聚焦核心素养 回归物理文化

摘 要：从新视角进行物理教学研究，其重要意义在于使广大物理教育工作者将物理学置于广阔的人类文化之中去考察，使物理教育从基于知识的教育变为基于文化的教育，使物理学作为人类的优秀文化让绝大多数学生接受，提高学生的核心素养，增强抵御迷信和伪科学的能力.

关键词：核心素养；物理文化

作者简介：朱建山（1973-），男，广东深圳人，本科，中学物理高级教师，主要研究物理“非常”实验创新及物理创新教育.1 背景与问题的提出

费曼在他的《费曼物理学讲义》的结束语中这样写道：“我讲授的主要目的，不是为你们参加考试做准备——甚至不是为你们服务于工业或军事做准备，我最想做的是给出对于这个奇妙世界的一些欣赏，以及物理学家看待这个世界的方式，我相信这是现今时代里真正文化的主要部分.也许你们将不仅对这种文化有欣赏，甚至也可能你们会加入到人类理智已经开始的这场伟大的探险中去.”应该说这是物理文化的比较早的论述.

著名物理学家陈佳洱院士说：“物理学不只是图表和数据，它能带给你很多更珍贵的东西：理性的思维方式、人生的哲学和人生的道路.”这段话正是对物理学科价值的诠释：让学生终身受益的不是具体的物理知识，而是所学的知识忘掉之后剩下的东西，这就是物理学科核心素养.

因此，我们要关注物理知识的文化取向，开发物理知识的育人价值，从传统的以知识为本的物理教学，转变为培育核心素养为主的物理教育.

2 对物理文化课堂教学的思考

2.1 物理学科核心素养的内涵

人民教育出版社综合理科室黄海旺老师指出：高中物理学科核心素养是学生在接受物理教育过程中逐步形成的适应个人终身学习的社会发展需要的基础知识、关键能力、科学态度等方面的表现，是学生通过物理学习集中体现的带有物理特征的品质，是学生科学素养的关键成分，主要有“物理观念与应用”、“科学思维与创新”、“科学探究与交流”和“科学态度与责任”等四个方面的要素构成.

2.2 推进物理文化课堂教学的重要意义

物理教育是一种广义的文化活动，物理学本身即是科学知识、科学过程和科学文化三者的融合与统一.其不仅以概念、原理和规律揭示了自然界的基本运动形式的诸多真理，而且在建立这种知识体系的过程中，升华和发展了科学思维和研究方法来推动科学的继续进步，已成为人类文化不可分割的一部分.从另一层面来说，科学的蓬勃发展，物理学家们创造的物理文化已为人们所由衷景仰.在课堂教学中，学习和理解物理文化有助于学生公正而全面地认识物理及整个科学，有助于形成正确的人生观、价值观与世界观.同时，在对物理文化有了透彻认识之后，学生在学习过程中就会有意识地形成自身的物理文化意识，进而实现其科学精神的培养，其重要意义不言自明.

著名科学家吴健雄强调：为了避免出现社会可持续发展中的危机，当前一个刻不容缓的问题是消除现代文化中两种文化（科学文化与人文文化）之间的隔阂……从建构主义思想来考察，遵循物理文化的课堂教学有利于与学生的认知结构相关联，正契合科学研究者对经验世界的概念建构过程.课堂教学重视物理学的文化价值，让学生不仅理解物理知识，还了解物理学在社会生产力发展中的作用，进而形成科学的价值观、科学思维方式.接受物理文化全方位的熏陶，在一定意义上能够帮助人们消除科技与人文间的隔阂，这也是物理文化课堂教学另一重要意义.

3 基于物理文化的课堂教学实践

3.1 关注知识的文化取向

关注物理知识的文化取向，其实就是要关注学生的发展，充分开发物理知识的育人价值.

著名法国科学家庞加莱曾说过：“物理学是由一系列事实、公式和法则建立起来的，就像房子是用砖砌成的一样.但是，如果把一系列事实、公式和法则看成物理学，那就犹如把一堆砖看成房子一样.”

著名特级教师吴加澍老师也有精彩的论述：“物理学科这种丰富多元的内涵，犹如一棵枝繁叶茂的‘物理树：最先映入人们眼帘的树叶、果实，就像物理学科的知识层面；而支撑着它们的树枝、树干，好比物理学科的思维层面；它那深深地扎入泥土、维系着大树生命的树根，则是物理学科的文化层面.为此，我们必须重构文化取向下的物理知识观.即要充分认识到教学范畴内的物理，有着作为科学的物理和作为教育的物理的两重性.相应地，物理知识也有着两种形态：一种是外显的学术形态；另一种是内隐的教育形态，前者具有实用价值，后者则有教化功能.于是，我们的教学应该从学术形态深入到教育形态，即在重视物理知识的科学内核的同时，还要注意挖掘它的文化底蕴，提升物理教学的文化品性.让学生在学习知识的同时，还能进一步去探寻知识的渊源，揭示知识的本质，体悟物理的美感，从而全面发挥物理知识的教育价值.

