基于立德树人的高中物理学史课程实践

陈金朋 黄李炮

摘 要：在高中物理教学领域，立德树人无疑是一个关键且具有深远意义的教育理念，其核心在于培养德才兼备、全面发展的新世纪复合型人才。通过对物理学史课程的深入学习研究，学生不仅可以了解物理学的相关研究知识和技能，还可以身临其境地走进物理学家们的日常研究生活，感受其实验技能、科研态度和人格魅力，进而完善学生世界观、人生观与价值观的构建，激发他们的创新精神和实践能力。

关键词：立德树人；物理学史；课程；实践

人类几千年的历史表明，物理学是人类文明的重要源泉。从茹毛饮血的原始部落到高度文明的现代社会，如影随形的始终是以物理学为核心的科学技术的一次次突破。16世纪以来的三大科技革命：蒸汽机革命、电力革命、以信息技术为中心的科学技术革命，其主要理论基础都是物理学上的几次创新思维飞跃：牛顿力学、能量守恒与转化、电子理论、爱因斯坦的相对论，以及量子论与量子力学。因此，物理学是个充满智慧、引领变革的关键学科。

《资治通鉴》有言：“夫聪察强毅之谓才，正直中和之谓德。才者，德之资也；德者，才之帅也。”立德树人，是每个教育工作者的初心和使命。“有匪君子，如切如磋，如琢如磨。”当代每一个高中生，如同质朴原石，亟须天人妙手、精心雕琢；而物理学史的课程，又恰如那神工鬼斧的造化之器，饱经岁月洗礼、钟灵毓秀，有待物理教师的匠心独运、琢玉成器。在高中物理学史课程实践中，我们致力于传承物理学的精神，培养学生的科技素养，激发他们的爱国情怀；我们致力于将科学与人文有机结合，让学生在探索知识的过程中，树立正确的世界观、人生观和价值观，建立科学的方法论，提升自身的道德素质。本文将着重探讨高中物理学史课程的教学实践，研究其对于培养德才兼备、全面发展的优秀人才的重要意义。

一、基于立德树人的物理学史课程实践的内涵与定位

物理学史既是物理学的发展史，也是物理学家的纪录片。通过观看光学实验，聆听牛顿的故事，感受麦克斯韦的奇闻，领略法拉第的逸事等，教师应积极引导学生身临其境，使其油然而生出科研精神的萌芽：这是“敢下五洋捉鱼鳖，勇攀科峰摘明珠”追求真理的气魄；这是“路漫漫其修远兮，吾将上下而求索”追求真理的精神。这种科研精神，足以激励每一个学生去探索、去发现、去创造。教师通过向学生介绍物理学史的演变、物理学家们的成长、研究历程，以及物理学家们的思考方式，进一步让学生理解：科学家不仅要有扎实的专业知识，还要有独立思考的能力、创新思维的勇气，更要有尊重生命、造福社会的德行操守与责任感——他们用自己的思想、实践和发明创造，改变了人类对世界的认知。物理学史课上，教师应采用情境代入的教学方式，将科学家们遇到的、发现的问题及时抛给学生，让学生代入科学家们的视角进行思考解决，然后再介绍历史上物理学家们是如何解决这些问题的，因势利导、循循善诱地鼓励学生积极思考、深入讨论、取长补短。这种提问、思考和分析比较的过程，正是培养科学精神和创新意识的有效方式。在这种教学方式下，学生不再是被动地听故事，而是主动地进入、参与到科学家科研探索的世界里，与其一道共同研究，探索问题，寻找答案。

因此，教师应该明确该课程的定位，积极引导学生理解物理学史背后的人文价值——物理学史既是科学，也是哲学，更是人文历史社会学，它不仅关注自然现象的规律，而且关注人与自然的关系、人与社会的关系，以及人与人之间的关系。物理学史是科学与人文的交汇点，学生可以通过物理学史领略到科学的人文情怀，促使学生科学与人文素养并举，促进学生科学、哲学与文学水平的均衡发展。例如：牛顿作为举世闻名的伟大科学家，教师可以专题讲座的形式，对牛顿的生平及其科研历程进行阐述，同时有所侧重地介绍牛顿在树下被苹果砸中而“开窍”，探索重力学说的过程，引导学生类比经历、发现问题并积极思考。这种方式巧妙地消除了科研领域的神秘感，并拉近科学家与学生之间的距离，由此激发学生将对科学家的崇拜转化为刻苦学习的动力。此外，专题讲座的题材还包括伽利略为宣传哥白尼的日心说而遭受终身监禁、利赫曼为引雷电而献出生命、居里夫人为放射性研究而做出巨大牺牲、法拉第屡次拒绝接受封爵而甘愿过平民生活、亚里士多德富有批判和怀疑精神等例子。通过这些系列讲座，教师可生动地向学生展现这些科学家在追求真理过程中所展示的无畏艰险、不惜生命、不慕名利、不畏权威的高尚品质，有利于学生建立实事求是的科学态度，培养献身科学的探索精神，为未来的学习和研究打下堅实的基础。

