基于科學素養的高中物理學史校本課程建設

張于君 趙順法

摘 要 物理學史體現了人類探索物理知識發現物理規律的歷程，體現了幾十年或者數百年的一種方法論和世界觀的集合。物理學史是人類對自然界中各種物理現象的認識史，它讓學生明白物理知識的由來，知識產生過程中伴隨的研究方法、思想，及這種知識對社會進步的影響，因此在中學物理的課堂教學中引入相應知識背后的物理學歷史對促進學生的科學素養是有重要意義的。

關鍵詞 科學素養 高中物理

中圖分類號：G633.7文獻標識碼：A

0緒論

科學思維包括模型建構、科學推理、科學論證、質疑創新等，是構成物理學科核心素養的重要方面，它是人腦對客觀事物的本質屬性、內在規律及相互關系的間接及概括的反映。物理學史集中體現了人類探索和逐步認識物理世界的現象、結構、特性、規律和本質的歷程，它包括大量的科學思維形成和發展的案例。教師若能在教學中滲透物理學史教育，不僅能使課堂內容更加生動，而且有利于學生發展科學思維，提升學習能力。筆者在物理教學中就滲透物理學史教育進行嘗試，在發展學生科學思維方面取得較好的成效。校本課程是依據國家的教育目的和滿足地方教育要求的基礎上，由各學校的教師對當地社區和本校的資源、環境因素以及學生的實際需求進行分析，針對本校學生進行編制，成為可實施、可評價，可供學生選擇的課程。高中物理校本課程，是立足于物理學科而開發的校本課程，要求課程必須具有豐富的內容和貼近生活、聯系科技、滲透社會等獨特的學科優勢。因此，如何開發既適應時代發展，又適應本校學生情況開放式的物理校本課程，可以為學生提供動手、動腦的機會，給學生架設一條溝通知識與生活的橋梁，達到更好地完善學生的知識結構、培養創新思維、發展能力和提高科學和人文素養的要求是當今教育教學改革的熱門研究課題。

1基于科學素養的高中物理學史校本課程建設的意義

1.1有助于學習物理大師的科學方法和進行科學思維的訓練還原科學本質

在物理學的教學中，要著重體現科學方法和思維，新課程的改革中引申出來的思想中就體現出：要讓學生具有的素質與能力和科研人員相近，傳授知識與學生接受知識的思路要接近于科學家的探索歷程，這就需要將物理學史與課堂有效的結合在一起，這也是物理新課程改革的一個方向與途徑，是培養學生創造性的有效方法，因此要讓課堂能貼合科學的探究過程，就要遵循物理學史中前人的發現與發明之路來體驗，在歷史中有很多物理大師們生動的例子，經典的應用科學方法和思維方法以及取得偉大成果的過程，從中可以讓學生得到形象生動的方法思維啟發，因此要將物理學史融合在物理知識的教學中，在剖析物理學史的一個個案例中，讓學生體會科學方法，鍛煉思維能力，還原科學本質。

在物理學發展的歷程中舞臺上，有許許多多的巨匠，他們在坎坷曲折，崎嶇陡峭的科學探索途中，所應用的獨特研究方法，思維方式，是多么寶貴的財富，值得我們去繼承與拓展，因此在課堂教學中應將物理學家的思維，方法與學生的思維方式、研究問題的方法一同結合起來，共同促進學生的能力提升。以培養類比思維為例，在物理學史中的電磁學理論的建立很多都運用了這種思維方法，比如“奧斯特發現了電流的磁效應，電流能夠產生磁場，那么倒過來是否可行呢.教師在此引入歷史，介紹法拉第在那段歷史時期的想法，思考方向，及如何利用類比思維的方法，即：設想“磁能生電”，因此歷經十多年的研究得到磁生電的規律。在授課中通過類似的物理學史講訴使學生收到類比思維的啟示，引導學生的探索方向，提升學生的思維能力。

1.2有助于培養科學探究意識和科學探究方法

從物理學發展的角度看，每一次的發展背后都有一種新的科學方法產生或者是已有的一種理論被完善。這從歷屆的物理諾貝爾的得主和他們成就上就可以看出，從他們的傳記中都有很多相似的地方，他們向導師學習的不僅僅是科學知識，更多的是一種科學的探究思維、探究方法，以及一種潛移默化的科學態度。因此在中學的物理教學課堂要體現物理的核心素養就更要將物理知識、規律的產生過程，以及產生過程背后的歷史還原展示給學生，不單單有利于學生感悟到物理學的內在美，真正學懂、熱愛物理學，使學生增加學習物理的積極性，提高傳統教學的效率，而求可以讓學生學會一種探索知識的科學思維與態度，這不正是我們要體現的核心素養嗎。

2基于科學素養的高中物理學史校本課程建設策略

2.1因地制宜開展物理學史校本課程的實施

自從新課程開展實施以來，教學活動的方式變得多種多樣，其中最具代表性的是自主探究式的學習活動。而這樣的教學活動正好可以和高中物理學史相結合來進行，可以使課程的開展實施更加靈活而具有趣味性。以“牛頓第一定律”為例，我們可以從牛頓第一定律的起源開始說起：17世紀，伽利略構思了一個理想斜面的實驗：讓小球從斜面上滾下，觀察發現小球總是會上升到與原來差不多的高度，逐漸減小斜面的傾角，小球總是會到達原來的高度，與此同時，小球走過的路程隨著傾角的減小變得越來越長，當斜面的傾角減小為零度時，此時小球是在水平面上運動了，它為了到達原來的高度將會一直不停的運動下去。從這個理想斜面實驗，伽利略總結得出了這樣一條規律：物體的運動不需要力來維持，從而指正了亞里士多德的錯誤論斷。同一時期的科學家笛卡爾進一步提出了類似的觀點。英國百科全書式的“全才”牛頓在1687年，總結伽利略、笛卡兒等人研究的基礎上提出了三大定律。從此，牛頓運動定律誕生了。通過上面的引入，接下來就可以慢慢的更深入的展開教學活動。

