基于立德樹人的高中物理學史課程實踐

陳金朋 黃李炮

摘 要：在高中物理教學領域，立德樹人無疑是一個關鍵且具有深遠意義的教育理念，其核心在于培養德才兼備、全面發展的新世紀復合型人才。通過對物理學史課程的深入學習研究，學生不僅可以了解物理學的相關研究知識和技能，還可以身臨其境地走進物理學家們的日常研究生活，感受其實驗技能、科研態度和人格魅力，進而完善學生世界觀、人生觀與價值觀的構建，激發他們的創新精神和實踐能力。

關鍵詞：立德樹人；物理學史；課程；實踐

人類幾千年的歷史表明，物理學是人類文明的重要源泉。從茹毛飲血的原始部落到高度文明的現代社會，如影隨形的始終是以物理學為核心的科學技術的一次次突破。16世紀以來的三大科技革命：蒸汽機革命、電力革命、以信息技術為中心的科學技術革命，其主要理論基礎都是物理學上的幾次創新思維飛躍：牛頓力學、能量守恒與轉化、電子理論、愛因斯坦的相對論，以及量子論與量子力學。因此，物理學是個充滿智慧、引領變革的關鍵學科。

《資治通鑒》有言：“夫聰察強毅之謂才，正直中和之謂德。才者，德之資也；德者，才之帥也?！绷⒌聵淙?，是每個教育工作者的初心和使命?！坝蟹司?，如切如磋，如琢如磨?！碑敶恳粋€高中生，如同質樸原石，亟須天人妙手、精心雕琢；而物理學史的課程，又恰如那神工鬼斧的造化之器，飽經歲月洗禮、鐘靈毓秀，有待物理教師的匠心獨運、琢玉成器。在高中物理學史課程實踐中，我們致力于傳承物理學的精神，培養學生的科技素養，激發他們的愛國情懷；我們致力于將科學與人文有機結合，讓學生在探索知識的過程中，樹立正確的世界觀、人生觀和價值觀，建立科學的方法論，提升自身的道德素質。本文將著重探討高中物理學史課程的教學實踐，研究其對于培養德才兼備、全面發展的優秀人才的重要意義。

一、基于立德樹人的物理學史課程實踐的內涵與定位

物理學史既是物理學的發展史，也是物理學家的紀錄片。通過觀看光學實驗，聆聽牛頓的故事，感受麥克斯韋的奇聞，領略法拉第的逸事等，教師應積極引導學生身臨其境，使其油然而生出科研精神的萌芽：這是“敢下五洋捉魚鱉，勇攀科峰摘明珠”追求真理的氣魄；這是“路漫漫其修遠兮，吾將上下而求索”追求真理的精神。這種科研精神，足以激勵每一個學生去探索、去發現、去創造。教師通過向學生介紹物理學史的演變、物理學家們的成長、研究歷程，以及物理學家們的思考方式，進一步讓學生理解：科學家不僅要有扎實的專業知識，還要有獨立思考的能力、創新思維的勇氣，更要有尊重生命、造福社會的德行操守與責任感——他們用自己的思想、實踐和發明創造，改變了人類對世界的認知。物理學史課上，教師應采用情境代入的教學方式，將科學家們遇到的、發現的問題及時拋給學生，讓學生代入科學家們的視角進行思考解決，然后再介紹歷史上物理學家們是如何解決這些問題的，因勢利導、循循善誘地鼓勵學生積極思考、深入討論、取長補短。這種提問、思考和分析比較的過程，正是培養科學精神和創新意識的有效方式。在這種教學方式下，學生不再是被動地聽故事，而是主動地進入、參與到科學家科研探索的世界里，與其一道共同研究，探索問題，尋找答案。

因此，教師應該明確該課程的定位，積極引導學生理解物理學史背后的人文價值——物理學史既是科學，也是哲學，更是人文歷史社會學，它不僅關注自然現象的規律，而且關注人與自然的關系、人與社會的關系，以及人與人之間的關系。物理學史是科學與人文的交匯點，學生可以通過物理學史領略到科學的人文情懷，促使學生科學與人文素養并舉，促進學生科學、哲學與文學水平的均衡發展。例如：牛頓作為舉世聞名的偉大科學家，教師可以專題講座的形式，對牛頓的生平及其科研歷程進行闡述，同時有所側重地介紹牛頓在樹下被蘋果砸中而“開竅”，探索重力學說的過程，引導學生類比經歷、發現問題并積極思考。這種方式巧妙地消除了科研領域的神秘感，并拉近科學家與學生之間的距離，由此激發學生將對科學家的崇拜轉化為刻苦學習的動力。此外，專題講座的題材還包括伽利略為宣傳哥白尼的日心說而遭受終身監禁、利赫曼為引雷電而獻出生命、居里夫人為放射性研究而做出巨大犧牲、法拉第屢次拒絕接受封爵而甘愿過平民生活、亞里士多德富有批判和懷疑精神等例子。通過這些系列講座，教師可生動地向學生展現這些科學家在追求真理過程中所展示的無畏艱險、不惜生命、不慕名利、不畏權威的高尚品質，有利于學生建立實事求是的科學態度，培養獻身科學的探索精神，為未來的學習和研究打下堅實的基礎。

