基于学科核心素养的高中物理学史教学策略

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　　摘 要：举例阐述利用物理学史组织教学的策略，使其真正为物理学科核心素养的提升服务。
　　关键词：核心素养;物理学史;教学策略
　　 2017年底，《普通高中物理课程标准（2017年版）》（以下简称《新课标》）发布，指出高中物理学科的核心素养包括物理观念、科学思维、科学探究、科学态度与责任四个方面，也就是说经过高中物理的学习，学生需要在这四个方面有所提升，由此提升这四个方面的核心素养也成为了高中物理教学的首要目标。
　　物理学史是人类对大自然种种物理现象的认识史，如物理学概念和思想发展过程，以及物理现象发生和发展的基本规律的认识等[1]。它具有“物理科学内容，历史科学过程”的鲜明特色，蕴含着丰富的科学方法、科学思想、科学精神、科学态度以及科学世界观等内容[2]。对学生了解物理学知识的来源与发展，掌握物理学的研究方法，培养物理学科核心素养具有重要的作用。
　　如何有效利用物理学史去组织教学使其真正为物理学科核心素养的提升服务。笔者以为可以从以下几个方面进行。
　　1 加强对物理学史的重视度
　　物理学史内容在教材中主要分布于各章节的正文部分，如“发现未知天体”、“伽利略对自由落体运动的研究”等，这部分内容在教学中受到教师与学生的重视。但是，很多教师只是按照其知识属性组织教学，而没有按照其科学史的属性组织教学。还有相当一部分的物理学史内容分布于教材的特色栏目中，如“从伽利略的一生看科学与社会”分布于“STS”栏目;“牛顿的科学生涯”分布于“科学足迹”栏目;“法拉第和场的概念”分布于“科学漫步”栏目。这部分物理学史很多没有受到教师和学生应有的重视，很多教师只是简单的让学生阅读更有甚者直接忽略不管。如此教材设置这些物理学史的意义就根本没有得以体现。造成这种现象的根本原因是：教师对于物理教学的理解还停留在知识本位阶段，而《新课标》要求学生学习物理学科后在“物理观念”、“科学思维”、“科学探究”、“科学态度与责任”等素养方面有提升。所以，传统的教学观念显然是不符合核心素养培养目标的，教师必须改变观念，重视教材物理学史内容，借此去提升学生物理学科核心素养。
　　2 设身处地的处理物理学史
　　在历史发展的不同时期，受当时所处的社会环境、人文观念以及科学技术的制约，科学家对某一问题的观点或对某一事物的认识等有其局限性。所以，教学中设身处地的去理解和处理物理学史问题，才能真正让学生理解物理学史中包含的问题解决思想、科学家的态度等等，才能切实的实现物理学史的教学价值。例如在学习“划时代的发现”时，教师先引导学生明确19世纪初期人们对电与磁的认识——“电和磁是互不相关的”。1820年无意中奥斯特发现通电导线可以引起小磁针转动。随后证明电流确实可以使得磁针偏转，并将其作用称为电流的磁效应。既然电流具有磁效应，那么磁铁能够使得导线中产生电流吗？法拉第认为“由磁产电”，并进行长达十年实验，终于在1831年发现电磁感应现象。教师在介绍每个时期科学家的观点和发现时，不能直接引导学生批判前人看法和观点，而应该引导学生从当时的科学环境、技术背景等方面分析，使得学生明白科学的发展受技术和观念的影响。如此才能在理解物理学相关概念、规律发展的同时，提升学生对待物理学的态度。
　　3 以问题推进物理学史的学习
　　物理学史简言之就是物理学相关内容发展的历史。不管是对一个现象的认识，还是一个概念或规的发展，都是产生疑问寻找方法解决问题升华问题的过程。所以，学习物理学史最佳的教学方式莫过于以问题串引领课堂。例如在学习“法拉第和场的概念”时，教师可以引导学生把握引领这部分内容的核心问题——“对于相隔一定距离的电荷或磁体间的相互作用如何发生？”然后，以此问题为主线，介绍不同时期科学家的认识：19世纪之前不少物理学家持超距作用观点。在此教师可以引导学生分析什么是超距作用，物理学家提出这一观点的背景和依据是什么？二三十年后，麦克斯韦将法拉第关于电磁场的朴素简单图像转换成精制而定量的描述，进而预言电磁波的存在，并把光现象和电现象统一起来。在此教师引导学生分析麦克斯韦将电磁场的简单图像转换成定量描述的意义。如此，学生才能真正从物理学史的学习过程中掌握科学的思维素养、科学的探究意识、以及形成“物理学发现是无数科学家经过很多年的探索才获得的”这样一种朴素的物理学观念。
　　4 以科学家的事迹感染学生
　　物理学史的另外一项重要的功能是可以通过重现科学家的探究历程，让学生体会科学家严谨认真、实事求是和持之以恒的科学态度。例如在物理学史“科学发现的启迪和伟大的科学家法拉第”中，提及奥斯特、法拉第等著名物理学家等都是大量阅读自己研究领域内前人研究成果，并积极的思考和实验探索，才取得引人注目的成就。这能够让学生明白那些著名的物理学家并非天生睿智，他们只是比常人更爱思考，比常人更勇于探究。另外，在该物理学史中也提到——“大多数的具有社会责任感的科学家都将自己的发现、发明与人类的利益和命运联系起来。”这对学生理解如何实现个人价值与社会价值有积极作用，只有以人类共同利益为追求才能获得更加强大的动力，去探索未知的事物。此外，“法拉第谢绝了皇家学会会长、皇家研究院院长、伦敦大学教授等职位和头衔，也不肯接受贵族爵位。”这一段文字中学生能够看到伟大的科学家并非将物质追求放在首位，也不将个人的功名看作成功标志，他们以追求新发现、新知识而狂喜。什么才是人生追求的目标，这为学生提供了很好的参照。
　　参考文献：
　　[1]蔡景阳.物理学史在高中物理教学中的作用及应用[J].高考，2019（18）：74.
　　[2]杨学峰.物理学史教育在高中教学中的重要作用[J].新课程（中学），2018（12）：85.
　　課题：甘肃省教育科学“十三五”规划2019年度一般课题“学科核心素养视角下高中物理学史的教学价值及教学策略研究”（课题立项号：GS[2019]GHB1919）阶段性研究成果
　　作者简介：贾晓勇，高级教师。
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