基于學科核心素養的高中物理學史教學策略

王艷萍

摘? 要：物理學科核心素養包括物理觀念、科學研究、科學思維、科學態度與責任。本文研究基于學科核心素養的高中物理學史教學策略;從設置主題，案例導入;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，例談高中物理教學中如何依托物理學史培育學生的核心素養。期望本文能夠為廣大物理教學工作者帶來一定的參考作用。

關鍵詞：核心素養;高中物理;物理學史;教學

引言

高中物理學科中不乏與物理學史有關的知識內容，在教學過程中，教師可巧妙地將物理學史案例，穿插到課堂的相應環節中，借助合作探究教學法、問題情境教學法等新穎的教學方法，引導學生主動挖掘物理學史的價值，增強學生學習物理知識的積極性，培養學生的科學探究精神，之后依托物理學史案例，帶動學生深入探究物理知識，在問題解決中，踐行核心素養，獲得進一步的發展。

一、設置主題，案例引入

本文以對“回旋加速器”的教學為例，探討基于學科核心素養的高中物理學史教學。在實際教學中，合作探究教學法與物理學史教學、物理核心素養培養有較好的適配性，因此教師在進行教學時，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，為學生提供如下問題：

（1）勞倫斯為何會想到要發明回旋加速器？

（2）學習回旋加速器應掌握哪些基礎知識？

（3）回旋加速器的作用何在？該發明有何巧妙之處？

（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，具有一定的啟發性，學生在探究過程中，不難形成對回旋加速器相關知識的深入理解，同時亦會對物理學史的德育價值產生深刻的體會，獲得核心素養的成長。

二、分組探究，成果展示

在給出問題后，教師應組織學生開展小組探究環節。在學生探究物理知識的過程中，教師可在教室中巡回觀察，對于遇到瓶頸的學生，可給予一定的指導，對于學生產生的共性問題，可給予統一答疑。在學生基本探究完畢后，教師應組織學生進行成果展示，學生可派出小組代表，用簡練、準確的語言，結合史實，講出自己的想法。以筆者的課堂實踐來看，學生經上述探究環節后，基本都能對回旋加速器發明的思維歷程產生較為深刻的體會與獨立的思考，對科學研究用到的思維方法、策略形成一定的認識。很多學生從勞倫斯參加原子彈制造這一史實中，體會到了在科學研究過程中懷抱社會責任感的重要性，對科學價值有了更為全面的認識。可見，以小組探究形式，依托物理學史案例，培養學生的學科核心素養具有良好的實踐性。

三、依托案例，培育思維

學生經研究勞倫斯發明回旋加速器的案例，不難對科學家的探究精神產生一定的敬佩心理，學習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引向更深處，挖掘與回旋加速器有關的深層次知識，借助物理知識與物理學史案例，深化學生對物理思維的理解，讓學生獲得科學思維的成長。

例如，教師可先用多媒體設備，為學生展現與勞倫斯發明回旋加速器有關的資料，帶領學生再次回顧科學家進行科學探究的艱辛，之后帶領學生從物理建模角度，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成。教師可先帶領學生，分析回旋加速器包含的多種基本模型，讓學生體會到：復雜的物理模型是由基本模型組合而來的，學習高深的物理知識，是從學習一個又一個簡單的物理知識開始的，科學探究正是如此。以此實現對學生科學研究態度與建模思維的雙重培養，之后教師可繼續引導學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，逐步實現教學目標。

四、問題解決，深化素養

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

例如教師可引導學生研究有關最大速率決定因素的問題：給出帶電粒子（質量m、電量q）加速電壓U，磁感應強度B，加速器最大半徑R。則：

經探究，學生可得出如下結論：給定帶電粒子與磁場的情況下，最大速率僅由最大半徑決定，教師可以此為基礎，再引導學生討論增大最大速率的方法，等等，將學生的課堂探究引向縱深處。

之后教師可繼續提出問題，引導學生探討加速電壓與最大速率之間的關系：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？加速次數為n，則有?

結合上述結論，可得出nU為常量。之后教師可引導學生分析“nU為常量”的物理意義，發現與加速電壓大小無關的本質——加速電壓不同、加速次數不同的情況下，總功可相同。

總之，在課堂教學的最后階段，帶領學生在物理學史的余韻下，通過簡單的推理、比較與分析，發現物理規律、探究物理本質，可增強學生對物理知識的理解，深化學生的物理核心素養，發展學生的科學思維，幫助教師取得更為良好的教學效果。

結語

綜上所述，物理學史上原生態的經典案例，是教師進行高中物理教學的珍貴素材。教師在平時應加強對物理學史案例的挖掘，運用合理的教學方法，將寶貴案例充分融入課堂，利用物理學史案例喚起學生的求知欲，帶領學生更為深入地探究物理知識，促進學生物理核心素養的生成發展。

參考文獻：

[1]曹金晶. 核心素養背景下高中物理學史滲透的教學對策研究[D].新疆師范大學，2020.

[2]周瓊瓊. 物理學史在高中物理教學中的應用研究[D].湖南理工學院，2019.