如何提升物理学史教育的效能＊①

陈海涛

（苏州工业园区星海实验中学 江苏 苏州 215021）

培根曾说过，“读史可以使人明智”.随着我国基础教育改革的深入和推进，越来越多的教师也意识到物理学史教育的重要性.物理学史好比一块蕴藏着巨大财富的宝地，既包含着丰富的物理知识、科学方法、物理思想，又雪藏着物理学的神奇之美、科学家的探索精神……如果能开发和利用好物理学史，发掘出这块“宝地”中的财富，必将对提升中学生的科学素养和人文素养大有裨益.但是，目前的中学物理学史教育现状却并不乐观，因此，如何提升物理学史教育的效能，是一个值得我们认真反思和探讨的课题.

1 中学物理学史教育的现状反思

1.1 关于中学物理课程的反思

对于中学物理课程，近几十年来处于不停的变更或修订中，但是总体来说编者对物理学史的教育都给予了一定程度的重视，同时也在尝试着以丰富多彩的形式展示物理学史.中学物理课程中引入的物理学史内容大致分以下几类：

（1）科学家的生平；

（2）科学方法的介绍；

（3）重要实验、规律、概念发现的过程及产生的历史背景；

（4）学派、假说间的争议；

（5）我国古代的科学技术与物理文化.

纵向来看，课程中物理学史的内容呈现增加的态势，物理学史的呈现形式也进行了创新.教师的教辅用书中也有不少关于物理学史的内容，初、高中的《课程标准》中也对物理学史的教育提出了少许要求.这些都为教师进行物理学史教育提供了必要的指导和帮助.但是，总的来说，笔者认为，物理学史内容所占比重还较低；课程中部分物理学史的趣味性不强、感染力不佳；敢于把物理学史作为正式教学内容的尝试还很少，在这方面开展的研究也偏少；对于科学方法和科学精神的体现也单调、欠缺，物理学史教育中的人文内涵体现很少.另外，还缺少物理学史的辅助课程或课外读本，缺少对于物理学史教育的系统评价.

1.2 关于教师对待物理学史教育的反思

作为一直工作在教学第一线的教师，笔者通过多年的观察和调查发现，虽然有部分教师对物理学史教育比较重视，但是更多的教师由于对物理学史认识的不足，在他们的教学中，物理学史教育基本上是处于“配角”中的“配角”，很多时候物理学史教育处于可有可无的状态，甚至是“真空”状态.

之所以出现这种状况，也不能完全怪教师无心，其实这与国家基础教育的发展是分不开的.众所周知，我国还处于发展中，基础教育正在由“应试教育”挣扎着向“素质教育”过渡，目前的基础教育还没有从中考、高考指挥棒的影响中摆脱出来，社会、家长、学校对教师的评价仍未走出“以考试升学率定优劣”的怪圈.基于这种大气候和价值观，使得很多教师自然而然地按照知识内容编排讲授的简捷方式和程序，“高效”地向学生传授已有的物理知识，教给学生现成的物理方法，以近乎“纯粹的”形式展现出人类科学认识的“终极”成果，完全忽略了物理知识和方法的产生、由来等史学过程.在现实中，不少教师已经形成了认识的误区，认为这样做有利于缩短学生的认识过程和提高教学效率，学生在考试中可能会取得较好的成绩.

在中学教学评价体系中对物理学史教育有失偏颇，应该说这是直接导致上述状况的主要推手.

1.3 关于学生看待物理学史教育的反思

文献［1］指出，通过对中学生进行问卷调查发现，学生对物理学史内容较感兴趣；大多数学生认为，物理学史对他们的非智力因素的培养是有帮助的，但由于教师及教材的原因，对于物理学史教育能产生的多种积极影响存在认识不足；大多数学生对科学家敬而远之，认为“圣人”的成就、品德与精神可望不可及.由此可见，学生还是欢迎物理学史教育的，这为开展物理学史教育提供了必要支撑；“大多数学生对科学家敬而远之”，却又表明对物理学史教育还有些肤浅，没有藉此激发出大多数学生成长的斗志.

总之，笔者觉得我国教育界对中学物理学史的教育价值及定位还需要进行全方位的论证和定位，教师、学生的物理学史意识和素养也都有待提高，物理学史的教学策略还不够完善.如何提升物理学史教育效能，让“物理学史”这块蕴藏着巨大财富的宝地大发光芒，更好地哺育下一代，还是一个亟待破解的难题.

2 提升物理学史教育效能探讨

2.1 充分认识物理学史的教育功能

物理学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.诸多的物理知识和理论体系往往都是汇集许多科学家的研究成果而建立起来的，常常要经过几十年，甚至上百年、上千年的努力才能迈出实质性的进步.它既包含着认识论和方法论的因素，又包含着探索者的艰辛与悲欢，科学家对科学与世界的认识；同时又体现着认识过程、理论与实践、继承与突破、理性与非理性的辩证统一，因而蕴藏着丰富的教育元素.

在中学物理学史教育的开发方面，笔者通过检索发现，国内已经有部分学者、教师做了一些努力，归纳起来主要有以下几类：

（1）通过物理学史中大量的趣闻轶事，激发学生的好奇心与求知欲，培养学生的学习兴趣；

（2）通过介绍科学家的探索过程，让学生了解基本概念、规律和物理学发展历程；

（3）通过带领学生研读史料，让学生学习物理学史中的科学方法，并希望培养学生的观察能力，提出问题的能力，实验能力，质疑、批判和创新能力；

（4）学习中国古代先人的成就，激发民族自豪感，进行德育渗透，培养学生的爱国主义情操；

（5）引导学生模仿物理学家的探索过程，重现一些简单的科学探究与实践，促进学生对物理学科本质的理解；

（6）借助物理学史的学习，通过增加情感体验，希望培养学生敢于坚持真理、勇于创新和无私奉献的科学精神.

