基于学科核心素养的高中物理学史教学策略

王艳萍

摘  要：物理学科核心素养包括物理观念、科学研究、科学思维、科学态度与责任。本文研究基于学科核心素养的高中物理学史教学策略;从设置主题，案例导入;分组探究，成果展示;依托案例，培育思维;问题解决，深化知识四个角度，例谈高中物理教学中如何依托物理学史培育学生的核心素养。期望本文能够为广大物理教学工作者带来一定的参考作用。

关键词：核心素养;高中物理;物理学史;教学

引言

高中物理学科中不乏与物理学史有关的知识内容，在教学过程中，教师可巧妙地将物理学史案例，穿插到课堂的相应环节中，借助合作探究教学法、问题情境教学法等新颖的教学方法，引导学生主动挖掘物理学史的价值，增强学生学习物理知识的积极性，培养学生的科学探究精神，之后依托物理学史案例，带动学生深入探究物理知识，在问题解决中，践行核心素养，获得进一步的发展。

一、设置主题，案例引入

本文以对“回旋加速器”的教学为例，探讨基于学科核心素养的高中物理学史教学。在实际教学中，合作探究教学法与物理学史教学、物理核心素养培养有较好的适配性，因此教师在进行教学时，可积极使用这一方法。

例如，在课前，教师可围绕“回旋加速器”这一探究主题，为学生提供如下问题：

（1）劳伦斯为何会想到要发明回旋加速器？

（2）学习回旋加速器应掌握哪些基础知识？

（3）回旋加速器的作用何在？该发明有何巧妙之处？

（4）你认为劳伦斯为什么会取得成功？

（5）你知道劳伦斯参与了原子弹制造吗？你如何看待这件事？

这些问题层层递进，具有一定的启发性，学生在探究过程中，不难形成对回旋加速器相关知识的深入理解，同时亦会对物理学史的德育价值产生深刻的体会，获得核心素养的成长。

二、分组探究，成果展示

在给出问题后，教师应组织学生开展小组探究环节。在学生探究物理知识的过程中，教师可在教室中巡回观察，对于遇到瓶颈的学生，可给予一定的指导，对于学生产生的共性问题，可给予统一答疑。在学生基本探究完毕后，教师应组织学生进行成果展示，学生可派出小组代表，用简练、准确的语言，结合史实，讲出自己的想法。以笔者的课堂实践来看，学生经上述探究环节后，基本都能对回旋加速器发明的思维历程产生较为深刻的体会与独立的思考，对科学研究用到的思维方法、策略形成一定的认识。很多学生从劳伦斯参加原子弹制造这一史实中，体会到了在科学研究过程中怀抱社会责任感的重要性，对科学价值有了更为全面的认识。可见，以小组探究形式，依托物理学史案例，培养学生的学科核心素养具有良好的实践性。

三、依托案例，培育思维

学生经研究劳伦斯发明回旋加速器的案例，不难对科学家的探究精神产生一定的敬佩心理，学习物理知识的积极性有了保障。此时，教师可不失时机地将课堂教学引向更深处，挖掘与回旋加速器有关的深层次知识，借助物理知识与物理学史案例，深化学生对物理思维的理解，让学生获得科学思维的成长。

例如，教师可先用多媒体设备，为学生展现与劳伦斯发明回旋加速器有关的资料，带领学生再次回顾科学家进行科学探究的艰辛，之后带领学生从物理建模角度，分析回旋加速器的精妙之处。具体而言，回旋加速器是复杂程度很高的物理模型，由带电粒子、电场、匀强磁场等基本模型构成。教师可先带领学生，分析回旋加速器包含的多种基本模型，让学生体会到：复杂的物理模型是由基本模型组合而来的，学习高深的物理知识，是从学习一个又一个简单的物理知识开始的，科学探究正是如此。以此实现对学生科学研究态度与建模思维的双重培养，之后教师可继续引导学生分析回旋加速器的建模条件，比较直线、回旋加速器的不同点，逐步实现教学目标。

四、问题解决，深化素养

在课堂教学的最后阶段，在学生已较深刻地理解回旋加速器知识后，教师可为学生提出物理问题，让学生带着课堂所获，在解决问题的过程中，深入实践自己从物理学史案例中学到的物理观念、科学探究精神与探究方法。

例如教师可引导学生研究有关最大速率决定因素的问题：给出带电粒子（质量m、电量q）加速电压U，磁感应强度B，加速器最大半径R。则：

经探究，学生可得出如下结论：给定带电粒子与磁场的情况下，最大速率仅由最大半径决定，教师可以此为基础，再引导学生讨论增大最大速率的方法，等等，将学生的课堂探究引向纵深处。

之后教师可继续提出问题，引导学生探讨加速电压与最大速率之间的关系：上述表达式中，为何没有加速电压？难道最大速率/最大动能与加速电压的大小无关？加速次数为n，则有​

结合上述结论，可得出nU为常量。之后教师可引导学生分析“nU为常量”的物理意义，发现与加速电压大小无关的本质——加速电压不同、加速次数不同的情况下，总功可相同。

总之，在课堂教学的最后阶段，带领学生在物理学史的余韵下，通过简单的推理、比较与分析，发现物理规律、探究物理本质，可增强学生对物理知识的理解，深化学生的物理核心素养，发展学生的科学思维，帮助教师取得更为良好的教学效果。

结语

综上所述，物理学史上原生态的经典案例，是教师进行高中物理教学的珍贵素材。教师在平时应加强对物理学史案例的挖掘，运用合理的教学方法，将宝贵案例充分融入课堂，利用物理学史案例唤起学生的求知欲，带领学生更为深入地探究物理知识，促進学生物理核心素养的生成发展。

参考文献：

[1]曹金晶. 核心素养背景下高中物理学史渗透的教学对策研究[D].新疆师范大学，2020.

[2]周琼琼. 物理学史在高中物理教学中的应用研究[D].湖南理工学院，2019.