用辯證唯物主義思想指導(dǎo)高中物理核心素養(yǎng)的培養(yǎng)

陶娟

摘要：馬克思說(shuō)“沒(méi)有哲學(xué)的幫助，就不能吃透別的科學(xué)”。物理學(xué)作為一門自然基礎(chǔ)學(xué)科，蘊(yùn)含了豐富的馬克思主義哲學(xué)原理，在高中物理教學(xué)中，我們應(yīng)當(dāng)運(yùn)用馬克思主義哲學(xué)思想，有意識(shí)地滲透辯證唯物主義的觀點(diǎn)，使學(xué)生受到感染熏陶，理解其中深刻的哲學(xué)原理，從而達(dá)到在傳授知識(shí)的同時(shí)，提高核心素養(yǎng)、培養(yǎng)高質(zhì)量物理人才的目的。

關(guān)鍵詞：物理教學(xué) 核心素養(yǎng) 辯證唯物主義 指導(dǎo)

物理學(xué)是一門直面大自然的學(xué)科，主要研究物質(zhì)和其運(yùn)動(dòng)，揭示和闡述物質(zhì)世界基本屬性、基本構(gòu)成、相互作用和運(yùn)動(dòng)規(guī)律。廣義地說(shuō)，物理學(xué)是探索、研究大自然現(xiàn)象及其規(guī)律的學(xué)問(wèn)。一直以來(lái)，教育界對(duì)于高中物理課的教學(xué)探索從未停止，但仍有不少教師滿足于物理知識(shí)、現(xiàn)象的傳授，忽視事物內(nèi)在規(guī)律的總結(jié)歸納，更缺乏教會(huì)學(xué)生運(yùn)用物理思維思考和解決現(xiàn)實(shí)生活問(wèn)題的勇氣和魄力，物理學(xué)科核心素養(yǎng)培養(yǎng)目標(biāo)達(dá)不到應(yīng)有標(biāo)準(zhǔn)。通常認(rèn)為，物理學(xué)科的核心素養(yǎng)主要包括物理觀念、科學(xué)探究、科學(xué)思維、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任等多方面?，F(xiàn)行的《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)》明確提出，物理學(xué)科要充分體現(xiàn)核心素養(yǎng)目標(biāo)，學(xué)生接受物理學(xué)習(xí)，不僅僅是簡(jiǎn)單獲取物理知識(shí)與表象，要不斷內(nèi)化生成體現(xiàn)物理學(xué)科鮮明特征的品質(zhì)屬性，進(jìn)而逐步轉(zhuǎn)化形成一種必備品格和關(guān)鍵能力，既服務(wù)于個(gè)人終身發(fā)展的要求，又能適應(yīng)未來(lái)社會(huì)發(fā)展的需要。

基于以上目標(biāo)任務(wù)，筆者認(rèn)為，高中物理課堂教學(xué)要堅(jiān)持以馬克思主義哲學(xué)為指導(dǎo)，尤其需要滲透辯證唯物主義的觀點(diǎn)，運(yùn)用馬克思主義哲學(xué)思想有意識(shí)地引導(dǎo)學(xué)生去理解其中蘊(yùn)含的深刻哲學(xué)原理，幫助學(xué)生去認(rèn)識(shí)物質(zhì)世界，探索其中的奧秘，形成帶有物理特征屬性的哲學(xué)思維。本文中筆者結(jié)合自己在實(shí)際教學(xué)中的一些典型實(shí)例，探討以辯證唯物主義的思想培養(yǎng)學(xué)生物理核心素養(yǎng)，實(shí)現(xiàn)高中物理教學(xué)既定目標(biāo)。

一、解釋看不見(jiàn)、摸不著的東西也是物質(zhì)

