物理史實在物理教學中的四個“有何”

陳衛國

【摘要】新課程的實施，為重新審視學科科學史的教育價值提供了契機。本文從在中學物理教學中運用物理史實有何類型、有何作用、有何方式、有何成效4個方面進行論述，為在中學物理教學中運用物理史實和開展相關研究起到借鑒和啟示作用。

【關鍵詞】物理史實 物理教學 運用

【中圖分類號】G633.7 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2018）16-0175-01

近來，隨新課程改革的興起，物理史實在物理教育中的作用已成為物理教育研究的一個熱點問題。《普通高中物理課程標準（實驗）》明確提出：“高中物理的課程目標是旨在提高全體學生的科學素養，從知識與技能、過程與方法、情感態度與價值觀三個方面培養學生，要做到能理解科學，能了解科學發展的歷史，能理解科學與社會的關系，能解釋或解決問題。”《課程標準》也在教科書編寫建議中指出：“物理教科書應重視科學的發生過程，每一個新發現，特別是具有重大意義的科學發現，都為后繼者提供寶貴的教益和啟迪。教科書既應對科學過程所凝練、升華的科學思維方式和科學研究方法有較為精到的展示，讓學習者汲取前輩科學家科學思維和科學研究方法；也要以鮮活的資料弘揚其科學精神和意志品質，使學習者受到生動的情感態度與價值觀的熏陶和感染，有利于健全人格的養成 。”

鑒于物理史實教育的作用這一問題的重要價值和現實意義，以下將從物理史實教學有何類型、有何作用、有何方式、有何成效4個方面進行分析，希望對物理教學中運用物理史實和開展相關研究起到借鑒和啟示作用。

一、有何類型——在物理教學中應該運用哪些物理史實

教科書選取的物理史料，不純粹是介紹物理史實，在物理教學中運用的物理史實大致可分為3類：科學家名言錄與生平；物理學上的佯謬與物理學派間的爭議；物理原理、定律的發現。

1.科學家名言錄與生平

人教版高中物理新課程教科書，在引言和每章開頭，均引用一條學者或科學家的語錄，如在必修1中引言開頭引用了莊子的話“判天地之美，析萬物之理”，概括了物理學的研究特征；在第三章“相互作用”開頭則引用了恩格斯的話“……交互作用是事物的真正的終極原因”，揭示了自然界中物體不是孤立存在的，而是相互作用的。此外，教科書還適當介紹一些重要科學家的生平、經歷及科學思想和重要貢獻，如《牛頓的科學生涯》、《法拉第與劃時代的發現》等。

2.物理學上的佯謬與物理學派間的爭議

教科書有意識的介紹一些歷史上的佯謬借以幫助學生擴大眼界、去偽存真，激發學生對科學研究的興趣。如在伽利略對自由落體運動的研究介紹“重物和輕物下落快慢”的佯謬。教科書還展現歷史上一些學派、假說間的爭議，如對光的本性的認識過程；對原子和原子核的探索等等。通過展現人類認識進程中的歷史爭議，使學生感受到科學是一個開放的、不斷發展的系統，是一個永遠不會完結的過程。

3.物理原理、定律的發現

一是物理原理、定律的發現過程。如萬有引力定律的發現，專辟“行星的運動”與“太陽與行星間的引力”兩節，并在第一節課后插入材料“人類對行星運動規律的認識”，比較詳細介紹了開普勒的工作以及牛頓得出萬有引力定律的過程。二是物理原理、定律的發現方法。如“伽利略對自由落體運動的研究”，系統的闡述了伽利略從“邏輯推理”、到“猜想假說”、再到“實驗驗證”的科學研究方法。三是物理原理、定律的發現評述。如在學習能量守恒定律時，教科書引入對其歷史地位的評述：“能量的轉化與守恒定律是19世紀中葉物理學上最重要的發現，并成為全部自然科學的基石，成為檢驗一個理論是否正確的基本準繩之一。”

二、有何作用——在物理教學中運用物理史實有何作用

將物理史實教育引入物理教學中，作為改革物理教學的一種手段，已成為國內外物理教育工作者的共識，越來越廣泛地受到重視。

物理史實教育的意義：有助于激發學生學習物理的興趣；有助于啟迪學生的科學思維；有助于培養學生的科學精神，樹立正確的辯證唯物主義觀點；最終提高學生的知識素養和創造素質。

在物理教學中運用物理史實具有以下作用：有助于激發學生學習物理的興趣，培養良好的學習習慣；有助于對物理知識的理解和把握；有助于對學生進行愛國主義教育；有助于學生樹立正確的辯證唯物主義觀點。

從知識與技能、過程與方法、情感態度與價值觀三維目標來看，物理史實有助于拓展學生知識視野，了解科學知識的動態形成過程；物理史實教育有助于學生了解科學探索過程，進行科學思維方法的熏陶；物理史實教育有助于學生情感態度價值觀的培養。

三、有何方式——在物理教學中運用物理史實有何方式

在以前的物理教科書中，物理史實要么以正文引入，要么作為課后的閱讀材料。隨著基礎教育改革的深入和新課程標準的提出，物理教科書中物理史實內容所占的比例不斷增加，呈現物理史實的方式也明顯增多，主要有以下幾種基本方式：

1.作為新知識的背景材料

如問題的提出、解決與發展；概念的形成與發展重大科學事實的發現；重要科學規律、原理、方法的建立、應用與發展；理論體系的建立等。主要出現在教材正文的介紹中。

2.作為課后閱讀材料

如在新人教版教材中設置的欄目有“科學的足跡”、“STS”等，這些一般都出現該節的最后。

3.作為擴展性資料插入

如新人教版教科書中的“科學漫步”；上海版教科書中的“歷史回顧”等，這些內容一般以欄目的形式插入到教科書的上下文之間，作為拓展性的資料引入。

4.作為旁批、旁注插入

各種版本的教科書中物理學家語錄、物理學家肖像等內容都以這種形式引入。

事實上，教科書引入物理學史實的方式還可以多樣化，使物理史實可以融入到教科書的眾多欄目之中。如融入到課后“問題與練習”、“思考與討論”、‘想一想“等欄目中。但在物理教學中運用物理史實要有相應的策略：挖掘教材，寓史于育；動手實驗，體驗探究；講解過程，加深理解；針對問題，及時教育；適時穿插，以史激趣；課外活動，拓展視野。

四、有何成效——在物理教學中運用物理史實有何成效

在物理教學中運用了物理史實，到底收到了什么樣的效果？

中學物理教學中引入物理史實，一方面可以促進學生了解和掌握物理學科最必需的基本概念、定律、定理，可以控制學生的注意力，有利于學生的學習與保持，促進了學生主動的認知結構的建構，主觀與客觀積極互動，并逐漸學會學習的方法，為學生形成范圍更廣、聯系更緊密、結構更完善的物理認知結構創造了良好的條件；另一方面能促進學生對基本的物理方法（如分析和綜合相結合，歸納與演繹相結合） 和物理思想內容（如理想化、模型化等） 進行內化，它是學生物理認知結構的組成成分之一，能很好地加強物理知識點之間的聯系，使學生學習中的知識有可靠的停泊點和支撐點，也使習得的知識有更好的層次感，從而為學生物理知識的整體化做準備。

參考文獻：

[1]普通高中物理課程標準（實驗）

[2]普通高中課程標準試驗教科書（物理）