二、基于立德樹人的物理學史課程實踐的目標與意義

（一）物理學史課程實踐，可培養學生社會責任感

最近上映的傳記電影《奧本海默》，講述了原子彈之父的傳奇歷史，映射著“我現在成了死神，世界的毀滅者”的無奈感嘆；然而我國也曾在世紀之交拍攝了《橫空出世》，重現了“兩彈一星”的成功研制，強調的卻是科技強國的積極作用。由此可見，科技革新是把雙刃劍，唯“有德者”方可握之。

物理學史課程實踐活動的目標是引導學生深入理解物理學，了解物理學的知識體系是如何被前赴后繼的物理學家們通過各種實驗手段研究構建，認識物理學是如何積極推動人類社會的發展、引領社會科技的革命，以此培養學生的獨立思考的能力、批判性的科學思維以及創新精神。通過這個課程實踐，學生既可以深入了解物理學的發展歷史，學習如何應用物理理論來解決實際問題，增強他們的社會責任感；也可以了解物理學的基本原理，掌握實驗方法，探索未知的科學世界。事實上，面對日新月異的社會需求與科技發展，新時代的復合型人才，不僅需要掌握必備的專業技能和知識，更需要必備的社會責任感。教師通過基于立德樹人的物理學史課程實踐學習，使學生體會如何利用物理學來理解、解決現實需求與問題：核能是如何開發利用成清潔能源，物理學原理是如何被應用于新型電子設備的設計中，人工智能是如何研制并需要注意哪些社會倫理問題……這些過程的體驗，能夠提高他們對物理學的認知，強化他們的科學精神，培養他們的社會責任感，從而對社會發展產生積極的影響。

（二）物理學史課程實踐，可增強團隊協作能力

物理學史課程實踐，可以培養團隊協作的能力。這門課程一般可設置一系列創新實驗，幫助學生在實踐中掌握理論知識。每個學生需要與小組成員共同參與實驗，并且在團隊中分工協作、相互配合，各自發揮關鍵作用。在實驗過程中，教師引導學生做到主動溝通、善于吸取意見，以培養高效的團隊合作精神和執行力。

物理學史課程中教師一般可安排一系列討論和報告環節，以便學生深入探討交流在課程中學到的知識和體驗。例如在討論中，教師引導學生提出自己的觀點，傾聽他人的意見，并分享對于實驗的見解。通過這些討論環節，學生不僅可以鞏固自己在課堂中學到的知識，還可以拓寬視野，獲得新的思考和見解；課堂之外，教師可設置小組作業和團隊任務——這些任務通常需要團隊成員密切合作，發揮各自的特長，以尋找最佳的解決方案。在完成任務的過程中，學生需要有足夠的獨立思考能力，需要學會團結和合作，以達成共同的目標。在團隊協作方面，學生需要學會傾聽他人的心聲，尊重他人的觀點，學會與他人達成共識。在溝通交流方面，學生需要學會清晰、準確地表達自己的觀點，以便更好地使團隊成員理解和接受自己的意見。通過這種多方面的實踐和合作，物理學史課程可以培養學生的團隊協作能力、溝通能力、創新能力和自主學習能力。通過這種實踐，學生不僅能夠鞏固在課堂上學到的知識，還能夠在實際操作中發現問題、解決問題，提升自己的綜合素質。

三、基于立德樹人的物理學史課程實踐的應用

物理學史的實踐教學需要與各種實踐活動緊密結合，讓學生在親身體驗中感悟物理學史。這些實踐活動的目標不僅在于學習物理學史的知識，更在于培養學生的學習能力、團隊合作精神，增強他們的科學責任意識，以期達到立德樹人、全面發展的教學效果。

（一）物理實驗

物理學是以實驗為基礎的學科，其發展和進步與實驗密切相連。學生可以在實驗過程中親自參與和體驗，直觀地感受物理學的演變。教師安排學生參與一系列與物理學史相關的實驗，例如模擬經典力學的實驗，體驗牛頓的三大定律，教師巧妙設計一些與物理學家的實驗相關的課堂互動。教師在課堂上鼓勵學生在實際操作中獲取知識，通過模擬實驗、討論和參觀等形式，使學生在更具互動性的學習環境中深入理解物理學史。

（二）物理競賽

以科研素養與操守為主題的物理競賽是物理學史實踐教學的重要組成部分。學生通過參加物理競賽，了解物理學史的最新成果，理解科學家專業素養與品德的重要性，激發學習興趣，鍛煉自己的綜合能力，以達到立德樹人的教學目的。教師根據物理學史的發展、科學家才能和品德的關系，設計一些與之相關的競賽題目，如火藥發明的利弊得失、原子彈的研究與合理應用、人工智能發展的利弊得失等[1]。

