基于科學(xué)素養(yǎng)的高中物理學(xué)史校本課程建設(shè)

張于君 趙順法

摘 要 物理學(xué)史體現(xiàn)了人類探索物理知識(shí)發(fā)現(xiàn)物理規(guī)律的歷程，體現(xiàn)了幾十年或者數(shù)百年的一種方法論和世界觀的集合。物理學(xué)史是人類對(duì)自然界中各種物理現(xiàn)象的認(rèn)識(shí)史，它讓學(xué)生明白物理知識(shí)的由來，知識(shí)產(chǎn)生過程中伴隨的研究方法、思想，及這種知識(shí)對(duì)社會(huì)進(jìn)步的影響，因此在中學(xué)物理的課堂教學(xué)中引入相應(yīng)知識(shí)背后的物理學(xué)歷史對(duì)促進(jìn)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)是有重要意義的。

關(guān)鍵詞 科學(xué)素養(yǎng) 高中物理

中圖分類號(hào)：G633.7文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

0緒論

科學(xué)思維包括模型建構(gòu)、科學(xué)推理、科學(xué)論證、質(zhì)疑創(chuàng)新等，是構(gòu)成物理學(xué)科核心素養(yǎng)的重要方面，它是人腦對(duì)客觀事物的本質(zhì)屬性、內(nèi)在規(guī)律及相互關(guān)系的間接及概括的反映。物理學(xué)史集中體現(xiàn)了人類探索和逐步認(rèn)識(shí)物理世界的現(xiàn)象、結(jié)構(gòu)、特性、規(guī)律和本質(zhì)的歷程，它包括大量的科學(xué)思維形成和發(fā)展的案例。教師若能在教學(xué)中滲透物理學(xué)史教育，不僅能使課堂內(nèi)容更加生動(dòng)，而且有利于學(xué)生發(fā)展科學(xué)思維，提升學(xué)習(xí)能力。筆者在物理教學(xué)中就滲透物理學(xué)史教育進(jìn)行嘗試，在發(fā)展學(xué)生科學(xué)思維方面取得較好的成效。校本課程是依據(jù)國家的教育目的和滿足地方教育要求的基礎(chǔ)上，由各學(xué)校的教師對(duì)當(dāng)?shù)厣鐓^(qū)和本校的資源、環(huán)境因素以及學(xué)生的實(shí)際需求進(jìn)行分析，針對(duì)本校學(xué)生進(jìn)行編制，成為可實(shí)施、可評(píng)價(jià)，可供學(xué)生選擇的課程。高中物理校本課程，是立足于物理學(xué)科而開發(fā)的校本課程，要求課程必須具有豐富的內(nèi)容和貼近生活、聯(lián)系科技、滲透社會(huì)等獨(dú)特的學(xué)科優(yōu)勢(shì)。因此，如何開發(fā)既適應(yīng)時(shí)代發(fā)展，又適應(yīng)本校學(xué)生情況開放式的物理校本課程，可以為學(xué)生提供動(dòng)手、動(dòng)腦的機(jī)會(huì)，給學(xué)生架設(shè)一條溝通知識(shí)與生活的橋梁，達(dá)到更好地完善學(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu)、培養(yǎng)創(chuàng)新思維、發(fā)展能力和提高科學(xué)和人文素養(yǎng)的要求是當(dāng)今教育教學(xué)改革的熱門研究課題。

1基于科學(xué)素養(yǎng)的高中物理學(xué)史校本課程建設(shè)的意義

1.1有助于學(xué)習(xí)物理大師的科學(xué)方法和進(jìn)行科學(xué)思維的訓(xùn)練還原科學(xué)本質(zhì)

在物理學(xué)的教學(xué)中，要著重體現(xiàn)科學(xué)方法和思維，新課程的改革中引申出來的思想中就體現(xiàn)出：要讓學(xué)生具有的素質(zhì)與能力和科研人員相近，傳授知識(shí)與學(xué)生接受知識(shí)的思路要接近于科學(xué)家的探索歷程，這就需要將物理學(xué)史與課堂有效的結(jié)合在一起，這也是物理新課程改革的一個(gè)方向與途徑，是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性的有效方法，因此要讓課堂能貼合科學(xué)的探究過程，就要遵循物理學(xué)史中前人的發(fā)現(xiàn)與發(fā)明之路來體驗(yàn)，在歷史中有很多物理大師們生動(dòng)的例子，經(jīng)典的應(yīng)用科學(xué)方法和思維方法以及取得偉大成果的過程，從中可以讓學(xué)生得到形象生動(dòng)的方法思維啟發(fā)，因此要將物理學(xué)史融合在物理知識(shí)的教學(xué)中，在剖析物理學(xué)史的一個(gè)個(gè)案例中，讓學(xué)生體會(huì)科學(xué)方法，鍛煉思維能力，還原科學(xué)本質(zhì)。

