物理教材中物理学史资源的开发与利用

胡雨宸++张一驰

摘要：

物理学史资源作为一种重要的物理课程资源，自新课程改革以来受到广大教师的重视并被运用于教学中，但与此同时也产生了伪科学史现象。通过以“爱因斯坦与相对论”为例，对其进行开发与利用，探索在课外开发和运用物理学史资源的策略，并提出启示和建议。

关键词：物理学史；物理教材；物理课程资源；开发利用

一.引言

自新课程改革以来，物理学史资源作为一种重要的物理课程资源，越来越受到广大物理教师的重视，并通过文本资源、多媒体资源、网络资源等形式运用于教学中，尤其是文本形式的物理学史资源，其本身作为科学史是科学教学的重要内容，而且也是培养学生的知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观的重要途径。在物理教学中融入物理学史的教学方法取得了显著的成效，但同时也应该看到，目前的教学中存在着大量的伪科学史现象，影响着教学实践。本文通过对物理教材中的物理学史资源进行分析，试图找到在课外开发和利用物理学史资源的途径和策略，给一线物理教师一些启示，从而有效地丰富教学内容。

二.物理教材中开发

1.开发利用物理学史资源的意义

（1）丰富物理课程资源，培养教师科学素养

教师在教学过程中发挥主导作用，不仅需要具有丰富的学科知识和教育知识，同时承担着开发课程资源的责任。当前的教师迫于升学压力，更多的注重自身专业知识的储备和教学能力的提升，缺乏开发课程资源的意识，其本身科学史素养并不乐观，在教学中倾向于借鉴互联网已有资源和材料，并未进行仔细考证和资源开发，这也导致了伪科学史教学的出现。教师对物理学史资源进行开发和利用，不仅可以提升自身的科学素养，同时也培养了学生获取知识的能力，减轻自身的教学负担。

（2）科学与社会相结合，激发学生学习兴趣

学生缺乏学习兴趣是当前学校教学中普遍存在的问题，尤其在理科教学中尤为突出。丹麦学者伊列雷斯（Knud Illeris）的调查表明，虽然科学技术课程带来了社会地位较高、薪水较好的就业机会，但是大多数青年人选择了诸如人文、社会、教育和人际交往等学科，因为这些学科提供了更好的机会来构建一种在学术内容和身份认同之间的互动。将物理学史资源融入物理教学中，将自然科学与人文社会科学相结合，通过让学生课外自行查阅史料资源，重走科学家探索之路，感受科学教育中的人文魅力，使学生在情感上受到陶冶，有助于激发学生的学习兴趣和对物理的热爱。

（3）培养学生处理信息、解决问题的能力

基础教育课程改革的目标之一是改变课程实施强调接受学习的现状，倡导学生主动参与，培养学生搜集和处理信息的能力、獲取新知识的能力、分析解决问题的能力以及合作交流的能力。为了实现这一目标，教师在开发物理学史资源的基础上，引导学生课外以小组为单位阅读史料，观看影视资源，主动获取物理学史知识并进行考证，鼓励学生互相交流讨论并进行学习汇报展示，在掌握知识的基础上，培养了学生获取信息、解决问题、交流合作的能力，有利于学生的全面发展。

三.以“爱因斯坦与相对论”的案例分析

本文将以人教版高中物理选修3-4第十五章“相对论简介”为例，探讨如何在课外开发和利用物理教材中的物理学史资源。

1.“爱因斯坦与相对论”简介

人教版高中物理选修3-4第十五章“相对论简介”以物理学史为线索呈现与相对论有关的知识点，包括“相对论的诞生”、“时间和空间的相对性”、“狭义相对论的其他结论”以及“广义相对论简介”四节内容，详细介绍了相对论自诞生至完善的发展进程和基本理论，第二节和第四节分别设置“科学足迹”和“科学漫步”栏目，在运用物理学史文本介绍科学知识的同时，还涉及天文、历史、社会等方面的知识，学生通过简单的阅读便能体会科学家的探索精神和创新意识，但这种学习往往是浮于表面的，而不是全面而深入的，学生很难体会到其中蕴含的全面发展的教育价值和意义。

2.开发过的“爱因斯坦与相对论”教学设计

（1）精选物理学史文本资源

作为科学史的一部分，物理学史经过漫长的发展，已经形成了系统的学科体系并孕育出丰富的文献资源。对于中学生而言，在浩如烟海的文献资源中寻找适合自身能力和特点的书籍，不仅存在着一定的困难同时也增加了学生的负担，所以需要教师精心研读各类物理学史文献资源，从中挑选出在内容、表达、思想等方面适合中学生阅读的文本。本文选择四种不同类型的物理学史文本作为参考：国外物理教材《Introductory College Physics》、科普类读物《邮票上的物理学史》、我国物理学史教材《简明物理学史》以及国外物理学史教材《物理学史》中有关爱因斯坦和相对论的部分。

（2）设计课外阅读主题学习活动

以“爱因斯坦与相对论”为主题，设计以阅读为主要形式读书汇报学习活动。教师向学生提供四篇不同类型的阅读材料供学生选择，并给学生提出三维阅读目标，使学生通过阅读达到教学设计的目标。例如：在知识与技能层面，了解爱因斯坦的生平、了解相对论诞生的历史背景、知道狭义相对论的两个基本假设、知道广义相对论的基本原理和主要结论、介绍广义相对论的实验验证；在过程与方法层面，了解爱因斯坦思考和推演相对论的思维过程、理解爱因斯坦建立相对论的科学探究思想和逻辑推理方法；在情感态度价值观层面：体会在宇宙中人类的渺小和科学的巨大力量、明确实验是物理科学理论发展的基础。

（3）学生分组阅读并进行汇报展示

教师安排学生自由选择五人分为一组，给学生提供准备好的文本，由学生根据兴趣选择其中两篇精读，其余两篇根据学生能力自行阅读，向学生提出三维阅读目标以及在阅读过程中注意思考的问题，安排学生课外开展阅读形式的读书汇报学习活动，学生以小组为单位提交活动作业。在评价过程中，教师可以从不同角度分析学生的作业，选择其中优秀的作业，给予学生课堂展示的机会。最后，在学习过程中教师也要关注学生所表现出的兴趣、能力等特点的不同和差异，在以后的教学中便于因材施教，培养学生全面发展。

参考文献：

[1]Martin Klein.The use and abuse of historical teaching in physics.History in the teaching of physics，1970.

[2]郭奕玲.物理学史.第二版.北京：清华大学出版社.2005.

[3]蔡志凌.物理学史教学的现状、问题与对策研究.课程·教材·教法，2003（7）：35-38.