高中物理教学融入物理学史人文教育的有效性

刘茵

（贵州师范大学附属中学，贵州 贵阳 550001）

引言：本着科教兴国的理念和宗旨，教育教学有了全新的面貌，教师要明确学生发展目标，强调学生的主体地位，深化科学素养和理论知识，对接社会需求，成为国家建设所需人才。物理学史可发挥渗透核心素养和强化人文教育效果的作用，教师找准物理学史切入的时机，帮助学生建立物理理论结构，准确认识社会生活与物理课程学习之间的关系，保证教学效能和质量。

一、高中物理教学融入物理学史人文教育的意义

物理学史包含运动和物质变化的基本规律，教师将该层面的知识应用于实际教学中可营造符合自然发展的物理情境，为学生渗透认识自然和优待自然的意识，有助于拓展学生的视野，从而遵从社会演变的规律，将物理知识作用于实际生活中。物理学的逐步发展淋漓尽致地展现在物理学史中，从定理萌芽时期到近现代技术无一不借助物理学内容，因此在物理教学中增加物理学史的相关内容将引导学生以可持续发展的眼光看待社会变迁，并且科学家们伟大的精神可作为提升学生精神高度的原材料，启发学生将坚韧不拔和不畏艰难的优良品质内化，充分满足教改要求，引领学生思维和想法的变革[1]。人文教育是目前教师需要深度探究的主题，如何不着痕迹的串联起机械论和相对论是困扰教师的问题，通过研究物理学史，领悟其中包含的科学研究方法，感受物质变化发展的一般性规律，体味人与自然和谐相处的现实意义，不仅有利于完善学生的科学素养，注入为科学研究无私奉献的精神，而且在整个过程中，学生感受到技术变革和思维创新的重要性，逐步形成创新意识，树立远大的抱负和理想，为社会进步提供强有力的支持。

二、提升高中物理教学融入物理学史人文教育有效性的策略

（一）明确物理学史的人文教育功能

有些教师没能准确认识到物理学史研究和引入的积极意义，认为在繁忙的高中教学中要主抓学生知识理论掌握情况，而非关心学生素质水平的提升，产生此种现象的原因是教师并未深入了解核心素养渗透和素质教育的基本要求，对于物理学史的认知程度停留在展示科学家自传的层面上，因此教师要深入解读素质教育的有关要求，以全局的眼光看待物理学发展进程，提升物理学史引入的重视程度。在教学活动中，结合定理和实验内容追溯历史，确定物理学家所使用的方式方法，感受其经历无数个体日夜却依然坚守在科研第一线的坚定品质，透过没有温度的公式，理解其中隐含的泪水和汗水，同时将此种情感传递给学生[2]。时刻提醒学生要关注定理研究背后的点滴，感受其中凝聚的精神力量，利用多媒体和信息技术，重现定理推导过程，提升学生对于物理规律的认知程度，达到刺激主观意识产出的效果。

例如，在讲解有关万有引力知识内容的过程中，教师可引入牛顿发现万有引力的物理史。学生们对于牛顿在树下被苹果砸的故事耳熟能详，利用此故事无法满足兴趣提升的要求，教师可增加牛顿在研究万有引力定律中所遭遇的磨难，借助网络资源，真实反映出在科学探究阶段物理学家所遭受的困难，询问学生：“牛顿能够被人们记忆上百年是依靠苹果砸头吗？”，在此种轻松的氛围下，学生更愿意表达自己的想法，并且有助于回忆在高中阶段学习的与牛顿研究有关的知识点，延伸知识作用的空间。

而利用物理学史也可传递终身学习和研究的意识，引入量子化理论演变的过程，学生顺着时间线从汤姆生发现原子内部构造的内容出发，顺延到卢瑟福开展的α粒子散射实验活动中，最终走向波尔量子论，感受在科学研究中不能在发现某个新物质或者现象后就停止前行的脚步，要秉持着不断质疑的原则，利用现有理论和技术证明自己的假设，勇于探索生活中的物理现象。由此可见，教师在课余时间要增加关于物理学史的知识，探索物理科学发展的历程，优化现有实验步骤，加入生活化的内容[3]。