在物理學(xué)發(fā)展的歷程中舞臺(tái)上，有許許多多的巨匠，他們?cè)诳部狼?，崎嶇陡峭的科學(xué)探索途中，所應(yīng)用的獨(dú)特研究方法，思維方式，是多么寶貴的財(cái)富，值得我們?nèi)ダ^承與拓展，因此在課堂教學(xué)中應(yīng)將物理學(xué)家的思維，方法與學(xué)生的思維方式、研究問題的方法一同結(jié)合起來，共同促進(jìn)學(xué)生的能力提升。以培養(yǎng)類比思維為例，在物理學(xué)史中的電磁學(xué)理論的建立很多都運(yùn)用了這種思維方法，比如“奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)，電流能夠產(chǎn)生磁場(chǎng)，那么倒過來是否可行呢.教師在此引入歷史，介紹法拉第在那段歷史時(shí)期的想法，思考方向，及如何利用類比思維的方法，即：設(shè)想“磁能生電”，因此歷經(jīng)十多年的研究得到磁生電的規(guī)律。在授課中通過類似的物理學(xué)史講訴使學(xué)生收到類比思維的啟示，引導(dǎo)學(xué)生的探索方向，提升學(xué)生的思維能力。

1.2有助于培養(yǎng)科學(xué)探究意識(shí)和科學(xué)探究方法

從物理學(xué)發(fā)展的角度看，每一次的發(fā)展背后都有一種新的科學(xué)方法產(chǎn)生或者是已有的一種理論被完善。這從歷屆的物理諾貝爾的得主和他們成就上就可以看出，從他們的傳記中都有很多相似的地方，他們向?qū)煂W(xué)習(xí)的不僅僅是科學(xué)知識(shí)，更多的是一種科學(xué)的探究思維、探究方法，以及一種潛移默化的科學(xué)態(tài)度。因此在中學(xué)的物理教學(xué)課堂要體現(xiàn)物理的核心素養(yǎng)就更要將物理知識(shí)、規(guī)律的產(chǎn)生過程，以及產(chǎn)生過程背后的歷史還原展示給學(xué)生，不單單有利于學(xué)生感悟到物理學(xué)的內(nèi)在美，真正學(xué)懂、熱愛物理學(xué)，使學(xué)生增加學(xué)習(xí)物理的積極性，提高傳統(tǒng)教學(xué)的效率，而求可以讓學(xué)生學(xué)會(huì)一種探索知識(shí)的科學(xué)思維與態(tài)度，這不正是我們要體現(xiàn)的核心素養(yǎng)嗎。

2基于科學(xué)素養(yǎng)的高中物理學(xué)史校本課程建設(shè)策略

2.1因地制宜開展物理學(xué)史校本課程的實(shí)施

自從新課程開展實(shí)施以來，教學(xué)活動(dòng)的方式變得多種多樣，其中最具代表性的是自主探究式的學(xué)習(xí)活動(dòng)。而這樣的教學(xué)活動(dòng)正好可以和高中物理學(xué)史相結(jié)合來進(jìn)行，可以使課程的開展實(shí)施更加靈活而具有趣味性。以“牛頓第一定律”為例，我們可以從牛頓第一定律的起源開始說起：17世紀(jì)，伽利略構(gòu)思了一個(gè)理想斜面的實(shí)驗(yàn)：讓小球從斜面上滾下，觀察發(fā)現(xiàn)小球總是會(huì)上升到與原來差不多的高度，逐漸減小斜面的傾角，小球總是會(huì)到達(dá)原來的高度，與此同時(shí)，小球走過的路程隨著傾角的減小變得越來越長，當(dāng)斜面的傾角減小為零度時(shí)，此時(shí)小球是在水平面上運(yùn)動(dòng)了，它為了到達(dá)原來的高度將會(huì)一直不停的運(yùn)動(dòng)下去。從這個(gè)理想斜面實(shí)驗(yàn)，伽利略總結(jié)得出了這樣一條規(guī)律：物體的運(yùn)動(dòng)不需要力來維持，從而指正了亞里士多德的錯(cuò)誤論斷。同一時(shí)期的科學(xué)家笛卡爾進(jìn)一步提出了類似的觀點(diǎn)。英國百科全書式的“全才”牛頓在1687年，總結(jié)伽利略、笛卡兒等人研究的基礎(chǔ)上提出了三大定律。從此，牛頓運(yùn)動(dòng)定律誕生了。通過上面的引入，接下來就可以慢慢的更深入的展開教學(xué)活動(dòng)。

