依托教材栏目 渗透物理学史教学

王海军

摘 要：将物理学史渗透在高中物理教学中，对学生核心素养的发展大有帮助。本文首先分析了教材中物理学史内容的呈现特点，指出现行人教版物理教材所设计的栏目中也包含着大量的物理学史教育素材，随后介绍了依托栏目设计，实施物理学史教学的基本策略。

关键词：物理教材；栏目设计；物理学史

中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1003-6148（2018）10-0021-3

高中生无论是心理，还是生理都处在高速发展的关键时期，他们的世界观和价值观也将在这一阶段同步形成。因此，在教学中，我们展开知识教育和人文教育对学生的一生将产生极为深远的影响。物理学史既包含丰富的物理探究思想，同时还蕴含着很多人文素养方面的内容，将这些内容发掘出来，在教学中予以渗透，将有助于学生核心素养的发展。

1 教材中的物理学史内容呈现特点

将物理学史在教学中予以渗透的一项准备工作在于物理学史素材的有效整合。客观地讲，现在学生的学习资源来源渠道相当丰富，比如网络、图书馆等。但是，就课堂教学而言，我们不能忽视一项触手可及的教学资源，那就是我们的物理教材。

以人教版物理教材为例，物理学史的呈现首先是在正文区域，比如必修一第二章的最后一节“伽利略对自由落体运动的研究”，整节内容都是围绕物理学史展开。除此之外，诸如“牛顿第一定律”“行星的运动”“划时代的发现”等也穿插着大量的物理学史内容。由于这些内容都比较直观、明显，因此教师在教学中都不会忽视依托物理学史，渗透思想和方法的教育。

另外，在教材上还有一块内容也有大量的物理学史素材，由于相对比较零散，因此很容易被忽视，这就是教材上的栏目。人教版除了正文以外，安排了很多栏目，有些栏目穿插在正文中，是串联知识教学的关键衔接，教师在教学中往往不会发生疏漏，比如“演示”“实验”“思考与讨论”等。还有栏目或是安排在课后，或是安排在边角，以致于很多教师在教学中没有足够关注，这里面就包括很多有关物理学史教学的素材，比如“科学足迹”“名人语录”等。教学中，教师如果将这些内容撇在一边，在别的地方重新收集素材，这种做法不能说是绝对错误的，但肯定是一种舍近求远的行为。要知道，教材是众多教学编写专家从课程标准出发，几易其稿，精心打造，虽说教材肯定还有一些瑕疵需要我们在教学设计时进行重组处理，但是相关栏目在其中的呈现必然有其存在的价值，而且其中所涉及的物理学史内容和对应章节教学内容的匹配程度也必然是经得起推敲的。因此，我们在教学中要合理开发教材，对教材中的各个栏目妥善进行使用，让其在学生的方法养成和思想发展上发挥作用。

2 借助教材栏目实施物理学史教学的基本策略

新课程改革为教师施展教学才华拓展了空间，但是同样也提出了更高的要求。比如，我们要巧妙运用教材的栏目，从中整理出物理学史教学资源，并对学生施以行之有效的教育，这就需要教师要对相关栏目进行巧妙处理与合理把握，这些也是对教师教材观和学生观的一种考验，当然也为教师展示自己的教学能力和技巧搭建了平台。物理学史本就有着非常丰富的内容，如果满篇幅地在课堂上灌输，这显然不符合我们的教学实际，因此教师要对教材进行二次开发，对相关栏目进行有效重组，让其更好地服务于学生认知的建构。

2.1 巧用栏目激活学习兴趣，强化内在动力

学生的物理学习在很大程度上依赖于他们的学习兴趣，正是对物理现象和理论的无穷兴趣强化了学生的学习动力。教师在教学中，要充分研究学生的兴趣特点，并深度把握他们的学习规律，同时还要以教材栏目为切入点，引导学生就此展开物理学史方面的研究。

比如，在高中物理的绪论课上，当我们结合教材引导学生探索“物理学和人类文明”这段内容时，可以结合栏目中庄子的话——“判天地之美，析万物之理”来切入正题，这句话简明扼要地阐述了物理学所探究的问题，同时也点明了物理研究的作用。教师在此基础上，向学生介绍物理学研究的时间尺度是1018～10-25 s，空间尺度是10-15～1027 m。这些数字其实上也具有一定的抽象性，所以教师在教学的时候要通过恰当而形象化的说明让学生形成认识。绪论课上，教师要让学生从物理学史的角度感悟物理学科的重要意义。比如，以人们对光本质的探索为例，向学生介绍那段波澜壮阔的历史，以此让学生领略隐含在物理学科中的独特美感。此外，结合物理学史向学生阐明物理学在人类历史进程中历次工业革命中的作用，让学生从中明确物理研究的价值。而且，教师在教学中最好要能结合一些生活与生产实际来提供佐证，这样教学效果会更好。

