核心素养视域下物理学史的教学价值

丁丹华

摘 要：在高中物理教学中适当渗透物理学史教育有利于培养学生物理学科核心素养.立足学生实际情况，在教学中运用物理学史创设特色教学设计，帮助学生厘清正确的科学概念、掌握科学探究方法，培养提高学生科学思维能力，体现物理学科育人价值，落实立德树人根本任务，真正实现物理学史教学价值.

关键词：物理学史;核心素养;立德树人

将物理学史科学适当地融入高中物理课堂教学，要求教师结合教材特点及培育学生核心素养需要的特点，充分兼顾学困生学习困难实际，甄选教法为打造高效课堂教学奠定基础.物理学史的教学是物理教学的重要组成部分，课堂教学中教师要着重从学科核心素养角度挖掘物理学史的教学价值.帮助学生从学科核心素养角度认识物理学史，理解物理学家时代的局限性，引领学生重演物理学史，以实现领悟科学探究方法、培育科学思维习惯和增强创新意识之能力.

1 培育学生科学思维方式

物理学史是人类探索自然世界，形成物理概念、规律的发展史，囊括众多物理学家的生平及主要贡献等，物理学家们在探究问题的过程中，往往蕴含着丰富的研究方法，体会物理学史中实验和理论推导的方法以及化繁为简的研究方法，使用证据自证，进而作出解释，涵育教育对象探究自然规律的内生动力，实现培育学生刻苦钻研、脚踏实地和笃定坚韧的科学思维和学习态度，引导学生遵守社会道德规范，培育保护自然生态环境，推动国家可持续发展.而科学思维是从物理学视角对研究对象的本质属性、固有规律及彼此关系的认识和了解方式，高中物理教学中适当渗透物理学史教育有利于用日常生活经验建构物理情景，化抽象为具体，直观分析、逻辑推理和多角度论证，以服务科学研究领域，引导学生将理论分析结果对比于实际事实证据，运用科学推理形成不同观点和结论，质疑和批判不合理结论，检验、修正和推广结论，得出创造性见解，实现提升科学能力与品格.

2 培养学生严谨求实的科学态度

伟大教育家孔子说：“知之者不如好之者，好之者不如乐之者.”新课程理念要求教师在教学中创设问题情境，将学生的学习过程放置于具体的、有意义的问题中，在迫切的需求中产生认知、在疑惑或惊奇中锻炼思维、在尝试中实现教学目标，进而培养学生不断探寻科学本质的素养.教师面对的教学对象数量众多、成份复杂，教师在备课时要兼顾到每一个学生，必须选择最科学、最合理的教学方法服务学生，实现核心素养要求，从而培养学生独立思考、勇于探索的科学态度.在高中物理教学中，通过物理学史的教学突破教学重难点，培养学生科学的学习态度、正确的思维方式和良好的思维习惯.通过教学最终实现拓宽学生视野、激发学生探索欲望、培养学生实事求是和持之以恒的科学精神，为实现培养学生严谨求实的科学态度及世界观人生观价值观奠定坚实基础，最終实现推动自然科学的整体进步和发展，为国家的发展提供源源不断的“核动力”.

3 在科学探究过程中显化物理独特教学设计

在课堂教学中，通过对物理学史的回顾，重温科学家们探究物理规律之旅，揭开知识的神秘面纱，激发学生的探索精神、学习兴趣，认识到任何一个物理知识的获得都离不开实验，因此，在物理学史重演过程中形成物理概念，教师要引导学生运用科学思维方法，从实验和理论探究两方面对相关问题进行定性定量分析，从而探究规律、得出正确结论.

