用辩证唯物主义思想指导高中物理核心素养的培养

陶娟

摘要：马克思说“没有哲学的帮助，就不能吃透别的科学”。物理学作为一门自然基础学科，蕴含了丰富的马克思主义哲学原理，在高中物理教学中，我们应当运用马克思主义哲学思想，有意识地渗透辩证唯物主义的观点，使学生受到感染熏陶，理解其中深刻的哲学原理，从而达到在传授知识的同时，提高核心素养、培养高质量物理人才的目的。

关键词：物理教学 核心素养 辩证唯物主义 指导

物理学是一门直面大自然的学科，主要研究物质和其运动，揭示和阐述物质世界基本属性、基本构成、相互作用和运动规律。广义地说，物理学是探索、研究大自然现象及其规律的学问。一直以来，教育界对于高中物理课的教学探索从未停止，但仍有不少教师满足于物理知识、现象的传授，忽视事物内在规律的总结归纳，更缺乏教会学生运用物理思维思考和解决现实生活问题的勇气和魄力，物理学科核心素养培养目标达不到应有标准。通常认为，物理学科的核心素养主要包括物理观念、科学探究、科学思维、科学态度与责任等多方面。现行的《普通高中物理课程标准》明确提出，物理学科要充分体现核心素养目标，学生接受物理学习，不仅仅是简单获取物理知识与表象，要不断内化生成体现物理学科鲜明特征的品质属性，进而逐步转化形成一种必备品格和关键能力，既服务于个人终身发展的要求，又能适应未来社会发展的需要。

基于以上目标任务，笔者认为，高中物理课堂教学要坚持以马克思主义哲学为指导，尤其需要渗透辩证唯物主义的观点，运用马克思主义哲学思想有意识地引导学生去理解其中蕴含的深刻哲学原理，帮助学生去认识物质世界，探索其中的奥秘，形成带有物理特征属性的哲学思维。本文中笔者结合自己在实际教学中的一些典型实例，探讨以辩证唯物主义的思想培养学生物理核心素养，实现高中物理教学既定目标。

一、解释看不见、摸不着的东西也是物质

众所周知，世界是物质的，是客观存在的，世界的真正统一在于它的物质性。实施物理新课程，其核心素养中的“物理观念”就是基于物理学视角，经过概括提炼形成的对于物质的基本认识。在物理教学中，经常会提到关于物质或者关于物质的概念，很多同学难以弄清两者的异同。物理学中的物质通常可分为两大类，一类是看得见、摸得着的物质，比如楼房、汽车、分子、原子等；还有一类是看不见、摸不着但又客观存在的特殊物质形态，比如重力场、电场、磁场等。在对这种未知形态却客观存在的物质探讨中，我们通过课堂实验引导学生思考：把物体向空中抛出物体会落回到地面，说明物体受到地球吸引，这个吸引力是通过地球周围的重力场施加给物体的，证明重力场的存在。

讲解磁场概念时，可利用学生熟悉的异名磁极之间存在吸引力帮助理解。课堂教学中让一位同学手拿两块磁体，甲磁体的N极与乙磁体的S极相对时，学生能感受到两磁体相互吸引的力。教师对这种现象设问：N极对S极的吸引力是怎么产生的呢？学生回答应该是甲磁体产生了磁场，这个磁场给S极施加了力的作用；同样地，S极对N极也产生了吸引力，这个吸引力来自乙磁体产生的磁场，这个磁场对N极施加了力的作用。由此说明，磁极之间的作用力可以通过磁场传递，虽然磁场看不见摸不着，却依然客观存在。电场和磁场一样也是客观存在的，并没有依赖于我们的感官认识。教学中利用同种电荷之间存在排斥力，解释电荷之间的力通过电场传递，说明电场的存在。在课堂教学中，针对抽象的物质概念，泛泛而谈学生可能理解不了，可列举一些在日常生活中比较熟悉的现象来启发大家思考与理解，引导学生从物理学的视角树立正确的物质观念，为学生科学地认识世界提供基础，带领学生用辩证的观点去探索未知世界中客观存在的物质，引领他们对科学产生锲而不舍的探究能力。

二、树立正确的矛盾观，学会一分为二地看问题

通常我们都认为，事物之间的关系往往既对立又统一。这就要求学会一分为二地、全面地看问题，树立正确的矛盾观。物理学科核心素养中的“科学思维”是指基于物理学视角，建立对客观事物的内在规律、本质属性及相互关系的认识方式，同时对不同观点和结论提出合理化质疑和批判，进而形成能够提出创造性见解的能力与品格。当然这些批判和质疑是以事实证据和科学推理为前提。