（二）找准物理学史引入的时机

物理学史引入的时间要视课程内容而定，对于科学家精神和研究大体历程方面的内容可在课前导入环节予以展示，利用图文并茂的形式，将学生带入物理学家研究的整个过程，有些教师认为错误的观点没必要展示给学生，容易造成思维混乱，但本人认为此种展示过程十分必要。当前应用的定理也同样是基于现阶段的科学水平所推导出的结论，学生了解到错误观念产生的原因能够更好地规避错误，纠正错误的思维方式，并根据学生的反馈找到其中仍存在理解偏差的内容，优化后续的教学内容。

例如，在讲解有关力学方面的知识时，可组成一个力学发展史，融入亚里士多德、牛顿、伽利略等人给出的不同的研究方向，播放影像资料，也可设置趣味性活动，鼓励学生扮演物理学家，阐释自己研究的主项目，并细化研究中使用的方法，接着将学生变为评委，找到表演者在阐释过程中存在的问题，有助于回顾实验流程和具体公式[4]。对于力学模块来说，教师可结合具体的实验过程，比如平抛运动，带领学生进入VR世界，还原物理学家研究该定理的过程，将平行导轨放置于桌面上，夹好坐标图板，准确调节器材底部的螺丝，保证处于水平状态，利用垂线原理，使坐标图纸处在正确的位置。将小球的刚离开斜槽的位置设为坐标原点，小球自由滚落，学生观察到在小球离开原点后开始做平抛运动。在没能加入物理学史的实验中，教师只要设定小组学生自行探究即可，但得到反馈效果不佳，学生只能粗略的观察小球在某一位置的坐标值，将学生带入平抛实验的研究过程可放大小球运动位置的坐标，更为具象的显示出小球整体的运动过程。在完成此部分的内容后，教师引导学生转战实验室，将小球运动轨迹抽象成具体的图像，利用求出几组初速度，并求出平均值。

在此教学活动中，为学生创建符合物理学史的情境，引导学生关注整个运动的过程，直观体验平抛运动的规律，强化对科学技术的依赖程度。引入先进的教学工具与历史研究过程形成对比，学生隔空对话物理学家，转变探究的身份，增强学生的自信心，提升对物理知识的重视程度。由此可见，物理学史的引入阶段不仅仅局限于课堂导入环节，还课作用于实验探究中，利用现代化的技术拉近学生与定理理论之间的距离，消除畏惧情绪，有助于强化理论内容，满足人文教育的要求。

（三）联系当前科学技术发展

教师在展示物理学史的环节要注重将作用效果延伸到实际生活中，物理教学的目的是学生学会相关理论内容后，可解决生活中的实际问题，因此物理学史的渗透并非停留在拓展知识面的层次上，还包含对接现实生活，体会科学改变生活环境的重要作用。物理学史中涵盖大量的解决问题的技能，教师要深入研究其中适合学生使用的方式方法，本着科学性和适时性的原则，借助科学史真实反映在某些理论推导中所使用的高效策略，无形间渗透科学方法，强化高中物理相关技能。

例如，在讲解有关万有引力的内容时，教师可首先理顺伽利略、牛顿等人发现此定理的过程，强调在科学研究阶段要注重引入新思想，并证明自身想法的准确性，接着联系我国航空航天事业的发展，提醒学生社会的进步以及国家国际地位的提升与科学技术的革新有着密不可分的关系，作为新时期的中坚力量，引导学生树立科学发展观，积极投身入研究活动中，提升个人能力和素养水平。定期举办物理学史的交流活动，鼓励学生采用不同的方式呈现科学家们值得称赞的精神，将无形的情感转变为具象化的物理内容。

结束语

综上所述，为保证人文教育的效果，教师要确定好物理学史的引入时机，结合学生的认知水平和教材内容，细化教学流程，通过展示物理学家们严谨的科学精神，渗透到学生心中，满足科学素养提升的要求。