但是我們?cè)O(shè)計(jì)出來的校本課程教學(xué)活動(dòng)方案要根據(jù)不同時(shí)期、不同階段、不同學(xué)校教學(xué)情境的變化而作出相應(yīng)的調(diào)整。因此在校本課程實(shí)施的過程中，首先要對(duì)當(dāng)時(shí)的教學(xué)環(huán)境進(jìn)行必要的分析，然后針對(duì)不同的環(huán)境對(duì)相應(yīng)的校本課程教學(xué)活動(dòng)方案做適當(dāng)?shù)男抻?，加?qiáng)針對(duì)性，以促進(jìn)對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)物理學(xué)知識(shí)的有效性。也就是說，校本課程的實(shí)施不管是在教學(xué)的材料上還是在材料的編寫上，又或是在教學(xué)方法上都是很靈活的、富有創(chuàng)造性的。要根據(jù)具體的情況，將本學(xué)校、本地區(qū)的教學(xué)環(huán)境和教學(xué)實(shí)踐基礎(chǔ)設(shè)施與學(xué)生的物理學(xué)知識(shí)和能力水平有機(jī)的結(jié)合起來，因地制宜地開展物理學(xué)史校本課程，這樣才能充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性和教師的指導(dǎo)作用，才能使學(xué)生的多樣化需求得到滿足，才能為校本課程的長足發(fā)展提供有力保障。

2.2完善物理學(xué)史校本課程實(shí)施的教學(xué)模式

就目前而言，物理學(xué)史校本課程實(shí)施的教學(xué)模式主要有三類，它們分別是個(gè)性發(fā)展類、社會(huì)交往類和信息加工類的教學(xué)模式。其中第一類注重以“學(xué)生為本”，必須特別注意學(xué)生的個(gè)性發(fā)展。這種教學(xué)模式注重學(xué)生個(gè)人的觀點(diǎn)，鼓勵(lì)創(chuàng)造，這樣可以增強(qiáng)學(xué)生的自我意識(shí)。如“探索宇宙”這部分內(nèi)容的教學(xué)，鼓勵(lì)學(xué)生大膽發(fā)表自己的宇宙假說，假說提出的這個(gè)過程是學(xué)生自己，這樣可以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造力，同時(shí)也建立了辯證的宇宙觀。第二類的教學(xué)模式則更注重發(fā)展學(xué)生社交和智力方面的能力。學(xué)生在這類教學(xué)模式下可以有效地提高團(tuán)體協(xié)作的能力，可以提升個(gè)人的自我形象，從而有利于學(xué)生產(chǎn)生積極的學(xué)習(xí)感情。第三類是信息加工的教學(xué)模式。高中物理學(xué)史校木課程發(fā)展學(xué)生各方面能力的同時(shí)，也要加強(qiáng)學(xué)生對(duì)獲得的知識(shí)。這種教學(xué)模式旨在影響學(xué)生信息處理工程。如何有效地向?qū)W生傳遞大量的信息，是每個(gè)教育工作者關(guān)注。課程實(shí)施必須考慮學(xué)生的發(fā)展。物理學(xué)史實(shí)現(xiàn)校本課程旨在提高學(xué)生的質(zhì)量，為學(xué)生的全面發(fā)展，創(chuàng)造條件，使學(xué)生形成正確的學(xué)習(xí)態(tài)度，可以根據(jù)不同的學(xué)習(xí)內(nèi)容和目標(biāo)，采用不同的學(xué)習(xí)方法和現(xiàn)代的方式學(xué)習(xí)。從《課程標(biāo)準(zhǔn)》及教材實(shí)驗(yàn)的數(shù)量上，我們還可以看出新課程對(duì)實(shí)驗(yàn)的要求提高了。比如原來高中物理教學(xué)的實(shí)驗(yàn)是19個(gè)，而且大多數(shù)都是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn);而《課程標(biāo)準(zhǔn)》至少有30多處提到了要由實(shí)驗(yàn)來進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì);高中教材兩個(gè)必修加上3系列的5個(gè)選修模塊，涉及40多處用實(shí)驗(yàn)或活動(dòng)來學(xué)習(xí)物理知識(shí)。加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)不僅僅是要培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力，更重要的是要培養(yǎng)他們科學(xué)的研究問題的方法、學(xué)習(xí)物理的興趣和多方面的科學(xué)素養(yǎng)。

