實驗進行復(fù)刻，一方面使學(xué)生對實驗表達的物理思想以及物理概念形成更加深刻的理解與認知，另一方面有效強化學(xué)生的動手能力與操作能力，使學(xué)生的物理學(xué)習(xí)水平得到全面進步。在選擇物理學(xué)史復(fù)刻實驗的過程中，教師應(yīng)當遵循安全性、可行性、顯效性等幾方面原則，從而使實驗復(fù)刻的效果得到有效保障。

例如，在教學(xué)“萬有引力定律”一課時，教師可以引導(dǎo)學(xué)生開展自由落體實驗，采用打點計時器對重錘下落的規(guī)律進行展現(xiàn)，并記錄數(shù)據(jù)，使學(xué)生對物體自由下落的規(guī)律進行總結(jié)，全面加深學(xué)生對萬有引力定律的理解。在利用打點計時器進行實驗的過程中，教師應(yīng)當要求學(xué)生注意摩擦阻力對重錘下落產(chǎn)生的影響，并要求學(xué)生進行多次測量和實驗，避免實驗數(shù)據(jù)與實驗結(jié)果產(chǎn)生的偶然性，讓學(xué)生的物理思維得到進一步鍛煉和健全，為確保學(xué)生物理學(xué)習(xí)效果的不斷提高做出相應(yīng)貢獻。

（五）積極培養(yǎng)學(xué)生對物理學(xué)史的自主探究能力

在高中物理教學(xué)中，教材所涉及的內(nèi)容較為多元，這些內(nèi)容之間既有一定的差異，又有一定的聯(lián)系，因此引導(dǎo)并推動學(xué)生進行自主探究，能夠有效提升學(xué)生對物理學(xué)史的研究深度，為進一步強化學(xué)生對物理學(xué)科的學(xué)習(xí)興趣起促進作用。教師在教學(xué)時應(yīng)當潛移默化地向?qū)W生傳遞物理學(xué)史的一些知識和內(nèi)容，讓學(xué)生能夠積極強化對物理學(xué)史的探索與研究興趣，從而提高物理教學(xué)效果。

教師可結(jié)合班級實際情況將學(xué)生分為不同小組，鼓勵學(xué)生以小組為單位對物理學(xué)史中涉及的內(nèi)容和問題進行調(diào)查與研究，并在物理教學(xué)過程中與同學(xué)分享，從而使學(xué)生的表達能力、總結(jié)能力得到全方位提升，使學(xué)生能夠在自主探究環(huán)節(jié)中加深對物理學(xué)史知識的印象，為提高物理課堂教學(xué)效果做出相應(yīng)貢獻。

為了不斷強化學(xué)生的探究積極性，教師還可以采取一定的獎懲機制，針對物理課堂上對物理學(xué)史相關(guān)知識探究較為全面與深入的學(xué)生進行有效鼓勵與表彰，使學(xué)生能夠在課余時間不斷強化自己對物理學(xué)科的興趣，能夠明確物理學(xué)的發(fā)展源流，使學(xué)生的科研意識、科研態(tài)度乃至科研素養(yǎng)得到全方位、多角度的鍛煉與提高。

總而言之，在當下高中物理教學(xué)過程中，物理學(xué)史的融入不僅能夠有效調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與學(xué)習(xí)熱情，還能夠提高物理教學(xué)質(zhì)量，實現(xiàn)學(xué)生物理學(xué)科素養(yǎng)的全面提升。教師應(yīng)當積極關(guān)注物理學(xué)史與高中物理教學(xué)的融合，采取合理的手段潛移默化地將物理學(xué)史相關(guān)知識融入物理教學(xué)中，從而使高中物理課堂氛圍更加活躍，師生關(guān)系更加和諧，教學(xué)效果更好。