但是我們設計出來的校本課程教學活動方案要根據不同時期、不同階段、不同學校教學情境的變化而作出相應的調整。因此在校本課程實施的過程中，首先要對當時的教學環境進行必要的分析，然后針對不同的環境對相應的校本課程教學活動方案做適當的修訂，加強針對性，以促進對學生學習物理學知識的有效性。也就是說，校本課程的實施不管是在教學的材料上還是在材料的編寫上，又或是在教學方法上都是很靈活的、富有創造性的。要根據具體的情況，將本學校、本地區的教學環境和教學實踐基礎設施與學生的物理學知識和能力水平有機的結合起來，因地制宜地開展物理學史校本課程，這樣才能充分發揮學生的主觀能動性和教師的指導作用，才能使學生的多樣化需求得到滿足，才能為校本課程的長足發展提供有力保障。

2.2完善物理學史校本課程實施的教學模式

就目前而言，物理學史校本課程實施的教學模式主要有三類，它們分別是個性發展類、社會交往類和信息加工類的教學模式。其中第一類注重以“學生為本”，必須特別注意學生的個性發展。這種教學模式注重學生個人的觀點，鼓勵創造，這樣可以增強學生的自我意識。如“探索宇宙”這部分內容的教學，鼓勵學生大膽發表自己的宇宙假說，假說提出的這個過程是學生自己，這樣可以培養學生的創造力，同時也建立了辯證的宇宙觀。第二類的教學模式則更注重發展學生社交和智力方面的能力。學生在這類教學模式下可以有效地提高團體協作的能力，可以提升個人的自我形象，從而有利于學生產生積極的學習感情。第三類是信息加工的教學模式。高中物理學史校木課程發展學生各方面能力的同時，也要加強學生對獲得的知識。這種教學模式旨在影響學生信息處理工程。如何有效地向學生傳遞大量的信息，是每個教育工作者關注。課程實施必須考慮學生的發展。物理學史實現校本課程旨在提高學生的質量，為學生的全面發展，創造條件，使學生形成正確的學習態度，可以根據不同的學習內容和目標，采用不同的學習方法和現代的方式學習。從《課程標準》及教材實驗的數量上，我們還可以看出新課程對實驗的要求提高了。比如原來高中物理教學的實驗是19個，而且大多數都是驗證性實驗;而《課程標準》至少有30多處提到了要由實驗來進行教學設計;高中教材兩個必修加上3系列的5個選修模塊，涉及40多處用實驗或活動來學習物理知識。加強實驗教學不僅僅是要培養學生的動手能力，更重要的是要培養他們科學的研究問題的方法、學習物理的興趣和多方面的科學素養。

2.3建立和完善物理學史校本課程評價體系

對高中物理學史校本課程實施評價，主要是為了進一步提高和完善它，使其能滿足學生的發展需要，形成學校特色。物理學史校本課程評價包括對課程實施者的評價和對學生的評價，學校應當在同一時間建立物理學史校本課程評價機制。物理學史校本課程評價對象包括：校本課程的情況和目標的評估分析，評價校本課程的可行性，校本課程實施過程（教學）的評估，分析校本課程的實施的效果評價。校本課程評價是確保校本課程的質量，彌補校本課程的不足，提高校本課程的內涵質量，更好的滿足學生發展的需要。高中物理學史校本課程評價模式應該選擇不同形式，不同目的的評價模型。實現過程是一個動態的過程，不可避免地存在一些缺點，發現缺點，應當及時改善。通過建立這樣的評價體系，找出“教學計劃”和“課程標準”不科學、不合理、不現實的，不標準的地方，應當及時修改，確保校本課程教學質量和水平。

3結束語

可見，物理學史在教學中的滲透，有助于引導學生用懷疑、批判和超越眼光看待物理學，養成敢于懷疑、勇于批判的科學態度，形成獨立思考和獨立判斷的能力。總之，物理學史包含了大量科學思維形成與發展的案例，且內容又與中學物理教材緊密相連，這對于培養學生物理學科核心素養具有極高的價值。因此，倘若我們教師認真設計，將物理學史靈活地、適度地滲透在教學中，不僅會使課堂內容更加生動有趣，而且有利于發展學生的科學思維，更好地培養學生的核心素養。

作者簡介：張于君（1972.10-），男，漢族，浙江玉環人，大學本科，中學一級，研究方向：物理教學;趙順法（1970.04-），男，漢族，浙江玉環人，大學本科，中學正高，研究方向：物理教學。

參考文獻

[1] 陸海濤.基于物理學核心素養提高高中物理課堂的教育教學有效性的研究[J].中國校外教育，2019（01）：71-72.

[2] 廖光兵.物理學史在高中物理教材中的設置研究[J].物理教學探討，2018，36（10）：67-68+71.

[3] 徐劍昆.高中物理教學融入物理學史的策略[J].中學課程資源，2018（03）：34-35.