基于核心素養下高中物理學史的教學

董祥民

摘 要：物理學史是高中物理教學一個重要的組成部分，它反映了人類對自然界中的各種物理現象的認識歷程，揭示了物理觀念、定理、規律、結論的產生與發展過程，展示了物理學發展過程中典型的、重要的物理思想及其研究方法。在實際教學中，很多教師對物理學史教學并沒有引起重視，特別是在培養學生的核心素養方面沒有充分發揮應有的作用。

關鍵詞：高中；核心素養；物理學史；教學

一、物理核心素養的提出，對學生發展的作用

教育部于2014年3月在《關于全面深化課程改革落實立德樹人根本任務的意見》一文中首先提出了核心素養的概念，并在2016年9月頒布了高中各學科核心素養的具體標準。物理核心素養主要由物理觀念、科學思維、科學探究、科學態度與責任四個方面的要素構成。2017年12月新修訂的高中課程標準也把核心素養作為一項重要的育人目標。

學生通過高中物理史的學習，可以正確地認識物理學的本質，養成對科學的好奇心與求知欲，培養其主動與他人合作精神，能基于物理數據、事實、證據及邏輯發表自己的獨特見解，不盲目迷信權威，尊重客觀事實，具有促進可持續發展的社會責任感。

二、高中物理學史的地位，所占的章節，涉及的物理學家

物理學史在高中物理教學中占有重要的地位，它反映了人類對各種物理現象的認識過程，反映了物理規律、物理概念及研究方法的發展歷程，揭示了物理規律發展的原因，展示了重要的物理思想和物理方法。在現行人教版的高中物理課本中，作為理科生所學習的必修一、必修二、選修3-1、選修3-2、選修3-3、3-4、3-5這七本教科書中，共涉及的物理學史有74條，涉及的物理學家共有80位，基本涵蓋了物理學發展史上重要的發明、發現與創造。

三、重視物理學史教學，充分挖掘物理學史的育人功能，提高物理核心素養

1.通過物理學史教學培養學生正確的物理觀念

正確的物理觀念是人們通過實踐，在探索過程中不斷地通過修正逐步形成的，經歷了觀念的醞釀—初步建立—檢驗—修正—建立乃至更加復雜的階段，是一個螺旋式上升、逐漸接近真理的過程。例如人類對光的認識，幾百年來，許多科學家如胡克、笛卡爾、惠更斯、牛頓、托馬斯·楊、菲涅爾、愛因斯坦進行了艱辛的研究，經過幾代人不懈的努力，經歷了微粒說、波動說、量子說、光子說，人們才認識到：光具有波粒二象性。

2.通過物理學史教學培養正確的科學思維

物理思維是從物理學視角對客觀事物的本質屬性、內在規律及相互關系的認識方式，通過高中物理學史的學習，學生接觸了進行科學研究的基本方法：對物理現象認真觀察—提出假說—運用邏輯包括數學得出推論—通過實驗對推論進行檢驗—對假說進行修正和推廣，學生還可以體會物理學家是怎樣進行研究的。在高中物理中常用的思維方法有理想實驗法、模型化、比值法、控制變量法、類比法、隔離法、微元法、等效法、極限法、逆向思維法等。經過科學的思維方法的熏陶，可以促進學生從機械學習向靈活學習轉變、從被動思考向積極思考轉變、從獲得知識向勇于探索轉變。比如人們對自由落體運動的認識，亞里士多德認為物體下落的快慢是由它們的重量決定的，但伽利略對此產生了懷疑，用邏輯推理的方法推翻了亞里士多德的錯誤結論，認為重物與輕物應該下落得同樣快。

3.通過物理學史教學培養學生的實驗探究精神

物理是一門以實驗為基礎的科學，容不得任何弄虛作假的行為。在高中物理實驗中，由于實驗的限制和個體實際操作水平的差異，導致實驗結果可能與理想值相差甚遠，這種情況下，我們要尊重實驗結果，分析誤差產生的原因，絕不能為了迎合實驗結果而造假。例如勒維烈在研究天王星運動的過程中，發現實驗結果與觀察值之間有幾分的誤差，他沒有忽視這個微小的誤差，通過計算，他判斷在天王星之外可能還存在另外一個行星，后來通過觀測發現了海王星。

4.通過物理學史教學培養學生的科學態度與責任

科學態度與責任是指對待科學要持有正確的態度與價值觀，對物理的強烈的好奇心與求知欲，具有批判性和質疑的精神，在學習與研究中能與他人合作，具有社會責任感，能遵循社會公認的道德規范。比如亞里士多德，雖然他是柏拉圖的學生，但他在探究真理的道路上，敢于批評自己的老師柏拉圖的錯誤，對于別人的指責，亞里士多德回應道：“吾愛吾師，吾更愛真理！”成為物理學史上的一段佳話。

培根說：讀史可以明智。物理學史向我們全景式、立體式呈現了物理學波瀾壯闊的發展史，學習物理學史，我們可以更加清晰地看到物理學的發展歷程，我們要學習物理學家為了探求真理，進行艱苦卓絕的探索，乃至為捍衛真理而勇于獻身的精神。總之，對物理學史教學，我們要給予足夠的重視，要挖掘高中物理學史的育人作用，來培養和提高學生的核心素養。正如錢三強在《物理學史》序言中說：物理學發展史是一塊蘊藏著巨大精神財富的寶地，這塊寶地很值得我們去開墾，這塊財富很值得我們去發掘。

參考文獻：

[1]徐學.基于核心素養下物理概念建立的案例研究[J].物理教師，2017（38）：11-14.

[2]郭奕玲，沈慧君.物理學史[M].北京：清華大學出版社，1993-11.

編輯 謝尾合