高中物理教學融入物理學史人文教育的有效性

劉茵

（貴州師范大學附屬中學，貴州 貴陽 550001）

引言：本著科教興國的理念和宗旨，教育教學有了全新的面貌，教師要明確學生發展目標，強調學生的主體地位，深化科學素養和理論知識，對接社會需求，成為國家建設所需人才。物理學史可發揮滲透核心素養和強化人文教育效果的作用，教師找準物理學史切入的時機，幫助學生建立物理理論結構，準確認識社會生活與物理課程學習之間的關系，保證教學效能和質量。

一、高中物理教學融入物理學史人文教育的意義

物理學史包含運動和物質變化的基本規律，教師將該層面的知識應用于實際教學中可營造符合自然發展的物理情境，為學生滲透認識自然和優待自然的意識，有助于拓展學生的視野，從而遵從社會演變的規律，將物理知識作用于實際生活中。物理學的逐步發展淋漓盡致地展現在物理學史中，從定理萌芽時期到近現代技術無一不借助物理學內容，因此在物理教學中增加物理學史的相關內容將引導學生以可持續發展的眼光看待社會變遷，并且科學家們偉大的精神可作為提升學生精神高度的原材料，啟發學生將堅韌不拔和不畏艱難的優良品質內化，充分滿足教改要求，引領學生思維和想法的變革[1]。人文教育是目前教師需要深度探究的主題，如何不著痕跡的串聯起機械論和相對論是困擾教師的問題，通過研究物理學史，領悟其中包含的科學研究方法，感受物質變化發展的一般性規律，體味人與自然和諧相處的現實意義，不僅有利于完善學生的科學素養，注入為科學研究無私奉獻的精神，而且在整個過程中，學生感受到技術變革和思維創新的重要性，逐步形成創新意識，樹立遠大的抱負和理想，為社會進步提供強有力的支持。

二、提升高中物理教學融入物理學史人文教育有效性的策略

（一）明確物理學史的人文教育功能

有些教師沒能準確認識到物理學史研究和引入的積極意義，認為在繁忙的高中教學中要主抓學生知識理論掌握情況，而非關心學生素質水平的提升，產生此種現象的原因是教師并未深入了解核心素養滲透和素質教育的基本要求，對于物理學史的認知程度停留在展示科學家自傳的層面上，因此教師要深入解讀素質教育的有關要求，以全局的眼光看待物理學發展進程，提升物理學史引入的重視程度。在教學活動中，結合定理和實驗內容追溯歷史，確定物理學家所使用的方式方法，感受其經歷無數個體日夜卻依然堅守在科研第一線的堅定品質，透過沒有溫度的公式，理解其中隱含的淚水和汗水，同時將此種情感傳遞給學生[2]。時刻提醒學生要關注定理研究背后的點滴，感受其中凝聚的精神力量，利用多媒體和信息技術，重現定理推導過程，提升學生對于物理規律的認知程度，達到刺激主觀意識產出的效果。

例如，在講解有關萬有引力知識內容的過程中，教師可引入牛頓發現萬有引力的物理史。學生們對于牛頓在樹下被蘋果砸的故事耳熟能詳，利用此故事無法滿足興趣提升的要求，教師可增加牛頓在研究萬有引力定律中所遭遇的磨難，借助網絡資源，真實反映出在科學探究階段物理學家所遭受的困難，詢問學生：“牛頓能夠被人們記憶上百年是依靠蘋果砸頭嗎？”，在此種輕松的氛圍下，學生更愿意表達自己的想法，并且有助于回憶在高中階段學習的與牛頓研究有關的知識點，延伸知識作用的空間。

而利用物理學史也可傳遞終身學習和研究的意識，引入量子化理論演變的過程，學生順著時間線從湯姆生發現原子內部構造的內容出發，順延到盧瑟福開展的α粒子散射實驗活動中，最終走向波爾量子論，感受在科學研究中不能在發現某個新物質或者現象后就停止前行的腳步，要秉持著不斷質疑的原則，利用現有理論和技術證明自己的假設，勇于探索生活中的物理現象。由此可見，教師在課余時間要增加關于物理學史的知識，探索物理科學發展的歷程，優化現有實驗步驟，加入生活化的內容[3]。