（三）研究性學習

研究性學習是一種以學生為主體的學習方式，它能夠充分調動學生的積極性和主動性。教師引導學生進行與物理學史相關的研究性學習，如分析物理學史中的重要科學發現、科學家的研究方法等。學生通過查閱資料、操作實驗、交流討論等方式，自主地探究物理學史。教師指導學生進行與物理學史相關的課題研究，如研究某個時期的物理學家及其貢獻、某個理論的發展歷程等。學生通過查閱資料、進行實驗、撰寫論文等方式，自主地完成課題研究。物理學史的實踐教學需要與豐富多樣的實踐活動緊密結合，讓學生在親身體驗中感悟物理學史。通過這些實踐活動，學生能夠更好地掌握物理學史的知識，鍛煉學習能力，提高綜合素質。

（四）專題教學

物理學史專題教學是一項高端而富有挑戰的教學。它將物理學的發展歷程、歷史背景、偉大貢獻等內容，通過播放小短片如電影片段、物理紀錄片等形式展現給學生，以促進學生的學習熱情和對科學的理解。在這一專題教學中，教師和學生共同探索物理學的偉大之處，思考人類在科學技術史上的重要作用，深入研究那些對我們現代生活產生深遠影響的物理學理論。這種教學方式可以幫助學生建立起一個完整的物理學知識體系，并培養他們批判性思維的能力，讓他們理解科學的邏輯、方法和價值，以及科學家責任感和道德操守的重要性。

（五）講科學家故事

教師可引導學生講述他們喜歡的物理科學家的故事，這些故事以科學家的探索、成就和貢獻為中心。通過分享物理學家的故事，激發學生對科學的興趣和熱情，了解科學家的生活和工作。這個活動旨在讓科學家精神引領學生未來前行之路，激發學生對物理學的興趣，加深學生對物理學史的研究，促進學生樹立未來科學之夢。例如：在執教“牛頓三大定律”的過程中，教師可運用動態演示的方式，向學生形象地展現牛頓在探索這三大定律時所經歷的艱辛過程，以此使學生深刻認識到，對科學知識的探求是一場曲折且充滿挫折的征程，充滿了困阻和分歧。唯有秉持真理，持之以恒地探索，不斷地實驗和研究，方能取得真正有價值且具深遠意義的物理洞見。這樣的教學方式，不僅可有效緩解緊張的教學氛圍，還可使學生充分認識到科學探索的緊迫性。從牛頓的事例中，學生可領悟堅持和探索的重要，以此提升學生人文素養和綜合素質。

四、基于立德樹人的物理學史課程實踐需注意學生學習的差異性

“君子和而不同，小人同而不和?！泵總€學生都有自己的興趣和特長，我們應當尊重學生的個性，關注他們的成長需求。在物理學史的學習過程中，充分關注學生的個體差異，采取針對性的教學策略，因材施教、因勢利導，確保每個學生都能在原有的基礎上盡可能取得最大的進步[2]。在物理學史課程實踐中，教師還要關注學生的學習進度，適時調整教學方法，鼓勵學生自主學習，培養他們的自主學習能力和自律精神，在立德樹人的基礎上適當采用針對性的、個性化的教學策略。

（一）對知識掌握程度的差異

學生在學習物理學史過程中，由于理解能力和學習能力的不同，對知識的掌握程度也會有所不同。有的學生可能對某個知識點非常熟悉，而另一些學生則可能不甚了解。這就需要教師在教學過程中，針對學生個體差異，采用不同的教學方法，確保每個學生都能取得進步。

（二）興趣愛好的差異

學生在學習物理學史過程中，由于興趣愛好的不同，對某些內容的喜好程度也會有所不同。有的學生可能對某個時期的物理學發展非常感興趣，而另一些學生則可能對某個國家或地區的物理學發展更感興趣。這就需要教師在教學過程中，尊重學生的興趣愛好，為學生提供更豐富、更個性化的學習資源，激發學生的學習興趣。

（三）學習方式的差異

學生在學習物理學史過程中，由于學習方式的不同，學習效果也會有所不同。有的學生善于通過閱讀、討論等方式進行學習，有的學生善于通過實踐、實驗等方式進行學習。這就需要教師在教學過程中，根據學生的學習方式特點，采用適當的教學方法，提高學生的學習效率[3]。

結束語

“以銅為鏡，可以正衣冠；以史為鏡，可以知興替；以人為鏡，可以明得失?！蔽锢韺W史課程實踐是立德樹人教育理念的重要實踐方式，它為學生提供了深入理解科學世界和社會發展的重要途徑，從而培養學生的科學精神和人文情懷。通過這些實踐活動，學生可以形成對科學精神和人文精神的深刻理解，培養批判性思維、創新精神和社會責任感等重要品質。

參考文獻

[1]宿仁俊.基于核心素養下高中物理規律課教學設計的研究[D].南充：西華師范大學，2018.

[2]季相磊.基于核心素養的初中語文學習共同體建構探究[J].智力，2023（4）：77-80.

[3]潘祎文.信息技術支持高中物理學科核心素養的目標導向式教學研究[D].上海：華東師范大學，2018.

本文系福建省教育科學“十四五”規劃2021年度課題“基于立德樹人的中學物理學史課程實踐研究”（課題批準號：FJJKZX21-179）的研究成果。