眾所周知，世界是物質(zhì)的，是客觀存在的，世界的真正統(tǒng)一在于它的物質(zhì)性。實(shí)施物理新課程，其核心素養(yǎng)中的“物理觀念”就是基于物理學(xué)視角，經(jīng)過(guò)概括提煉形成的對(duì)于物質(zhì)的基本認(rèn)識(shí)。在物理教學(xué)中，經(jīng)常會(huì)提到關(guān)于物質(zhì)或者關(guān)于物質(zhì)的概念，很多同學(xué)難以弄清兩者的異同。物理學(xué)中的物質(zhì)通?？煞譃閮纱箢?，一類是看得見(jiàn)、摸得著的物質(zhì)，比如樓房、汽車、分子、原子等；還有一類是看不見(jiàn)、摸不著但又客觀存在的特殊物質(zhì)形態(tài)，比如重力場(chǎng)、電場(chǎng)、磁場(chǎng)等。在對(duì)這種未知形態(tài)卻客觀存在的物質(zhì)探討中，我們通過(guò)課堂實(shí)驗(yàn)引導(dǎo)學(xué)生思考：把物體向空中拋出物體會(huì)落回到地面，說(shuō)明物體受到地球吸引，這個(gè)吸引力是通過(guò)地球周圍的重力場(chǎng)施加給物體的，證明重力場(chǎng)的存在。

講解磁場(chǎng)概念時(shí)，可利用學(xué)生熟悉的異名磁極之間存在吸引力幫助理解。課堂教學(xué)中讓一位同學(xué)手拿兩塊磁體，甲磁體的N極與乙磁體的S極相對(duì)時(shí)，學(xué)生能感受到兩磁體相互吸引的力。教師對(duì)這種現(xiàn)象設(shè)問(wèn)：N極對(duì)S極的吸引力是怎么產(chǎn)生的呢？學(xué)生回答應(yīng)該是甲磁體產(chǎn)生了磁場(chǎng)，這個(gè)磁場(chǎng)給S極施加了力的作用；同樣地，S極對(duì)N極也產(chǎn)生了吸引力，這個(gè)吸引力來(lái)自乙磁體產(chǎn)生的磁場(chǎng)，這個(gè)磁場(chǎng)對(duì)N極施加了力的作用。由此說(shuō)明，磁極之間的作用力可以通過(guò)磁場(chǎng)傳遞，雖然磁場(chǎng)看不見(jiàn)摸不著，卻依然客觀存在。電場(chǎng)和磁場(chǎng)一樣也是客觀存在的，并沒(méi)有依賴于我們的感官認(rèn)識(shí)。教學(xué)中利用同種電荷之間存在排斥力，解釋電荷之間的力通過(guò)電場(chǎng)傳遞，說(shuō)明電場(chǎng)的存在。在課堂教學(xué)中，針對(duì)抽象的物質(zhì)概念，泛泛而談學(xué)生可能理解不了，可列舉一些在日常生活中比較熟悉的現(xiàn)象來(lái)啟發(fā)大家思考與理解，引導(dǎo)學(xué)生從物理學(xué)的視角樹立正確的物質(zhì)觀念，為學(xué)生科學(xué)地認(rèn)識(shí)世界提供基礎(chǔ)，帶領(lǐng)學(xué)生用辯證的觀點(diǎn)去探索未知世界中客觀存在的物質(zhì)，引領(lǐng)他們對(duì)科學(xué)產(chǎn)生鍥而不舍的探究能力。

二、樹立正確的矛盾觀，學(xué)會(huì)一分為二地看問(wèn)題

通常我們都認(rèn)為，事物之間的關(guān)系往往既對(duì)立又統(tǒng)一。這就要求學(xué)會(huì)一分為二地、全面地看問(wèn)題，樹立正確的矛盾觀。物理學(xué)科核心素養(yǎng)中的“科學(xué)思維”是指基于物理學(xué)視角，建立對(duì)客觀事物的內(nèi)在規(guī)律、本質(zhì)屬性及相互關(guān)系的認(rèn)識(shí)方式，同時(shí)對(duì)不同觀點(diǎn)和結(jié)論提出合理化質(zhì)疑和批判，進(jìn)而形成能夠提出創(chuàng)造性見(jiàn)解的能力與品格。當(dāng)然這些批判和質(zhì)疑是以事實(shí)證據(jù)和科學(xué)推理為前提。

生活中，很多事物都充滿了兩面性，我們要正確認(rèn)識(shí)事物的兩面性。比如，在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的渦流，工業(yè)上可以利用它的熱效應(yīng)進(jìn)行真空冶煉，獲得高質(zhì)量的合金；軍事方面可以制造探雷器，還有機(jī)場(chǎng)、車站和重要活動(dòng)場(chǎng)所的安檢門都是利用渦流來(lái)工作的。但是，渦流也有不利的一面，比如電動(dòng)機(jī)、變壓器工作時(shí)，其中的鐵芯由于渦流發(fā)熱浪費(fèi)了電能。對(duì)這種不利一面的認(rèn)知促使我們研究思考并采取措施減能增效，提高利用率。

