浅谈物理学史教育在培养学生物理学科素养中的作用

安宁

摘要：本文以“电磁感应”的教学片段为例，浅谈物理学史教育如何融入物理课堂，并分析它们在培养学生物理学科素养中的作用。

关键词：物理学史;学科素养;作用

中图分类号：G633.7文献标识码：A文章编号：1992-7711（2021）13-106

物理学科素养是物理学科育人价值的集中体现，是学生通过物理学科的学习而逐步形成的正确价值观、必备科学思维和探究能力。

物理学史教育可以让学生对物理学理论以及其演变过程有一个大概了解，也可以提供科学家探索科学发现的具体过程，让同学们体会其中的幸福与艰辛。

一、物理学史教育可以让学生理解科学思维

物理学史既可以介绍物理学家的成就，也可以介绍物理学家在遇到困难和问题时的具体做法，还可以介绍物理学家在面对民族大义或面对影响全人类福祉的情况时的选择。通过这些真实、生动、有人情味的史实，拉近学生与物理学科的距离，提高学生理解和利用科学思维的意识。

在“电磁感应”教学中，首先引导学生从“电流的磁效应”即“电生磁”现象出发进行“逆向思维”，“电可以生磁，那磁能否生电呢？”法拉第受其影响，认为既然电能生磁，那么磁也能生电。奥斯特发现的“电流磁效应”现象公布之后，法拉第立即开始实验，连续十年无数次失败的实验都没有动摇他的想法，他坚信逆向思维这样的思考方式是正确的，终于在1831年成功发现了“电磁感应”现象。

【教学片段示例】

师：同学们，老师这里有一个电风扇，大家都知道，通电后，电风扇会转动。（通电演示）

我在它的电源部分接上发光二极管，转动电风扇，二极管会怎样？（实验演示发现二极管发光了。）

师：使二极管发光的电流来自哪里？

师：电风扇的主要结构是电动机，前面我们已经学习了电动机的相关知识，它是将电能转化为机械能，我们进行逆向思维，机械能能否转化为电能呢？

师：奥斯特发现了“通电导线周围有磁场”，让我们也进行逆向思维，应该提一个怎样的问题呢？

生：磁场能否生电？

学习物理学家面对问题时的思考以及解决方式，可以培养学生良好的思维探究习惯。

二、物理学史教育可以让学生从整体视角观察科学探究过程

物理学史教育让学生知道物理学科知识体系的形成和发展过程，从中体会到科学研究的基本规范和方法，学生可以用更加整体的视角观察整个科学探究的过程。

在“电磁感应”的教学中，介绍法拉第历经10年的不懈探索发现了“磁生电”的条件和规律，不断的改进实验才最终发现了“电磁感应”现象。由此学生们领悟到科学发现不能一蹴而就，需要不断发现问题——改进实验——解决问题，才能让实验过程更合理，让实验结论更准确。

【教学片段示例】

师：我们这节课就来探究磁能否产生电的问题，请大家根据电生磁的实验，思考我们需要哪些器材。

生：电生磁逆向思维，我们需要磁铁、灯泡、导线、开关。

师：大家对这些器材的选择有什么意见或者建议吗？

生：灯泡换成电流表可以检测到更微弱的电流。

生：将导线换为线圈增加电流强度。

师：思考的很周密，老师提供一种能测量微弱电流的灵敏电流计。

师：组装完成实验装置并闭合开关，还没有发现电流计指针偏转，请大家进一步思考。

生：線圈静止，没有能量转化。

师：线圈运动起来是不是就会产生电流了呢？对于如何运动有没有要求呢？线圈可以上下、左右、斜着等运动方式，哪些运动方式能产生电流，哪些不能呢？请大家带着这样的问题进行接下来的实验。

了解了科学家发现科学规律的过程，同学的实验过程也能够思路清晰、有条不紊地进行。

三、物理学史教育可以帮助学生形成正确的科学态度

科学探究发现的过程不可能一帆风顺。在遇到困难甚至挫折时，坚韧的品质是必不可少的。物理学史教育在培养学生科学态度方面有着得天独厚的优势。“电磁感应”发现者法拉第的一生有着激励人心的作用，他的一生是在逆境中顽强奋斗的一生。

【教学片段示例】

播放微课《法拉第》让学生在影片中了解法拉第的一生。

师：法拉第的哪些事迹打动了你？

生：法拉第家境非常贫困，但仍然坚持学习。

生：为了获得科学研究方法和规范的实验技能，他甘愿成为戴维的“仆人”。

生：他总是竭尽所能回馈社会。他放弃了电动机和发电机的专利权;他热爱和平拒绝制造武器;他成名后坚持举办少年科学讲座和讨论会。

通过对“电磁感应”发现过程和法拉第的介绍，鼓励学生在个人力所能及的范围内对社会的发展做贡献，产生将科学服务于人类的意识。也让学生意识到科学知识对社会发展的巨大作用，从而培养学生不惧艰苦环境，不惧学习中遇到的困难，为了目标坚持不懈努力的品质。

本论文是《初中物理教学中渗透物理学史的实践研究》课题阶段性成果。笔者通过实践研究认识到物理学史教育在帮助学生认识科学、理解科学方面起到了重要作用，在培养学生科学思维、科学探究、科学态度的过程中也起到了重要作用。它提高了学生对现实问题的认识能力从而提高了物理学科素养。

（作者单位：山东省淄博市周村区第二中学，山东 淄博255300）