基于课程标准下物理学史在中学教学中应用的瓶颈与解决策略

盛 晖

(上海市朱泾中学，上海 201599)

基于课程标准下物理学史在中学教学中应用的瓶颈与解决策略

盛 晖

(上海市朱泾中学，上海 201599)

现今中学物理教学中呈现重结果轻过程的现状，因此对于物理学史的教育缺乏相应重视.本文阐述了物理学史在中学教学中的重要性、应用现状，并以此给出了些许解决策略.

上海市中学物理课程标准;物理学史;科学素养

《上海市中学物理课程标准》中阐述，物理学及其课程自身的发展就是不断开拓进取、求真创新的过程，其本身及其课程蕴涵深邃的思想和哲理，可有助于形成正确的世界观、人生观、价值观，提高人们的思想品质和科学素养，培养人们的创新精神和实践能力，进而充分发展人的潜能.基于此，在中学物理教学中运用物理学史资料是落实课程标准的重要教学手段.

一、物理学史与中学物理教学的关系

《上海市中学物理课程标准》的核心理念是以学生发展为本，具体体现为注重提高基本科学素养使学生终身受益和推动学习方式的转变强调科学探究过程，即物理课程必须注重全面提高学生的基本科学素养，使他们不仅掌握物理知识，同时倡导学习的自主性、探究性、合作性，体验和感悟科学探究的过程和方法，激发持久的学习兴趣和求职欲望，并在探究过程中培养自主学习的能力，逐步实现学习方式的转变，使学生逐步养成敢于质疑、善于交流、乐于合作、勇于实践的科学态度，进而培养科学精神和创新能力，为今后走向社会和终身学习奠定坚实的基础.

物理学是研究物质运动一般规律和物质基本结构的学科.法国杰出科学家皮埃尔·迪昂认为，“物理学是对自然现象的分类而不是解释.物理学史是对物理学发展过程中事件的记录，是物理学知识的外延，它包括了科学结论与原理产生之前所隐含的科学思维与科学方法论的总和.”因此，物理学史不同于物理学本身，相对于物理学理论的客观性和普遍性，物理学史是客观性与主观性、普遍性与特殊性的结合.物理学史的主观性与特殊性在于物理学发展是人参与的过程，因人的个体差异，面对同一个物理现象往往会产生不同的认识.而物理学史的客观性与普遍性在于物理学的发展是有规律的，并不因研究者的不同而变化，物理学家的科学探究的基本规律即“发现问题→提出假设→实验设计→分析数据→合理外推→得出并修正结论”.

由此可知，物理教学内容不等同于物理学史，而物理教学中并不非要使用物理学史.但是若将物理学史资料用于中学物理教学，教学内容一定会得到升华，学生学习经历也会因此得到进一步丰富，这也是对于落实课程标准的有力尝试.从更深层次的内涵看，物理学史相对于教学过程更为接近物理研究的过程，这也可以成为落实“三类”课程，尤其为学生进行研究型课程提供借鉴作用，因此笔者觉得也可以把物理学史的教学过程看成是一种培优尝试.

二、物理学史教育在当今中学物理教学中的现状

物理学史在物理教学中的应用可粗略分为三个层次，浅层次的应用主要以介绍物理学家和规律发现的年代为主，以此进行人文教育.中层次的应用主要以简述物理规律发现的过程和理论发展历程为主，以此感受科学精神.深层次的应用是以挖掘物理研究中的思想方法和探究方式，以此提升科学素养.

在现如今的物理教学中，学生和教师往往只注重结论，忽略了学习和讲解新思维是如何产生的重要过程.大部分教师在讲授时只重视基本知识的传授，轻视人们认识和研究问题的思想，同时也轻视了对学生学习方法的指导.应试教育造成了中学生学习物理的功利心态，“物理学习=物理知识=物理公式=数学运算”成了中学物理教学的现状.然而很多教学案例都表明，学生对知识的内涵和本质缺乏深刻的领悟和见解，缺乏对物理的思考，缺乏物理见识和物理意识，而事实上我们需要的是运用物理思维解决问题的能力.因此，物理教学必须以学生为本，提高全体学生的科学素养，由此可见在中学物理教学中深层次地运用物理学史资料是势在必行，这不仅使得物理教学过程中包含了方法的体验感知，同时也是方法学习的补充.

三、在中学课堂开展深层次物理学史教育的策略

1.在实验教学中亲历物理学史

物理学是一门实验学科，其规律一般都是通过实验总结得来.因此物理实验中不但凝聚着物理学家的智慧与态度，同时也承载着物理学发展的演变与成就.故要在物理教学中开展深层次物理学史教育就应突出物理实验课的重要性.要做到这点，教师得在教学中引导学生领略历代科学家们对于物理实验现象研究的发展历程，以此亲历历史.