2.3建立和完善物理學(xué)史校本課程評(píng)價(jià)體系

對(duì)高中物理學(xué)史校本課程實(shí)施評(píng)價(jià)，主要是為了進(jìn)一步提高和完善它，使其能滿足學(xué)生的發(fā)展需要，形成學(xué)校特色。物理學(xué)史校本課程評(píng)價(jià)包括對(duì)課程實(shí)施者的評(píng)價(jià)和對(duì)學(xué)生的評(píng)價(jià)，學(xué)校應(yīng)當(dāng)在同一時(shí)間建立物理學(xué)史校本課程評(píng)價(jià)機(jī)制。物理學(xué)史校本課程評(píng)價(jià)對(duì)象包括：校本課程的情況和目標(biāo)的評(píng)估分析，評(píng)價(jià)校本課程的可行性，校本課程實(shí)施過程（教學(xué)）的評(píng)估，分析校本課程的實(shí)施的效果評(píng)價(jià)。校本課程評(píng)價(jià)是確保校本課程的質(zhì)量，彌補(bǔ)校本課程的不足，提高校本課程的內(nèi)涵質(zhì)量，更好的滿足學(xué)生發(fā)展的需要。高中物理學(xué)史校本課程評(píng)價(jià)模式應(yīng)該選擇不同形式，不同目的的評(píng)價(jià)模型。實(shí)現(xiàn)過程是一個(gè)動(dòng)態(tài)的過程，不可避免地存在一些缺點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)缺點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)及時(shí)改善。通過建立這樣的評(píng)價(jià)體系，找出“教學(xué)計(jì)劃”和“課程標(biāo)準(zhǔn)”不科學(xué)、不合理、不現(xiàn)實(shí)的，不標(biāo)準(zhǔn)的地方，應(yīng)當(dāng)及時(shí)修改，確保校本課程教學(xué)質(zhì)量和水平。

3結(jié)束語

可見，物理學(xué)史在教學(xué)中的滲透，有助于引導(dǎo)學(xué)生用懷疑、批判和超越眼光看待物理學(xué)，養(yǎng)成敢于懷疑、勇于批判的科學(xué)態(tài)度，形成獨(dú)立思考和獨(dú)立判斷的能力?？傊锢韺W(xué)史包含了大量科學(xué)思維形成與發(fā)展的案例，且內(nèi)容又與中學(xué)物理教材緊密相連，這對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)具有極高的價(jià)值。因此，倘若我們教師認(rèn)真設(shè)計(jì)，將物理學(xué)史靈活地、適度地滲透在教學(xué)中，不僅會(huì)使課堂內(nèi)容更加生動(dòng)有趣，而且有利于發(fā)展學(xué)生的科學(xué)思維，更好地培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)。

作者簡介：張于君（1972.10-），男，漢族，浙江玉環(huán)人，大學(xué)本科，中學(xué)一級(jí)，研究方向：物理教學(xué);趙順法（1970.04-），男，漢族，浙江玉環(huán)人，大學(xué)本科，中學(xué)正高，研究方向：物理教學(xué)。

參考文獻(xiàn)

[1] 陸海濤.基于物理學(xué)核心素養(yǎng)提高高中物理課堂的教育教學(xué)有效性的研究[J].中國校外教育，2019（01）：71-72.

[2] 廖光兵.物理學(xué)史在高中物理教材中的設(shè)置研究[J].物理教學(xué)探討，2018，36（10）：67-68+71.

[3] 徐劍昆.高中物理教學(xué)融入物理學(xué)史的策略[J].中學(xué)課程資源，2018（03）：34-35.