2.2 巧用栏目来化解认知误区，培养创新意识

物理学是一个庞大的知识体系，教学过程中，教师要善于分析学生的认知结构，并从中发现学生认识上可能存在的问题。结合栏目来进行物理学史的教学时，我们要积极纠正学生的认知误区，这样的处理还将对学生的创新意识发展产生推动作用。

比如，光的衍射一直是学生物理学习的难点，为什么学生在这个地方会产生如此之多的障碍呢？笔者认为，这主要是学生在数学知识上缺乏相应的基础，我们无法让他们从理论层面展开深入而详实的研究。结合教学中的探索，笔者发现，借助物理学史來引导学生进行探索也是一种很好的方法，学生也能据此对知识形成更加深刻的理解。教材在这一块有一个“科学足迹”的栏目，里面介绍了有关“泊松亮斑”的内容。笔者在教学设计时对此内容进行了更深层次的发掘，并结合学生的学习需要进行了整合。课堂上，我们和学生一起回顾科学家有关“微粒说”和“波动说”的论战，而泊松的研究则是其中最具有传奇色彩的故事。作为一个数学家，他以自己擅长的方法着手，以菲涅尔的理论为基础，推出了“泊松亮斑”的存在，并以此为依据，指明：障碍物阴影处的中心区域不可能有亮斑，因此菲涅尔的理论是错误的。但是，事情的发展颇具戏剧色彩，随后就有科学家做出了这个实验，泊松的贡献非但没有否定光的“波动说”，反而还成为该理论的可靠依据，泊松也由此成为“波动说”坚定的支持者。

上述历史向学生传递了这样一些物理研究史实：在物理问题的争论中，科学家们都没有将工作止步于口头上的争辩，他们都在理论或实验上搜集着自己所需要的证据；其次，科学研究要尊重事实，一旦理论经受住了事实的检验，就应该确认正确性。

3 巧用栏目进行观念教学，培养正确的价值体系

物理课堂是自然科学教育的重要平台，我们在教学中不仅要指导学生通过科学探究来研究物理知识和理论，总结科学探究的经验和方法，同时我们还要积极进行观念教学。什么是观念教学呢？从物理教学的角度来讲，我们的学生高中毕业之后，可能有很多学生在将来的人生道路上都不会再去接触物理，物理知识也许会逐渐在他们脑海中消失，但是物理学研究的思想和方法，物理学看待事物的角度和习惯，这些内容将永远地刻画在学生的行为意识中。因此，教师在教学中要善于分析和思考，要依托课堂对学生进行观念教学，进而培养学生正确的价值体系，而借助栏目指导学生进行学史研究，恰好能有效地完成这一任务。

比如，选修3-2教材第四章的第一节《划时代的发现》不仅在正文中对人类研究电磁关系的历史进行了介绍，还在课后的“科学足迹”中提供了两段文字：“科学发现的启迪”和“伟大的科学家法拉第”，这两段文字都蕴含着很多观念教学的素材。“科学发现的启迪”这段文字主要介绍了人类探索科学真理的意义，点出创造性和非功利性是科学探究的巨大魅力；“伟大的科学家法拉第”则介绍了法拉第伟大而平凡的一生，法拉第的人生观和价值观将对学生的人生定位起到很大的触动作用。当学生阅读过这段文字之后，我们要让学生结合自己的行为和思想来进行反思，从中提取正能量的学习养分，并驱动他们进一步树立人生理想，完善自己的价值体系。

综上所述，教材中的很多栏目设计为我们进行物理学史的教育提供了丰富的素材，教师在教学中要善于分析和思考，要积极进行发掘和理论，这样才能更加有效地整合资源，让学生因此而获得发展。

参考文献：

[1]张颖.新课程高中物理教科书呈现方式的研究[J].课程·教材·教法，2011（5）：76-81.

[2]蔡志凌.物理学史教育对科学精神和价值观的培养[J].中学物理教学参考，2002，31（11）：3-4.