生活中，很多事物都充满了两面性，我们要正确认识事物的两面性。比如，在电磁感应现象中产生的涡流，工业上可以利用它的热效应进行真空冶炼，获得高质量的合金；军事方面可以制造探雷器，还有机场、车站和重要活动场所的安检门都是利用涡流来工作的。但是，涡流也有不利的一面，比如电动机、变压器工作时，其中的铁芯由于涡流发热浪费了电能。对这种不利一面的认知促使我们研究思考并采取措施减能增效，提高利用率。

再如原子物理中，轻核聚变和重核裂变过程中产生了非常强大的能量，这种能量极大地解决了人类的能源危机，但是该过程中产生的核辐射和核废料却不可避免地严重影响了人类的健康和自然生态环境。例如，日本由于地震而引起的核泄漏事件就对人类的健康和全球的自然生态环境产生了不良的影响。教学中我们可以利用这些实例引导学生正确认识事物的两面性，对有用的一面加以利用和发扬，对有害的一面加以思考并控制，逐渐形成辩证唯物主义的世界观。

三、学会抓主要矛盾，解决主要问题

事物在发展过程中，可能存在多种矛盾交织叠加，其中起决定作用的矛盾我们称之为主要矛盾，其他称之为次要矛盾，通常情况下两种矛盾相互依赖与影响，也可能会相互转化。因此，我们在面对复杂事物时要认清主要矛盾和次要矛盾，充分认识到主要矛盾的重要性，学会抓重点。学习运用好这一原理能够有效解决实际问题。例如，我们在研究物体的机械运动时，为便于研究，有时会忽略物体本身的大小和形状，只考虑物体的质量，前者属于次要矛盾，后者属于主要矛盾。在进行这类问题研究时，我们把物体看成一个几何点，即质点，这个质点有质量，但忽略大小与形状。這种模型的建立，不仅简化了我们对机械运动的研究，而且不会影响研究的结果。例如，一辆从合肥开往上海的动车，车身和车轮在行驶过程中运动情况各不相同，甚至车轮上每个部位的运动情况也不一样，但是，如果我们研究动车从合肥到达上海的时间，就可以把动车看成质点，动车的质量即为研究的主要矛盾，大小形状为次要矛盾，可忽略不计；而如果研究动车在行驶途中经过某个站牌的时间，此时动车的长度即为主要矛盾，动车就不能看成质点。类似的模型还有电学中的点电荷，光学中的光线，电磁学中的电场线、磁场线等。教学中我们可以利用这些问题告诉学生：研究具体问题时需要全面、细致，分清主次，抓主要矛盾，略次要矛盾。同时还要注意主要矛盾和次要矛盾在不同问题中的转变。

四、懂得世间万物是普遍联系的

世间万物及各种社会现象之间都存在某种内在联系，既相互依存，又相互影响，不可能孤立地存在，世界处在纵横交错的普遍联系之中。这就要求我们尊重这种联系的普遍性和客观性，懂得用联系的观点、摒弃孤立的观点去看待问题。

高中物理教学中，会接触到很多物理概念、物理规律与物理公式，也很容易发现大部分看似独立的概念、规律与公式之间其实存在着一定的联系。例如下述问题：已知一个质量m=6 kg的物体在空中自由下落h=5 m的高度（g=10 m/s2）。问：该过程中重力做的功是多少？重力势能变化了多少？最终获得的动能和速度分别是多少？首先，利用重力做功的公式WG=mgh求出重力做功WG=300 J；根据功能关系知道重力做的功等于重力势能的减少量，知道重力势能减少量为ΔEp减=300 J；再根据动能定理知道重力做的功等于增加的动能ΔEk=300 J；利用速度与位移的关系式v2=2gh求出物体下落的速度v=10 m/s。教学中利用类似的例题去引导学生充分体会“功”“能”“动能定理”“位移”“速度”这些不同概念、规律、公式之间的联系。

又如，奥斯特做了大量实验总结出电流周围有磁场，科学家们对磁场的存在并没有提出质疑。根据事物间的普遍联系，既然电流能在周围产生磁场，相信磁场也能产生电流，由此引发了科学家们对磁场产生電流的探索，这种探索是磁生电的来由。英国著名的物理学家法拉第成功证明了这种可能性。法拉第通过无数次的实验，最终在1831年证明了磁生电的事实，也直接证实了电和磁之间具有相互联系的正确观点。通过这些事例，能够让学生轻松理解事物间的普遍联系和相互关系。