物理学史作为课堂教学的特色内容，利用物理学史突破教学重难点，切实将物理学科核心素养的培养贯彻在物理课程的教学中，体现物理课程的立德树人功能，但教师在教学过程中要处理好物理学史与教学重难点之间的联系，确保教学重难点得以突破，这是物理学科独特的设计思路.如：人教版选修3-2第四章《电磁感应定律》第一节“划时代的发现”教学中，追寻物理学史探寻足迹，先是在1820年奥斯特梦圆电生磁，拓展讲解电生磁发现的时代背景.当时，奥斯特正在给听众们作科普讲座，通电导线正好南北放置，而小磁针在地磁场的作用下南北指向，放在导线下方，导线的电流南北走向，会产生东西方向的磁场，然后小磁针就会在这个磁场作用下发生偏转，奥斯特一看，非常高兴，终于梦圆电生磁.整个电磁学发展历史，还有很多具有代表性的观点，比如库仑是电磁学的开端鼻祖，从库仑定律开始，人们就在开始研究电学，库仑在物理学发展上具有很大的贡献，但思维有一定的局限，他认为电和磁之间没有联系，是奥斯特将电和磁联系起来了，安培又在电生磁的基础上，总结了磁场对通电导线的作用力大小及方向，并总结了磁现象的电本质，安培分子电流假说，之后法拉第心系磁生电，法拉第出生于贫苦家庭，爸爸从事铁匠工作、身体欠佳，但非常注重对子女的培养和教育，经常鼓励法拉第学习新知识.后来法拉第到印刷厂当学徒工，一次偶然的机会有幸聆听了著名化学家汉弗莱·戴维的演讲.他记录下全部演讲内容并整理成笔记，反复研读并和朋友们认真讨论研究.他还把整理好的演讲记录送给戴维并且附信，表明自己愿意献身科学事业.结果他如愿以偿，在22岁时成为了戴维的实验助手.从此法拉第开始了他的科学研究生涯.在对电和磁研究的过程中，法拉第始终认为：电和磁是一对和谐对称的自然现象，既然奥斯特发现了电生磁现象，猜想磁铁可以感应出电流.始终秉持一个信念：一定要转磁为电，法拉第经过多次实验研究，结果均以失败告终.但是，一次次失败没有让法拉第向命运低头，最后一朝顿悟，获得科学真谛，磁生电是在变化、运动的过程中才能出现的效应.在插入这段有趣物理学史的教学过程中，提前让学生通过不同途径了解这段物理学史，以便在课堂教学时，学生们可以重演物理学史发现过程，体现物理课程的育人功能，顺利完成《电磁感应定律》第一节“划时代的发现”的教学.

4 追根溯源，还原时代本来面目

物理学史教学是培养学生创新精神、解决问题的保证，是培养学生科学探究精神的起点，也是实现物理学科核心素养的关键.在教学中教师应该努力做到带领学生展开探究，培育学生的参与意识、主人翁意识、协作意识，激发学生探究物理学史价值，以发现其时代局限性，如电磁感应现象的发现，为何法拉第用了整整十年的时间，要引导学生追根溯源，还原时代本来面目.法拉第之所以用了整整十年的原因，主要体现在以下几个方面：①社会原因：1820年，奥斯特发现电生磁现象，致使许多人开始寻找磁生电现象，法拉第也不例外.他的导师戴维和沃拉斯顿想根据奥斯特的发现设计电动机，结果以失败而告终，但是法拉第成功了.在没有通知戴维和沃拉斯顿的情况下，他发表了自己的研究成果，此举引来非议，也遭到导师的不满和嫉妒.法拉第被迫离开了电磁学的研究，被戴维派去进行光学玻璃实验.法拉第一直对这个研究没兴趣.直到1829年沃拉斯顿和戴维相继去世，他开始向上级请求暂停光学玻璃的研究.1831年，他回到电磁学领域，同年发现电磁感应现象.试想：倘若戴维不嫉妒法拉第，拉法第没有离开电磁学研究，电磁感应现象应该会早些被发现.②思维方式：1820年奥斯特发现电生磁之后，科学家们就已经猜想磁能生电，但受思维限制，一直以为恒定的磁场、静止的磁铁周围能产生电场，确不知晓运动的磁铁、变化的磁场才能产生电场.③科研条件：在当时，没有电流表，因此磁生电实验探究过程就变得更为复杂.检验是否有电，是通过奥斯特的方法，在一根导线正下方放置小磁针，观察小磁针是否偏转，以此判断是否产生电.通过物理学史的详细介绍，使本节课学习目标更加明确、思路更清晰、课堂氛围更热烈、教学效果更明显，落实立德树人根本任务要求，体现物理课堂的育人价值所在.

参考文献：

[1]王俊.核心素养导向的“问题·对话·体悟”教学—以高中物理“功”的教学为例[J].中学物理教学参考，2016，45（21）：21-24.

[2]中华人民共和国教育部.普通高中物理课程标准[S].北京：人民教育出版社，2018.