（二）找準物理學史引入的時機

物理學史引入的時間要視課程內容而定，對于科學家精神和研究大體歷程方面的內容可在課前導入環節予以展示，利用圖文并茂的形式，將學生帶入物理學家研究的整個過程，有些教師認為錯誤的觀點沒必要展示給學生，容易造成思維混亂，但本人認為此種展示過程十分必要。當前應用的定理也同樣是基于現階段的科學水平所推導出的結論，學生了解到錯誤觀念產生的原因能夠更好地規避錯誤，糾正錯誤的思維方式，并根據學生的反饋找到其中仍存在理解偏差的內容，優化后續的教學內容。

例如，在講解有關力學方面的知識時，可組成一個力學發展史，融入亞里士多德、牛頓、伽利略等人給出的不同的研究方向，播放影像資料，也可設置趣味性活動，鼓勵學生扮演物理學家，闡釋自己研究的主項目，并細化研究中使用的方法，接著將學生變為評委，找到表演者在闡釋過程中存在的問題，有助于回顧實驗流程和具體公式[4]。對于力學模塊來說，教師可結合具體的實驗過程，比如平拋運動，帶領學生進入VR世界，還原物理學家研究該定理的過程，將平行導軌放置于桌面上，夾好坐標圖板，準確調節器材底部的螺絲，保證處于水平狀態，利用垂線原理，使坐標圖紙處在正確的位置。將小球的剛離開斜槽的位置設為坐標原點，小球自由滾落，學生觀察到在小球離開原點后開始做平拋運動。在沒能加入物理學史的實驗中，教師只要設定小組學生自行探究即可，但得到反饋效果不佳，學生只能粗略的觀察小球在某一位置的坐標值，將學生帶入平拋實驗的研究過程可放大小球運動位置的坐標，更為具象的顯示出小球整體的運動過程。在完成此部分的內容后，教師引導學生轉戰實驗室，將小球運動軌跡抽象成具體的圖像，利用求出幾組初速度，并求出平均值。

在此教學活動中，為學生創建符合物理學史的情境，引導學生關注整個運動的過程，直觀體驗平拋運動的規律，強化對科學技術的依賴程度。引入先進的教學工具與歷史研究過程形成對比，學生隔空對話物理學家，轉變探究的身份，增強學生的自信心，提升對物理知識的重視程度。由此可見，物理學史的引入階段不僅僅局限于課堂導入環節，還課作用于實驗探究中，利用現代化的技術拉近學生與定理理論之間的距離，消除畏懼情緒，有助于強化理論內容，滿足人文教育的要求。

（三）聯系當前科學技術發展

教師在展示物理學史的環節要注重將作用效果延伸到實際生活中，物理教學的目的是學生學會相關理論內容后，可解決生活中的實際問題，因此物理學史的滲透并非停留在拓展知識面的層次上，還包含對接現實生活，體會科學改變生活環境的重要作用。物理學史中涵蓋大量的解決問題的技能，教師要深入研究其中適合學生使用的方式方法，本著科學性和適時性的原則，借助科學史真實反映在某些理論推導中所使用的高效策略，無形間滲透科學方法，強化高中物理相關技能。

例如，在講解有關萬有引力的內容時，教師可首先理順伽利略、牛頓等人發現此定理的過程，強調在科學研究階段要注重引入新思想，并證明自身想法的準確性，接著聯系我國航空航天事業的發展，提醒學生社會的進步以及國家國際地位的提升與科學技術的革新有著密不可分的關系，作為新時期的中堅力量，引導學生樹立科學發展觀，積極投身入研究活動中，提升個人能力和素養水平。定期舉辦物理學史的交流活動，鼓勵學生采用不同的方式呈現科學家們值得稱贊的精神，將無形的情感轉變為具象化的物理內容。

結束語

綜上所述，為保證人文教育的效果，教師要確定好物理學史的引入時機，結合學生的認知水平和教材內容，細化教學流程，通過展示物理學家們嚴謹的科學精神，滲透到學生心中，滿足科學素養提升的要求。