五、展示量变是怎么引起质变的

辩证唯物主义认为，量变引发质变是事物发展的一种基本规律，其中，量变是前提条件和基础，质变是最终呈现方式和必然结果。这对于我们认识世界帮助很大。

我们知道，在粗糙水平地面上，用一个水平外力拉一物体，物体初始是静止不动的，这时物体受到地面施加的静摩擦力。当水平拉力逐渐增加，物体受到的静摩擦力会不断增加；当静摩擦力达到最大值时，如果还继续增加水平外力，物体就会被拉动，运动起来后，此时地面施加的摩擦力不再是静摩擦力，而变为滑动摩擦力。在这个过程中，物体受到的静摩擦力不断增大是一个量变过程，当增大到一定时候静摩擦力变为滑动摩擦力。这个过程就是由量变到质变的转化过程，其中静摩擦力等于最大静摩擦力是摩擦力突变的转折点，这种量变到质变的过程使物体的运动状态发生了改变。

再如原子物理中的链式反应，用中子去轰击铀原子核，从而导致铀原子核在撞击中发生裂变，释放出新的物质，这就是“中子”。被释放出来的中子，在力的作用下又去轰击铀原子核，源源不断地释放出更多的中子。在这种重核裂变中，接龙式的量变积累产生了巨大核能，例证了从量变到质变的过程。诸如此类，课堂教学中渗透量变到质变的观点，借此培养学生科学地学习和研究事物的能力以及对事物发展的正确认知。

六、坚信实践是检验真理的唯一标准

检验真理的唯一标准是坚持实践，这一点毋庸置疑。高中物理核心素养中的“科学探究”的含义，是指在观察和实验基础上，提出猜想和假设，得出结论并作出合理解释，以及在此过程中形成的交流、评估、反思的能力。科学史上的无数事例，充分说明实践是检验真理客观性的唯一标准。古希腊亚里士多德在生活中观察到苹果和树叶在空中自由下落，苹果比树叶落得快，由此得出结论，物体下落的快慢取决于物体重量，物体重的下落较快。这一现象导致的结论很符合人们的主观经验，很多人认可结论的正确性。但是伽利略通过逻辑推理进行质疑，指出亚里士多德观点上存在的问题，认为物体下落的快慢与物体的重量并无关系。为了证明结论的可靠性，他在比萨斜塔上用不同质量的两个铁球做落体实验，即著名的“比萨斜塔实验”，用实践证明了落体运动快慢与质量无关的观点的正确性。

再如，在原子结构的探究过程中，英国物理学家汤姆孙发现原子内部有电子这一事实，但对于原子内部正负电荷分布问题的研究却持续了很长时间，最初汤姆孙提出“枣糕模型”，但遭到科学家们的很多质疑。后来，英国物理学家卢瑟福断然否定了汤姆孙模型，别出心裁地提出原子核式结构模型，并用实验证实了这一模型。卢瑟福的“α粒子轰击金箔”实验，发现了很奇怪的现象：α粒子轰击金箔之后，大多数α粒子穿过金箔沿着原来的方向前进，但是少数α粒子的运动方向发生了大角度偏转，偏转的角度甚至超过90°，相当于它们几乎被“撞了回来”。对这种大角度散射现象，汤姆孙的“枣糕模型”无法解释，卢瑟福的原子核式结构模型得以确立。通过学习这些实例，引导学生认识到真理无止境，真知需要反复实践。面对权威，面对已有的结论，仍然要敢于质疑，拥有求真求实的科学探究精神。

总而言之，在高中物理教学实践中，倡导教师有意识地把哲学思想渗透进课堂，在学科教育中融合辩证唯物主义的观点，帮助学生正确认识物理观念，掌握科学思维、科学探究的本领，为个人终身发展和社会发展奠定坚实基础，进而为党和国家培养出高质量的优秀人才。

参考文献：

[1]中华人民共和国教育部.普通高中物理课程标准（2017年版2020年修订）［M］.北京：人民教育出版社，2020.

[2]马克思恩格斯选集［M］.北京：人民出版社，1995.

[3]课程教材研究所，物理课程教材研究开发中心.高中物理必修第三册［M］.北京：人民教育出版社，2019.

[4]课程教材研究所，物理课程教材研究开发中心.高中物理选修3-5［M］.北京：人民教育出版社，2005.

责任编辑：黄大灿