作为一名物理教师，能够对物理学科作一番深入的审视与剖析，以拓展自己的学科视域，这是十分必要的.因为，眼界决定境界.如果教师关注的仅仅是物理知识层面，他充其量只能算是一名‘经师；如果在教物理知识的同时，还能突出物理思维，引导学生去领悟其中的思想和方法，从而提升智慧，他就是一位‘明师；如果在教物理知识、思維方法的同时，还能潜移默化地对学生进行物理文化的熏陶，润泽他们的心灵，那才称得上是教书育人的‘人师.”[1]所以，“我们在设计和开展教学时必须以物理核心素养为导向，将物理观念、科学思维、实验探究、科学态度与责任等要求，至始至终贯穿在教学活动之中，使物理教学过程成为学生核心素养的形成过程.”

3.2 聚焦核心素养的物理课堂教学转型

3.2.1 基于HPS的“准历史现象”教学法

近年来，国际科学教育界大力倡导把科学史、科学哲学与科学社会学（history、philosophy and sociology of science缩写为HPS）纳入到中小学科学课程中，以期促进学生对科学本质的理解，帮助学生通过学习科学形成正确的科学本质观，培养他们的科学精神和创新能力，即所谓的HPS教育，具体的教学流程如图1所示.endprint

目前，大部分发达国家已经开始注重HPS教育，其中美国不论从课程标准、教科书内容还是课堂教学等方面表现都尤为突出.美国的《科学素养基准》和《国家科学教育标准》中都突出了HPS教育思想.

西方HPS教育专家马修斯（1991）认为：“HPS教育的主要作用就是既联结了自然科学的不同学科，又联结了自然科学与其它学科，最终目的是促进科学与文化的联结，可以人文化科学，使科学能够与公众的自身、文化、道德、政治指向相联，可以使公众对科学及科学相关教育做出更完整的理解”.首都师范大学丁邦平教授（2000）认为 HPS 对科学教育改革的作用主要体现在以下几个方面：首先，为原来非人文化的学校科学课程提供了人文化的因素；其次，HPS 教育可以起到沟通英国学者斯诺所提出“科学文化”和“人文文化”两种文化的作用；第三，把 HPS 教育融入到科学课程中有助于克服教育中出现的一些问题，如女生不喜欢学习科学、公众对科学态度的冷漠以及科学在历史、文化和社会中地位理解不足；第四，尤其重要，可以使学生更好地理解科学本质.从以上 HPS 的作用来看，把 HPS 融入到物理教育改革中，可以极大改善物理教学质量，培养学生多方面的能力.

最后，综合以上几点的分析，并受近年来史学研究中提出的“准历史现象”研究的启发，笔者认为可以考虑运用“准历史现象”法辅助组织物理教学.将这一方法迁移到物理教学当中，可将与教学内容相关的物理学史料，尤其是对某一物理理论的形成曾起到啟发转折和关键作用的人物、事件和思想，进行物理文化重演，即在教师指导下，让学生去揭示物理知识的发生原因、经历物理知识的形成过程、以及感受物理知识的发展方向等，使物理学习成为学生的“亚研究”、“再创造”的过程，使物理学科核心素养培育落到实处.

从物理文化角度来看，使用这一方法对于聚焦物理学科核心素养的意义在于以下几点：一是“准历史现象”重现了物理学家在塑造物理文化过程中所表现出的对真善美的不懈追求，他们对社会发展和人类与环境的关注以及他们的高尚情操等等，有利于培育学生的科学态度与责任；二是“准历史现象”让学生将自己融进准历史事件，像物理学家一样面对问题，探索问题，能使学生的思维经历物理学知识的形成过程：问题、假设、实验、结论、实践检验，从而获得具体而完整的科学思维的方法论教育和鲜活的创新教育；三是“准历史现象”能使学生较自然地接触一种隐性的文化背景，久而久之，有利于增强学生对不同文化的敏感性和感受力，形成物理观念.

