基于以史育人 落实学科思政

2023-09-13 09:29:00   来源：   撰稿：李靖   摄影摄像：    ;  评论：0 点击：

基于以史育人 落实学科思政

西安市第八十九中学  李靖

【摘要】物理学史涉及了与物理学有关的自然科学与人类发展的历史，集中体现了人类探索和逐步认识物理世界的现象、特性、规律和本质的历程。物理学史和中学物理教学相结合不仅有利于激发学生学习物理的兴趣，更重要的是对学生进行科学态度、情感和价值观的教育以及科学精神的陶冶。因此，物理学史知识的教学正在发挥着无可替代的育人功能。

【关键词】物理学史  教育功能

物理学史是研究人类对各种物理现象的认识史，它展现了物理规律、定律和研究方法的发展脉络，揭示物理学观念、方法的原因和规律性。在物理教学中介绍物理学史，能够帮助学生掌握科学发展规律，了解科学的社会功能，活跃科学思想，激发科学创造精神。因此，我们需要研究如何充分利用现行物理教材中的学史素材，并挖掘学史中的科学精神与科学方法因素，继而探索将学史内容渗透于中学物理教学实践之中。

一、利用物理学史对学生进行科学方法教育

学习物理学发展的历史，有助于了解物理学发展的内在规律，正确认识它的现状，掌握它的发展方向，预测它的发展前景。物理科学方法是指人们在学习或研究物理问题的过程中发现问题、提出假说、搜集事实、做出解释论证等所遵循的途径和使用的手段，实际上是思维的方法和程序。物理学方法与物理学的研究相伴而生，物理学的发展也就是物理学方法的发展。因此物理学发展史也就是物理学方法的演化史。在物理学史中学习科学方法，把两者结合起来，就是让学生遵循前人科学发现和发明的思路来学习，学会科学研究的方法。具体地讲就是善于把学生推到若干年前，让他们从当时的科学背景出发去重温科学家们在什么问题上、什么环节、什么情况下、用什么方法和思路做出了科学发明和发现，把这些关键的步骤联系起来有助于学生掌握物理学家们在发现问题、研究问题、分析问题、解决问题、探索真理过程中运用的科学思维方法。

1.利用物理学史对学生进行类比方法教育

物理知识中，由类比方法得来的知识有很多。如法拉第依据自然界统一、和谐的自然图景，通过类比电能产生磁，提出磁能产生电；德布罗意通过力学和光学类比，引进了波粒二象性概念。只要在教学过程中给学生讲一讲就能培养学生的类比思维方法，从而提高学生的思维能力。

2.利用物理学史对学生进行理想化方法教育

理想化方法的运用非常广泛，物理学史上许多物理模型、物理实验都用到了理想化方法。例如，著名的伽利略的理想实验：让一小球沿一斜面由静止滚下再滚上另一斜面，若无摩擦，小球将上升到原来的高度；若减少斜面的倾角，小球在这一斜面上到达原来的高度就要通过更大的距离；继续减少倾角，最终使其成为一个水平面，则小球永远不能达到原来的高度，将沿水平面以恒定的速度运动下去。这种物理学史上的理想实验，不仅能告诉我们实验的过程，更重要的是它传授给了我们研究物理问题的基本思维方法——理想化方法。给学生讲授这种实验，既能让学生了解理想化方法，又能培养学生分析、推理、想象的能力。

3.利用物理学史对学生进行科学思维方法教育

物理学中有许多规律的发现往往经过假设----实验----论证，或理论----质疑----新的理论等途径而发现的。如原子物理学中人们对原子结构的认识：首先从汤姆生发现电子而创立汤姆生模型开始，在此基础上卢瑟福依据a粒子散射实验的结果提出了核式结构模型，玻尔进一步把量子化理论运用到原子系统上建立了玻尔模型，这样，使人们对原子结构的认识才能不断完善。教学中结合物理学的发展进行物理学史的教育有利于培养学生正确的科学思维方法，使学生的思维更加有理性。