再如原子物理中，輕核聚變和重核裂變過(guò)程中產(chǎn)生了非常強(qiáng)大的能量，這種能量極大地解決了人類的能源危機(jī)，但是該過(guò)程中產(chǎn)生的核輻射和核廢料卻不可避免地嚴(yán)重影響了人類的健康和自然生態(tài)環(huán)境。例如，日本由于地震而引起的核泄漏事件就對(duì)人類的健康和全球的自然生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生了不良的影響。教學(xué)中我們可以利用這些實(shí)例引導(dǎo)學(xué)生正確認(rèn)識(shí)事物的兩面性，對(duì)有用的一面加以利用和發(fā)揚(yáng)，對(duì)有害的一面加以思考并控制，逐漸形成辯證唯物主義的世界觀。

三、學(xué)會(huì)抓主要矛盾，解決主要問(wèn)題

事物在發(fā)展過(guò)程中，可能存在多種矛盾交織疊加，其中起決定作用的矛盾我們稱之為主要矛盾，其他稱之為次要矛盾，通常情況下兩種矛盾相互依賴與影響，也可能會(huì)相互轉(zhuǎn)化。因此，我們?cè)诿鎸?duì)復(fù)雜事物時(shí)要認(rèn)清主要矛盾和次要矛盾，充分認(rèn)識(shí)到主要矛盾的重要性，學(xué)會(huì)抓重點(diǎn)。學(xué)習(xí)運(yùn)用好這一原理能夠有效解決實(shí)際問(wèn)題。例如，我們?cè)谘芯课矬w的機(jī)械運(yùn)動(dòng)時(shí)，為便于研究，有時(shí)會(huì)忽略物體本身的大小和形狀，只考慮物體的質(zhì)量，前者屬于次要矛盾，后者屬于主要矛盾。在進(jìn)行這類問(wèn)題研究時(shí)，我們把物體看成一個(gè)幾何點(diǎn)，即質(zhì)點(diǎn)，這個(gè)質(zhì)點(diǎn)有質(zhì)量，但忽略大小與形狀。這種模型的建立，不僅簡(jiǎn)化了我們對(duì)機(jī)械運(yùn)動(dòng)的研究，而且不會(huì)影響研究的結(jié)果。例如，一輛從合肥開往上海的動(dòng)車，車身和車輪在行駛過(guò)程中運(yùn)動(dòng)情況各不相同，甚至車輪上每個(gè)部位的運(yùn)動(dòng)情況也不一樣，但是，如果我們研究動(dòng)車從合肥到達(dá)上海的時(shí)間，就可以把動(dòng)車看成質(zhì)點(diǎn)，動(dòng)車的質(zhì)量即為研究的主要矛盾，大小形狀為次要矛盾，可忽略不計(jì)；而如果研究動(dòng)車在行駛途中經(jīng)過(guò)某個(gè)站牌的時(shí)間，此時(shí)動(dòng)車的長(zhǎng)度即為主要矛盾，動(dòng)車就不能看成質(zhì)點(diǎn)。類似的模型還有電學(xué)中的點(diǎn)電荷，光學(xué)中的光線，電磁學(xué)中的電場(chǎng)線、磁場(chǎng)線等。教學(xué)中我們可以利用這些問(wèn)題告訴學(xué)生：研究具體問(wèn)題時(shí)需要全面、細(xì)致，分清主次，抓主要矛盾，略次要矛盾。同時(shí)還要注意主要矛盾和次要矛盾在不同問(wèn)題中的轉(zhuǎn)變。

四、懂得世間萬(wàn)物是普遍聯(lián)系的

世間萬(wàn)物及各種社會(huì)現(xiàn)象之間都存在某種內(nèi)在聯(lián)系，既相互依存，又相互影響，不可能孤立地存在，世界處在縱橫交錯(cuò)的普遍聯(lián)系之中。這就要求我們尊重這種聯(lián)系的普遍性和客觀性，懂得用聯(lián)系的觀點(diǎn)、摒棄孤立的觀點(diǎn)去看待問(wèn)題。