3.2.2 基于“非常实验”的任务驱动型教学法

古希腊哲学家柏拉图说：“惊讶，这尤其是哲学家的一种情绪.除此之外，哲学没有别的开端.”亚里士多德也说过：“古往今来人们开始哲理探索，都应起于对自然万物的惊异.”基于此，提出了“非常”物理实验的概念，为丰富中学物理实验资源开辟了新思路，特别是本课题开发“非常”物理实验与传统的自制教具、低成本实验等有观念上的不同，除了充分实验器材非常简单，实验设计非常新颖之外，我们的“非常”实验教学活动更加强调在实验效果方面应用创新技法引起学生的“惊奇”，追求足以让人惊叹，让人眼前一亮，发出尖叫，震撼心灵的强烈刺激的效果，不仅注重突出“非常”实验的“新”、“奇”、“趣”、“美”，同时也注重对学生创新思维的训练和熏陶，注重选择有利于培养学生的想象力，激发学生的创新意识，培养学生的创新思维的“非常”实验资源.

为了适应时代发展和创新人才培养的需要，笔者将创新思维理论和物理实验课程资源的开发利用相结合，以开发“非常”实验资源为突破口，探讨在物理实验教学中促进学生创新思维的发展的教学模式.目前我们经常采用的教学模式可以概括为“实验引领，任务驱动，体验过程，整合思想.”（简称任务驱动，如图2所示）

（1）任务驱动

“任务驱动”教学法本质上是根据现代学习理论，通过“任务”来“诱发”、 “加强”和“维持”学习者的成就动机.任务是作为学习的桥梁，“驱动”学生完成“任务”的不是教师，也不是任务本身，而是学习者自己.也就是说，学习者的成就动机构成了学生学习和完成任务的认知内驱力.在教学过程中运用任务驱动教学法，是遵循物理文化教育的基本理念，从“教”必须要为“学”服务的关系出发，强调学生的学习活动必须与大的任务或问题相结合，以“实验”或者“活动”创设情境，让学生带着真实的任务学习，达到引动和维持学习者的学习兴趣和动机的目的从而促进学生主动对知识进行意义建构，特别有益于学生实验探究素养的培养.

（2）体验过程

“体验过程”是把关注学生情感、科学态度和价值观形成放置于思维的体验过程中，重视创新意识、创新思维、创新人格等各方面在过程中的生成，有利于学生科学素养和创新能力的提高.理想的物理教育应该是：以浓缩的时空和自然的形式，尽量让学生按照认识的重演规律，去重演知识的产生与发展的过程，将教学过程转变成为学生的“亚研究”、“类创造”过程，使学生在获取物理知识的同时，还能从中汲取前人的智慧，领悟思想方法，陶冶科学精神，形成初步的科学世界观和方法论，全面落实新课程所要求的三维教学目标，全方位提升他们的科学素养.

（3）整合思想

著名教育家杜威曾说：“尽管科学家和教师都掌握学科知识，但二者的学科知识是不一样的，教师必须把学科知识心理学化，以便让学生能够理解.”因此，我们认为教师应该在方法论高度上对科学探索进行再探索，对发现进行再发现，通过自己对教学内容的理解和再创造，从物理学发展过程和体现在物理定理、定律中的科学思想和方法，加以梳理，使之条理化和系统化，升华为一般的哲学观点和方法论思想，并以学生能够接受的方式进行教学整合，启发学生，促进课堂“思想”的生成也就是“科学思维”这一核心素养的达成.我们的课题研究实践表明，那种把物理学方法作为标签和点缀，只是将物理知识和方法简单进行机械组合、简单灌输的教学是肤浅的、生硬的.

4 反思

从文化这一新的视角进行物理教学研究，其重要意义在于使广大物理教育工作者能将物理学置于广阔的人类文化之中去考察，使学生能像物理学家那样欣赏物理学，发现物理学与人类文化的关系及其对人类文化的影响.可以断言在物理教育中，物理文化教育将从隐性变为显性，物理教育将从基于知识的教育变为基于文化的教育，使物理学作为人类的优秀文化让绝大多数学生接受，提高学生的核心素养，增强抵御迷信和伪科学的能力.

参考文献：

[1]吴加澍.面对新课程的思考——我的物理教学观[R].开封，2016.4.

[2]孟建伟.从知识教育到文化教育——论教育观的转变[J].教育研究，2007（1）：14-19.

[3]续佩君.薛永红.文化视角下的高中物理新课程[J].教育学报，2004（10）：13-16.

[4]解世雄.从文化视角看物理教育观[J].毕节师专学报.1994.4.

[5]王勇.HPS融入高中物理教学的探索[D].南京师范大学，2010.5 .

[6]吴庆华.浅释高中物理学科核心素养[R].江苏，2016.10.endprint