基于核心素养下高中物理学史的教学

董祥民

摘 要：物理学史是高中物理教学一个重要的组成部分，它反映了人类对自然界中的各种物理现象的认识历程，揭示了物理观念、定理、规律、结论的产生与发展过程，展示了物理学发展过程中典型的、重要的物理思想及其研究方法。在实际教学中，很多教师对物理学史教学并没有引起重视，特别是在培养学生的核心素养方面没有充分发挥应有的作用。

关键词：高中；核心素养；物理学史；教学

一、物理核心素养的提出，对学生发展的作用

教育部于2014年3月在《关于全面深化课程改革落实立德树人根本任务的意见》一文中首先提出了核心素养的概念，并在2016年9月颁布了高中各学科核心素养的具体标准。物理核心素养主要由物理观念、科学思维、科学探究、科学态度与责任四个方面的要素构成。2017年12月新修订的高中课程标准也把核心素养作为一项重要的育人目标。

学生通过高中物理史的学习，可以正确地认识物理学的本质，养成对科学的好奇心与求知欲，培养其主动与他人合作精神，能基于物理数据、事实、证据及逻辑发表自己的独特见解，不盲目迷信权威，尊重客观事实，具有促进可持续发展的社会责任感。

二、高中物理学史的地位，所占的章节，涉及的物理学家

物理学史在高中物理教学中占有重要的地位，它反映了人类对各种物理现象的认识过程，反映了物理规律、物理概念及研究方法的发展历程，揭示了物理规律发展的原因，展示了重要的物理思想和物理方法。在现行人教版的高中物理课本中，作为理科生所学习的必修一、必修二、选修3-1、选修3-2、选修3-3、3-4、3-5这七本教科书中，共涉及的物理学史有74条，涉及的物理学家共有80位，基本涵盖了物理学发展史上重要的发明、发现与创造。

三、重视物理学史教学，充分挖掘物理学史的育人功能，提高物理核心素养

1.通过物理学史教学培养学生正确的物理观念

正确的物理观念是人们通过实践，在探索过程中不断地通过修正逐步形成的，经历了观念的酝酿—初步建立—检验—修正—建立乃至更加复杂的阶段，是一个螺旋式上升、逐渐接近真理的过程。例如人类对光的认识，几百年来，许多科学家如胡克、笛卡尔、惠更斯、牛顿、托马斯·杨、菲涅尔、爱因斯坦进行了艰辛的研究，经过几代人不懈的努力，经历了微粒说、波动说、量子说、光子说，人们才认识到：光具有波粒二象性。

2.通过物理学史教学培养正确的科学思维

物理思维是从物理学视角对客观事物的本质属性、内在规律及相互关系的认识方式，通过高中物理学史的学习，学生接触了进行科学研究的基本方法：对物理现象认真观察—提出假说—运用逻辑包括数学得出推论—通过实验对推论进行检验—对假说进行修正和推广，学生还可以体会物理学家是怎样进行研究的。在高中物理中常用的思维方法有理想实验法、模型化、比值法、控制变量法、类比法、隔离法、微元法、等效法、极限法、逆向思维法等。经过科学的思维方法的熏陶，可以促进学生从机械学习向灵活学习转变、从被动思考向积极思考转变、从获得知识向勇于探索转变。比如人们对自由落体运动的认识，亚里士多德认为物体下落的快慢是由它们的重量决定的，但伽利略对此产生了怀疑，用逻辑推理的方法推翻了亚里士多德的错误结论，认为重物与轻物应该下落得同样快。

3.通过物理学史教学培养学生的实验探究精神

物理是一门以实验为基础的科学，容不得任何弄虚作假的行为。在高中物理实验中，由于实验的限制和个体实际操作水平的差异，导致实验结果可能与理想值相差甚远，这种情况下，我们要尊重实验结果，分析误差产生的原因，绝不能为了迎合实验结果而造假。例如勒维烈在研究天王星运动的过程中，发现实验结果与观察值之间有几分的误差，他没有忽视这个微小的误差，通过计算，他判断在天王星之外可能还存在另外一个行星，后来通过觀测发现了海王星。

4.通过物理学史教学培养学生的科学态度与责任

科学态度与责任是指对待科学要持有正确的态度与价值观，对物理的强烈的好奇心与求知欲，具有批判性和质疑的精神，在学习与研究中能与他人合作，具有社会责任感，能遵循社会公认的道德规范。比如亚里士多德，虽然他是柏拉图的学生，但他在探究真理的道路上，敢于批评自己的老师柏拉图的错误，对于别人的指责，亚里士多德回应道：“吾爱吾师，吾更爱真理！”成为物理学史上的一段佳话。

培根说：读史可以明智。物理学史向我们全景式、立体式呈现了物理学波澜壮阔的发展史，学习物理学史，我们可以更加清晰地看到物理学的发展历程，我们要学习物理学家为了探求真理，进行艰苦卓绝的探索，乃至为捍卫真理而勇于献身的精神。总之，对物理学史教学，我们要给予足够的重视，要挖掘高中物理学史的育人作用，来培养和提高学生的核心素养。正如钱三强在《物理学史》序言中说：物理学发展史是一块蕴藏着巨大精神财富的宝地，这块宝地很值得我们去开垦，这块财富很值得我们去发掘。

参考文献：

[1]徐学.基于核心素养下物理概念建立的案例研究[J].物理教师，2017（38）：11-14.

[2]郭奕玲，沈慧君.物理学史[M].北京：清华大学出版社，1993-11.

编辑 谢尾合