高中物理教學(xué)中，會(huì)接觸到很多物理概念、物理規(guī)律與物理公式，也很容易發(fā)現(xiàn)大部分看似獨(dú)立的概念、規(guī)律與公式之間其實(shí)存在著一定的聯(lián)系。例如下述問(wèn)題：已知一個(gè)質(zhì)量m=6 kg的物體在空中自由下落h=5 m的高度（g=10 m/s2）。問(wèn)：該過(guò)程中重力做的功是多少？重力勢(shì)能變化了多少？最終獲得的動(dòng)能和速度分別是多少？首先，利用重力做功的公式WG=mgh求出重力做功WG=300 J；根據(jù)功能關(guān)系知道重力做的功等于重力勢(shì)能的減少量，知道重力勢(shì)能減少量為ΔEp減=300 J；再根據(jù)動(dòng)能定理知道重力做的功等于增加的動(dòng)能ΔEk=300 J；利用速度與位移的關(guān)系式v2=2gh求出物體下落的速度v=10 m/s。教學(xué)中利用類似的例題去引導(dǎo)學(xué)生充分體會(huì)“功”“能”“動(dòng)能定理”“位移”“速度”這些不同概念、規(guī)律、公式之間的聯(lián)系。

又如，奧斯特做了大量實(shí)驗(yàn)總結(jié)出電流周圍有磁場(chǎng)，科學(xué)家們對(duì)磁場(chǎng)的存在并沒(méi)有提出質(zhì)疑。根據(jù)事物間的普遍聯(lián)系，既然電流能在周圍產(chǎn)生磁場(chǎng)，相信磁場(chǎng)也能產(chǎn)生電流，由此引發(fā)了科學(xué)家們對(duì)磁場(chǎng)產(chǎn)生電流的探索，這種探索是磁生電的來(lái)由。英國(guó)著名的物理學(xué)家法拉第成功證明了這種可能性。法拉第通過(guò)無(wú)數(shù)次的實(shí)驗(yàn)，最終在1831年證明了磁生電的事實(shí)，也直接證實(shí)了電和磁之間具有相互聯(lián)系的正確觀點(diǎn)。通過(guò)這些事例，能夠讓學(xué)生輕松理解事物間的普遍聯(lián)系和相互關(guān)系。

五、展示量變是怎么引起質(zhì)變的

辯證唯物主義認(rèn)為，量變引發(fā)質(zhì)變是事物發(fā)展的一種基本規(guī)律，其中，量變是前提條件和基礎(chǔ)，質(zhì)變是最終呈現(xiàn)方式和必然結(jié)果。這對(duì)于我們認(rèn)識(shí)世界幫助很大。

我們知道，在粗糙水平地面上，用一個(gè)水平外力拉一物體，物體初始是靜止不動(dòng)的，這時(shí)物體受到地面施加的靜摩擦力。當(dāng)水平拉力逐漸增加，物體受到的靜摩擦力會(huì)不斷增加；當(dāng)靜摩擦力達(dá)到最大值時(shí)，如果還繼續(xù)增加水平外力，物體就會(huì)被拉動(dòng)，運(yùn)動(dòng)起來(lái)后，此時(shí)地面施加的摩擦力不再是靜摩擦力，而變?yōu)榛瑒?dòng)摩擦力。在這個(gè)過(guò)程中，物體受到的靜摩擦力不斷增大是一個(gè)量變過(guò)程，當(dāng)增大到一定時(shí)候靜摩擦力變?yōu)榛瑒?dòng)摩擦力。這個(gè)過(guò)程就是由量變到質(zhì)變的轉(zhuǎn)化過(guò)程，其中靜摩擦力等于最大靜摩擦力是摩擦力突變的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，這種量變到質(zhì)變的過(guò)程使物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生了改變。

再如原子物理中的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，用中子去轟擊鈾原子核，從而導(dǎo)致鈾原子核在撞擊中發(fā)生裂變，釋放出新的物質(zhì)，這就是“中子”。被釋放出來(lái)的中子，在力的作用下又去轟擊鈾原子核，源源不斷地釋放出更多的中子。在這種重核裂變中，接龍式的量變積累產(chǎn)生了巨大核能，例證了從量變到質(zhì)變的過(guò)程。諸如此類，課堂教學(xué)中滲透量變到質(zhì)變的觀點(diǎn)，借此培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)地學(xué)習(xí)和研究事物的能力以及對(duì)事物發(fā)展的正確認(rèn)知。

