在教学中渗透物理学史提升学生的核心素养的一点思考

天津市育红中学 马鸿英

在教育部2014年印发的《关于全面深化课程改革落实立德树人根本任务的意见》中，将核心素养作为重要的育人目标。物理学科的核心素养是指学生在接受物理教育过程中逐步形成的适应个人终身发展和社会发展需要的必备品格和关键能力，是学生通过物理学习内化的带有物理学科特性的品质，是学生科学素养的关键成分。而事实上在物理教学中，教师们往往过多地强调知识的掌握和运用而忽略物理学发生、发展的历史，即物理学史的教学是不够充分的，实际上教学中渗透物理学史，可以有效地提升学生的核心素养。

一、物理核心素养的介绍

物理核心素养主要有“物理观念与应用”“科学思维与创新”“科学探究与思维”“科学态度与责任”等四个方面的要素构成。

随着时间的流逝，学生在校所学的大量学科知识都将逐渐淡化甚至遗忘，真正伴随学生一生发展并持续发挥作用的不是具体的物理学科知识，而是知识升华后留存在学生思想意识层面的东西。在教学中渗透物理学史有利于提升学生的核心素养。

二、物理学史介绍

物理学史是研究物理学发生、发展的历史。从整个物理学科发展看，物理学知识以及物理学史和物理方法论构成了物理学的两大部分，这两部分是不可分割的，紧密联系的。

在传授物理学知识的过程中通过对物理学历史发展过程的再现，揭示物理学发生、发展和演变及其相应的认识论和方法论变革的历史规律，并对物理学发展的基本趋势和它在科学技术中的地位和作用提出科学的说明，有助于学生了解人类对自然界认识发生发展的基本规律，了解物理学家和发现定理、定律的基本方法。

通过在课堂上渗透物理学史，会让学生潜移默化地提升学生的物理核心素养。

三、物理教学现状分析

大部分的一线教师在平时教学中只重视知识的结论，而忽视物理过程的分析，或淡化过程的教学，忽略知识的来龙去脉，这样就使得学生缺少了对新知识学习的思维过程的建构。

一线教师为什么不愿意在物理学史的研究上下功夫呢？笔者认为：高考是教师教学的指挥棒，高考的重点考察还是知识类的问题，对于学科素养没有办法考察；教师的教学时间有限。在有限的时间内，教师门不会把时间放在“低效”的物理学史上；学生的层次也决定了教师们的教学目标更多放在知识的落实上，也不会用课堂上宝贵的时间渗透物理学史；教师的核心素养也需要提升，老师和学生一样也缺乏物理学史的积淀。

著名哲学家马赫认为：物理学史的教学是对学生进行富有成效的科学教学的一种辅助手段。因此教师们要有长远的眼光，为学生们的终身发展考虑。教学中渗透物理学史有助于学生们对于学生物理知识的理解，有助于学生树立正确的人生观、世界观，坚持科学的方法论。

四、如何在物理教学中渗透物理学史

渗透法可以激发物理学习的热情，开拓学生的视野，使学生更具有洞察力；还可以使他们以一种移情的方式设身处地体验以往科学家的探究过程，促使他们主动学习和建构知识，并形成严谨的科学态度。目前物理课中，万有引力一章知识的讲解中可以很丰富地渗透物理学史，让学生体会万有引力发现的历程的艰辛与美妙。同时，还有一些课程，我们可以专门地开设成物理学史的课，从而更加有效地提升学生的核心素养。

（一）以《伽利略对自由落体运动的研究》为例，让学生体会方法论

1.伽略利用逻辑推理的思想扳倒亚理士多德的有关轻的物体落得快还是重的物体落得快

伽利略是怎么想到重物和轻物落得一样快的呢，又该如何说服周围的人理解他的想法呢？还原当时伽利略的逻辑推理：根据亚里士多德的论断，一块大石头的下落速度要比一块小石头的下落速度大。假定大石头的下落速度为8，小石头的下落速度为4，当我们把两块石头捆在一起时，大石头会被小石头拖着而减慢，结果整个系统的下落速度应该小于8；但两块石头捆在一起，总的重力比大石头还要重，因此整个系统下落的速度要比8还大。这样，就从“重物比轻物落得快”的前提推断出了互相矛盾的结论，这使亚里士多德的理论陷入了困境。为了摆脱这种困境，伽利略认为只有一种可能性：重物与轻物应该下落得同样快。

2.伽利略在研究落体运动的规律的过程也一样困难重重。这一部分再一次体现了伽利略的非凡的严谨的推导思路

伽利略认为自然界的规律是简洁明了的，这是一种哲学思想，因此他猜想落体运动应该是一种最简单的变速运动。伽利略用了一个非常巧妙的方法来“冲淡重力”。学生体会到伽利略对现象一般观察—提出猜想—运用逻辑推理—实验对推理验证－对猜想进行修证（补充）—推广应用。体会在当时那样一个那年代，伽利略的严谨思路和科学方法。

3.在研究落体运动中，最困难的问题是无法做到把阻力减小到几乎是零

伽利略提出了抓住主要矛盾忽略次要矛盾的唯物辨证思想。在科学研究中，懂得忽略什么，有时比懂得重视什么同等重要！这是多么重要的辩证唯物主义思想。从伽利略开始，把实验和逻辑推理和谐地结合起来，从而发展了人类的科学思维方式和科学研究方法。

（二）以《划时代的发现》为例谈哲学中的对称思想指引着科学家的探究方向

在本节课的教学开始，笔者设计了这样一个问题：是什么信念激励奥斯特寻找电与磁的联系的？18世纪末，人们开始思考不同自然现象之间的联系：摩擦生热表明机械能转化为电能，蒸汽机则实现了热运动向机械能转化。以康德为代表的哲学家提出了各种自然现象之间是相互联系和相互转化的思想。正是这样的一种哲学思想，让奥斯特坚信电与磁之间可能存在着某种联系。通过学生阅读材料让学生明白：电流的磁效应的发现引起了这种对称性的思考。可见哲学思想在引导着科学家的探究方向。

教育所给予人们的无非是当一切已学过的东西都忘记后所剩下来的东西。德国教育学家第斯多惠也说过：“教学的艺术不在于传授本领，而在于激励、唤醒和鼓舞。”在教学中渗透物理学史，提升学生们的核心素养是教师们工作中的重中之重，教师只有对物理学史的内容有全面、深入的了解，才能对其作出合理取舍，设计出符合中学生思维和认识水平的教学方案。