二、基于立德树人的物理学史课程实践的目标与意义

（一）物理学史课程实践，可培养学生社会责任感

最近上映的传记电影《奥本海默》，讲述了原子弹之父的传奇历史，映射着“我现在成了死神，世界的毁灭者”的无奈感叹；然而我国也曾在世纪之交拍摄了《横空出世》，重现了“两弹一星”的成功研制，强调的却是科技强国的积极作用。由此可见，科技革新是把双刃剑，唯“有德者”方可握之。

物理学史课程实践活动的目标是引导学生深入理解物理学，了解物理学的知识体系是如何被前赴后继的物理学家们通过各种实验手段研究构建，认识物理学是如何积极推动人类社会的发展、引领社会科技的革命，以此培养学生的独立思考的能力、批判性的科学思维以及创新精神。通过这个课程实践，学生既可以深入了解物理学的发展历史，学习如何应用物理理论来解决实际问题，增强他们的社会责任感；也可以了解物理学的基本原理，掌握实验方法，探索未知的科学世界。事实上，面对日新月异的社会需求与科技发展，新时代的复合型人才，不仅需要掌握必备的专业技能和知识，更需要必备的社会责任感。教师通过基于立德树人的物理学史课程实践学习，使学生体会如何利用物理学来理解、解决现实需求与问题：核能是如何开发利用成清洁能源，物理学原理是如何被应用于新型电子设备的设计中，人工智能是如何研制并需要注意哪些社会伦理问题……这些过程的体验，能够提高他们对物理学的认知，强化他们的科学精神，培养他们的社会责任感，从而对社会发展产生积极的影响。

（二）物理学史课程实践，可增强团队协作能力

物理学史课程实践，可以培养团队协作的能力。这门课程一般可设置一系列创新实验，帮助学生在实践中掌握理论知识。每个学生需要与小组成员共同参与实验，并且在团队中分工协作、相互配合，各自发挥关键作用。在实验过程中，教师引导学生做到主动沟通、善于吸取意见，以培养高效的团队合作精神和执行力。

物理学史课程中教师一般可安排一系列讨论和报告环节，以便学生深入探讨交流在课程中学到的知识和体验。例如在讨论中，教师引导学生提出自己的观点，倾听他人的意见，并分享对于实验的见解。通过这些讨论环节，学生不仅可以巩固自己在课堂中学到的知识，还可以拓宽视野，获得新的思考和见解；课堂之外，教師可设置小组作业和团队任务——这些任务通常需要团队成员密切合作，发挥各自的特长，以寻找最佳的解决方案。在完成任务的过程中，学生需要有足够的独立思考能力，需要学会团结和合作，以达成共同的目标。在团队协作方面，学生需要学会倾听他人的心声，尊重他人的观点，学会与他人达成共识。在沟通交流方面，学生需要学会清晰、准确地表达自己的观点，以便更好地使团队成员理解和接受自己的意见。通过这种多方面的实践和合作，物理学史课程可以培养学生的团队协作能力、沟通能力、创新能力和自主学习能力。通过这种实践，学生不仅能够巩固在课堂上学到的知识，还能够在实际操作中发现问题、解决问题，提升自己的综合素质。

三、基于立德树人的物理学史课程实践的应用

物理学史的实践教学需要与各种实践活动紧密结合，让学生在亲身体验中感悟物理学史。这些实践活动的目标不仅在于学习物理学史的知识，更在于培养学生的学习能力、团队合作精神，增强他们的科学责任意识，以期达到立德树人、全面发展的教学效果。

（一）物理实验

物理学是以实验为基础的学科，其发展和进步与实验密切相连。学生可以在实验过程中亲自参与和体验，直观地感受物理学的演变。教师安排学生参与一系列与物理学史相关的实验，例如模拟经典力学的实验，体验牛顿的三大定律，教师巧妙设计一些与物理学家的实验相关的课堂互动。教师在课堂上鼓励学生在实际操作中获取知识，通过模拟实验、讨论和参观等形式，使学生在更具互动性的学习环境中深入理解物理学史。

（二）物理竞赛

以科研素养与操守为主题的物理竞赛是物理学史实践教学的重要组成部分。学生通过参加物理竞赛，了解物理学史的最新成果，理解科学家专业素养与品德的重要性，激发学习兴趣，锻炼自己的综合能力，以达到立德树人的教学目的。教师根据物理学史的发展、科学家才能和品德的关系，设计一些与之相关的竞赛题目，如火药发明的利弊得失、原子弹的研究与合理应用、人工智能发展的利弊得失等[1]。