六、堅(jiān)信實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)

檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)是堅(jiān)持實(shí)踐，這一點(diǎn)毋庸置疑。高中物理核心素養(yǎng)中的“科學(xué)探究”的含義，是指在觀察和實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，提出猜想和假設(shè)，得出結(jié)論并作出合理解釋，以及在此過(guò)程中形成的交流、評(píng)估、反思的能力?？茖W(xué)史上的無(wú)數(shù)事例，充分說(shuō)明實(shí)踐是檢驗(yàn)真理客觀性的唯一標(biāo)準(zhǔn)。古希臘亞里士多德在生活中觀察到蘋果和樹葉在空中自由下落，蘋果比樹葉落得快，由此得出結(jié)論，物體下落的快慢取決于物體重量，物體重的下落較快。這一現(xiàn)象導(dǎo)致的結(jié)論很符合人們的主觀經(jīng)驗(yàn)，很多人認(rèn)可結(jié)論的正確性。但是伽利略通過(guò)邏輯推理進(jìn)行質(zhì)疑，指出亞里士多德觀點(diǎn)上存在的問(wèn)題，認(rèn)為物體下落的快慢與物體的重量并無(wú)關(guān)系。為了證明結(jié)論的可靠性，他在比薩斜塔上用不同質(zhì)量的兩個(gè)鐵球做落體實(shí)驗(yàn)，即著名的“比薩斜塔實(shí)驗(yàn)”，用實(shí)踐證明了落體運(yùn)動(dòng)快慢與質(zhì)量無(wú)關(guān)的觀點(diǎn)的正確性。

再如，在原子結(jié)構(gòu)的探究過(guò)程中，英國(guó)物理學(xué)家湯姆孫發(fā)現(xiàn)原子內(nèi)部有電子這一事實(shí)，但對(duì)于原子內(nèi)部正負(fù)電荷分布問(wèn)題的研究卻持續(xù)了很長(zhǎng)時(shí)間，最初湯姆孫提出“棗糕模型”，但遭到科學(xué)家們的很多質(zhì)疑。后來(lái)，英國(guó)物理學(xué)家盧瑟福斷然否定了湯姆孫模型，別出心裁地提出原子核式結(jié)構(gòu)模型，并用實(shí)驗(yàn)證實(shí)了這一模型。盧瑟福的“α粒子轟擊金箔”實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)了很奇怪的現(xiàn)象：α粒子轟擊金箔之后，大多數(shù)α粒子穿過(guò)金箔沿著原來(lái)的方向前進(jìn)，但是少數(shù)α粒子的運(yùn)動(dòng)方向發(fā)生了大角度偏轉(zhuǎn)，偏轉(zhuǎn)的角度甚至超過(guò)90°，相當(dāng)于它們幾乎被“撞了回來(lái)”。對(duì)這種大角度散射現(xiàn)象，湯姆孫的“棗糕模型”無(wú)法解釋，盧瑟福的原子核式結(jié)構(gòu)模型得以確立。通過(guò)學(xué)習(xí)這些實(shí)例，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)到真理無(wú)止境，真知需要反復(fù)實(shí)踐。面對(duì)權(quán)威，面對(duì)已有的結(jié)論，仍然要敢于質(zhì)疑，擁有求真求實(shí)的科學(xué)探究精神。

總而言之，在高中物理教學(xué)實(shí)踐中，倡導(dǎo)教師有意識(shí)地把哲學(xué)思想滲透進(jìn)課堂，在學(xué)科教育中融合辯證唯物主義的觀點(diǎn)，幫助學(xué)生正確認(rèn)識(shí)物理觀念，掌握科學(xué)思維、科學(xué)探究的本領(lǐng)，為個(gè)人終身發(fā)展和社會(huì)發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，進(jìn)而為黨和國(guó)家培養(yǎng)出高質(zhì)量的優(yōu)秀人才。

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責(zé)任編輯：黃大燦