例如，在进行《电磁感应现象》一课时，教师可先演示1820年奥斯特的电流磁效应实验，以此提出“电生磁”的理论.而这一现象也触发了法拉第的思考并提出“磁生电”的设想.1822年法拉第开始了艰苦漫长的磁生电的实验研究，经过无数次的实验，终于在1831年发现了电磁感应现象(教师演示磁铁插入线圈的实验)，接着又进行了一系列的实验研究(引导学生使用不同方法使线圈中产生感应电流)，最后成功地实现了磁生电的设想(展示法拉第圆盘发电机的图片).

通过这样的课堂教学，教师发现学生随着课堂的进行逐渐感悟到了在科学探索中失败是经常出现的，它与成功既相互对立，相互排斥，又相互依存，相互贯通.只要条件成熟，就存在着相互转化的关系.这便是科学的成败观.通过这样的亲历式的物理学史教育，既能使学生认识物理实验的重要作用和突出地位，也培养了学生科学的成败观，有助于学生养成良好的科研素质和科学态度，这也是落实课程标准中有关物理课程的定位，即“中学物理课程是以观察和实验为基础，以物理现象、物理概念和规律、物理过程和方法为载体，以科学探究为主线，以提高全体学生科学素养为基本目标的基础型自然科学课程，是中学自然科学学习领域的重要组成部分”.

2.精选典型史料整体化展示

物理学中任何一个物理理论从被世人关注到最后定论往往经历了漫长的发展历程，有些历时几十年甚至几千年的过程.比如，历史上有关“力与运动的关系”等等.如果教师要将这一段物理学史完整呈现显然是不现实的，也是没有必要的.因此笔者认为在日常课堂教学中可以围绕教学内容选取几个经典史料，以此将这个理论从被学者关注到最后被准确诠释的整个过程都展现出来，并配以一定的分析与阐述.而对于学有余力的学生，教师可以给予额外关照，告知其可通过传统资料和现代信息技术查阅其他史料及事例，并以此形成自己的见解和感悟.以上做法不仅可以落实课程标准中有关“面向全体学生，增强学习的选择性”的课程理念，同时也兼顾了“重视物理学与技术、社会的紧密联系”.

3.对时代背景进行补充说明

时代在变迁，事物在发展，物理学中的许多发现都是基于当时的生产技术孕育而生的.比如，伽利略在研究匀加速直线运动时采用脉搏进行计时，欧姆使用仪器温差电来研究金属传导接触电的规律，牛顿发现万有引力定律但待发明微积分解决球体距离问题后才正式撰文发表……可见，其中很多实验仪器和遇到的研究瓶颈并不是现如今的学生所能感同身受的.因此往往停留在中浅层次的物理学史教育往往是缺乏对于时代背景介绍的缘故.而若教师在教学过程中注重对于背景知识的讲述，这样才能让学生更好地感受物理学家在探究过程所体现的整合能力、创新意识和严谨治学，这正是落实课程标准中有关使学生形成正确的世界观、人生观、价值观，提高人们的思想品质和科学素养，培养人们的创新精神和实践能力的育才目标.

4.运用“两类”课程实施物理学史教育

物理学是一门古老的学科，因此其蕴含的历史典故极其丰富.因此单靠平日基础型课程的课堂教学往往只能简单提及物理学家的名字和发现年代，因此更多时候的常规教学依然属于浅层次的物理学史教育.若想详尽、系统地学习物理学史，并从中感受其中的“潜科学思想”，需开拓学习的时间和空间.而开设基于物理学史的拓展型课程或研究型课程不愧为一个有益的尝试.以上做法不仅可以保证学习的时间，同时可以给予学有余力的学生更多经历科学史探究的过程，这正是符合课程标准中有关增加学习的选择性，进而倡导学生学习的自主性、探究性，并在探究过程中逐步实现学习方式的转变，使其养成敢于质疑、善于交流、乐于合作、勇于实践的科学态度.

《上海市中学物理课程标准》告诉我们中学物理教育的主要功能是求知功能、应用功能、教育功能、发展功能.而将物理学史在教学中进行深度应用正是实现以上功能的重要措施.通过物理学史的学习，人们不仅可以正确认知客观世界，同时也是其适应社会生活和实现职业理想的基础.通过领略物理学历的曲折和必然，今天的学生可以形成正确的“三观”，提高其思想品质和科学素养.而日后的他们也因此受到了创新精神和实践能力的培养，最终为其日后发挥自己潜能提供了积极的作用.

[1]上海市教育委员会.上海市中学物理课程标准[S].上海：上海教育出版社,2004.

[2]弗·卡约里.(戴念祖译)物理学史[M].上海：中国人民大学出版社,2010.

[责任编辑：闫久毅]

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1008-0333(2017)27-0041-02

2017-07-01

盛晖(1985.3-)，男，汉，上海，理学学士，中学一级，从事课程标准、关怀教育研究.