4.利用物理学史对学生进行科学思政思想教育

科学发现的历史表明，机遇在新的发现中具有重要作用，但是“机遇只偏爱那种有准备的头脑”。这方面生动的例子有不少，如丹麦科学家奥斯特发现电流磁效应，泡利不相容原理的提出，查德威克中子的发现，机遇在其中都起到了重要作用。类似的例子在物理学中还有许多。可见，利用物理学史有助于学生了解物理学家艰辛的科学探索过程，培养学生正确的思政思想。

二、利用物理学史对学生进行核心素养的培养

物理的核心素养包括：物理观念、科学思维、科学探究、科学态度与责任。在这四个要素中，最基础的核心素养是物理观念，它代表对物理知识的内化，是 其他三个素养的基础，科学思维与科学探究代表了学生的关键能力，科学态度与责任显现了每个人必备的品格。巧妙利用物理学史有助于学生核心素养的培养。

1.利用物理学史中的猜想与假设培养科学探究能力

在物理学发展的每一个阶段，都有科学家通过适当的猜想与假设发现了一个又一个的物理定律，如伽利略在对自由落体运动规律的研究过程中，他之所以能驳斥亚里士多德的“重的物体比轻的物体下落快”的错误观点，就是猜想与假设的魅力：如果亚里士多德的观点是正确的，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，总的重量比大石头还要重，因此整个系统下落速度要比8还大，用亚里士多德的观点分析同一问题得到完全矛盾的两个结论，说明亚里士多德的观点本身就是错误的。这就体现了科学探究的魅力。

2.利用物理学史中的辩证思想培养科学思维能力

    学生的智力发展主要体现在思维的发展上。良好的思维可以为学好物理打下基础，而通过物理学习更能促进其思维的变化和发展。物理学史中有很多史实就能很好的体现物理的科学思维。如奥斯特发现电流可以产生磁场后，人们自然会提出问题：能否利用磁场产生电流呢？这就是一个电生磁、磁生电的辩证思维。奥斯特实验指出恒定的电流周围会产生恒定的磁场，相反的利用恒定的磁场就能够得到恒定的电流，也就是在磁铁的旁边放一个线圈就能够在线圈中产生电流。然而这并不是真正相反的实验，因为上述的推论出现了逻辑错误，这正是延误电磁感应发现的主要因素。后来法拉第从静止的思想突破到了变化的思想，有了“动态”观，在动态变化的过程中，才发现运动的磁铁能产生变化的磁场，才能生电。这种逻辑思想的突破在科学规律研究中堪称一绝。由此可以让学生领略思维才是学习的中心，提升思维能力也是学习的目的。

3.利用物理学史中的情感体验体会科学态度与责任

物理教学从知识本位到以人为本，从物理教学到物理教育，从双基到三维目标再到核心素养，既有融合更有超越。而作为核心素养主要构成的关键能力和必备品格，实际上就是三维目标的提炼和整合。因此在有限的课堂时间内，教师应该给予学生对科学无限的崇尚和坚定的研究意志。比如《行星的运动》的教学中，如果教师只关注规律本身，学生定会觉得枯燥无味，而在教学设计中立足于科学精神的培养，提供给学生大量的科学史料，让学生了解科学探究的过程，获得探究的乐趣，从中感悟科学家求真求简的研究思路和献身科学的精神。使学生不仅了解了“地心说”和“日心说”的发展，而且充分挖掘了物理学史背后隐含着的科学家的“较真”。

    总之，物理学史应该成为高中物理教学中不可缺少的组成部分，可以把文化的传授和学习过程演化为历史上文化创造者与今天文化学习者之间的对话，把物理规律的学习上升为科学的世界观和方法论的学习，在物理教学中产生积极的效果，继而活跃科学思想，激励科学创造精神。