（三）研究性学习

研究性学习是一种以学生为主体的学习方式，它能够充分调动学生的积极性和主动性。教师引导学生进行与物理学史相关的研究性学习，如分析物理学史中的重要科学发现、科学家的研究方法等。学生通过查阅资料、操作实验、交流讨论等方式，自主地探究物理学史。教师指导学生进行与物理学史相关的课题研究，如研究某个时期的物理学家及其贡献、某个理论的发展历程等。学生通过查阅资料、进行实验、撰写论文等方式，自主地完成课题研究。物理学史的实践教学需要与丰富多样的实践活动紧密结合，让学生在亲身体验中感悟物理学史。通过这些实践活动，学生能够更好地掌握物理学史的知识，锻炼学习能力，提高综合素质。

（四）专题教学

物理学史专题教学是一项高端而富有挑战的教学。它将物理学的发展历程、历史背景、伟大贡献等内容，通过播放小短片如电影片段、物理纪录片等形式展现给学生，以促进学生的学习热情和对科学的理解。在这一专题教学中，教师和学生共同探索物理学的伟大之处，思考人类在科学技术史上的重要作用，深入研究那些对我们现代生活产生深远影响的物理学理论。这种教学方式可以帮助学生建立起一个完整的物理学知识体系，并培养他们批判性思维的能力，让他们理解科学的逻辑、方法和价值，以及科学家责任感和道德操守的重要性。

（五）讲科学家故事

教师可引导学生讲述他们喜欢的物理科学家的故事，这些故事以科学家的探索、成就和贡献为中心。通过分享物理学家的故事，激发学生对科学的兴趣和热情，了解科学家的生活和工作。这个活动旨在让科学家精神引领学生未来前行之路，激发学生对物理学的兴趣，加深学生对物理学史的研究，促进学生树立未来科学之梦。例如：在执教“牛顿三大定律”的过程中，教师可运用动态演示的方式，向学生形象地展现牛顿在探索这三大定律时所经历的艰辛过程，以此使学生深刻认识到，对科学知识的探求是一场曲折且充满挫折的征程，充满了困阻和分歧。唯有秉持真理，持之以恒地探索，不断地实验和研究，方能取得真正有价值且具深远意义的物理洞见。这样的教学方式，不仅可有效缓解紧张的教学氛围，还可使学生充分认识到科学探索的紧迫性。从牛顿的事例中，学生可领悟坚持和探索的重要，以此提升学生人文素养和综合素质。

四、基于立德树人的物理学史课程实践需注意学生学习的差异性

“君子和而不同，小人同而不和。”每个学生都有自己的兴趣和特长，我们应当尊重学生的个性，关注他们的成长需求。在物理学史的学习过程中，充分关注学生的个体差异，采取针对性的教学策略，因材施教、因势利导，确保每个学生都能在原有的基础上尽可能取得最大的进步[2]。在物理学史课程实践中，教师还要关注学生的学习进度，适时调整教学方法，鼓励学生自主学习，培养他们的自主学习能力和自律精神，在立德树人的基础上适当采用针对性的、个性化的教学策略。

（一）对知识掌握程度的差异

学生在学习物理学史过程中，由于理解能力和学习能力的不同，对知识的掌握程度也会有所不同。有的学生可能对某个知识点非常熟悉，而另一些学生则可能不甚了解。这就需要教师在教学过程中，针对学生个体差异，采用不同的教学方法，确保每个学生都能取得进步。

（二）兴趣爱好的差异

学生在学习物理学史过程中，由于兴趣爱好的不同，对某些内容的喜好程度也会有所不同。有的学生可能对某个时期的物理学发展非常感兴趣，而另一些学生则可能对某个国家或地区的物理学发展更感兴趣。这就需要教师在教学过程中，尊重学生的兴趣爱好，为学生提供更丰富、更个性化的学习资源，激发学生的学习兴趣。

（三）学习方式的差异

学生在学习物理学史过程中，由于学习方式的不同，学习效果也会有所不同。有的学生善于通过阅读、讨论等方式进行学习，有的学生善于通过实践、实验等方式进行学习。这就需要教师在教学过程中，根据学生的学习方式特点，采用适当的教学方法，提高学生的学习效率[3]。

结束语

“以铜为镜，可以正衣冠；以史为镜，可以知兴替；以人为镜，可以明得失。”物理学史课程实践是立德树人教育理念的重要实践方式，它为学生提供了深入理解科学世界和社会发展的重要途径，从而培养学生的科学精神和人文情怀。通过这些实践活动，学生可以形成对科学精神和人文精神的深刻理解，培养批判性思维、创新精神和社会责任感等重要品质。

参考文献

[1]宿仁俊.基于核心素养下高中物理规律课教学设计的研究[D].南充：西华师范大学，2018.

[2]季相磊.基于核心素养的初中语文学习共同体建构探究[J].智力，2023（4）：77-80.

[3]潘祎文.信息技术支持高中物理学科核心素养的目标导向式教学研究[D].上海：华东师范大学，2018.

本文系福建省教育科学“十四五”规划2021年度课题“基于立德树人的中学物理学史课程实践研究”（课题批准号：FJJKZX21-179）的研究成果。