但是，经过分析、比较，笔者发现大多数研究成果在“架构”上还不够完美，有失偏颇.现有的研究成果基本集中在物理学史的“科学素养”教育上，对物理学史的“人文素养”教育关注还不够.我们最好能打破这种“学科本位”，认识到人的成长需求是“立体”的，既需要科学素养的提高，也需要人文素养的润泽.教师在开发物理学史教育功能时，最好能居高临下，先整体认清物理学史的教育功能，把握好“架构”，既要考虑物理学史中蕴含的科学素养教育，又要考虑其中的人文素养教育，同时还要兼顾其中蕴藏的物理之美、物理思想、哲学思想等诸方面教育.在具体教学时，可根据学生的情况、教学内容的特点，灵活开展物理学史教育.

对于同样的物理学史料，教师如果能整体认识物理学史的教育功能，在教学时思考的维度就会截然不同.例如，介绍和学习爱因斯坦的相关史料时，教师就可以进行“立体化”设计，除了可以让学生学习他是怎样取得各种著名的成就（比如，在1905年尚还年轻的他就提出了狭义相对论等重要理论，这种神奇本身对学生就充满“诱惑”），学习他在科学方面的执着追求（比如，为了验证广义相对论的正确性，他费尽周折寻找证据，历尽艰辛，终于如愿以偿），还可以介绍他充满人文主义的态度和精神（比如，从人类的良知和社会责任感出发，和原子弹之父奥本海默一起，联袂反对使用原子弹；在美国他还帮助过不少受难的人），当然也可以兼顾物理美学等方面的教育（如狭义相对论，全文字数虽少，但是字字珠玑，相关公式更是充分体现了物理学中的“简洁美”）.这样，把“科学的”和“人文的”揉合在一起教育学生，可以使其对相关的物理学史认识更全面、更客观，收获也更多.在进行“立体化”设计时，教师还应考虑教学的对象，不要让学生感觉物理学史枯燥或生疏，教师要考虑学生的最近发展区.比如，对爱因斯坦都不知道的学生，教师进行相关教学时就应该做一些必要的介绍和铺垫，激发学生的兴趣和崇敬之心，以保证进一步教育的质量.

2.2 关于如何提升物理学史教育效能的探讨

在目前的教育现状下，可以说物理学史的教育效能并不高，还需要大家齐心共建，不断探索.笔者建议广大的一线教师或相关部门应该关注以下几个方面.

（1）呼吁完善中学教学评价体系，适当增加对教师教授物理学史的评价和学生学习物理学史的评价.目前可以见到在高考题和中考题中常有涉及物理学史的试题，但是总体上对推动物理学史教育的作用还微不足道.

（2）进一步优化现有课程中的物理学史，适当增加史料的份量，改变目前课程中对史料平淡的叙述方式，研究如何增加“趣味性”，增加史料的吸引力，更全面地挖掘、释放物理学史中蕴含的教育功能.

（3）紧贴初、高中教学内容，开发一批物理学史辅助读本（包含物理学史视频），让教师和学生有更多的选择余地.在辅助读本中，可大量增加有趣的视频材料，使学生看到栩栩如生的物理学史，必将增加课程的可读性，而且可以让学习物理学史融入学生的课外生活，甚至是学生的家庭生活，发挥隐形教育的滴水穿石之效，无形中会提升物理学史的教育效能.目前有好多电视节目中都有相关的内容，只是缺少必要的加工和整合.

（4）创新物理学史教育形式，推进物理学史教育发展.通过调查和检索发现，目前最常见的物理学史教学形式是教师在课堂教学中穿插讲授，或者引导学生在课外自主阅读.也有教师尝试（也许是仅仅限于思考、设想）对学生开设物理学史专题讲座，或者设问题于史料，利用物理学史编制相应的习题，或者组织学生开展“研究性小课题”活动，让学生主动地习得方法，或者重现当年实验情景，让学生模仿以增加体验，或者利用第二课堂举办学史知识竞赛、图片展览，举办辩论赛等形式激发学生兴趣.其实，无论采用哪种方式，在目前状况下其积极性都是值得肯定的.

另外，还有很多事情值得大家探索.比如，课程编写的专家能否考虑一下改进课程结构，在物理课本中增加一些物理学史的教学专题，保证留有充裕的教学时间，让教师进行物理学史教育；课程标准的制定专家能否在物理学史的教学评价方面做一下引导，适当增加物理学史评价的权重；有条件的优质学校能否激励学生自主搜索、自主学习一些物理学史，并纳入教学计划，或自主编写一些趣味的物理学史读本……

不过，为了提升物理学史教育效能，笔者建议除了关注物理学史教育的“立体化”设计，最好能在教学时特别关注一下“趣味性”和“活动化”两大方面.在使用史料进行教学时，不妨尝试一下对史料进行“艺术化”和“情感化”加工，增加物理学史教学的“趣味性”及教学的感染力，势必会提升教育的效能.就拿“物质波”的教学来说，由于大多数学生对“吉尼斯世界纪录”很感兴趣，笔者在上此课时，一开始就对学生设疑：你们知道吗？在本节课里就有三件事可以载入“吉尼斯世界纪录”，请大家找找看.学生面面相觑，不知所云.笔者此时揭示谜底：德布罗意是第一个做学生（博士）时的研究成果获得诺贝尔奖的人，此事堪称“世界纪录”；G·P·汤姆孙因为率先验证了物质波的存在而获得诺贝尔奖，此事也堪称“世界纪录”；德国科学家卢斯卡利用物质波的原理制造了实用的电子显微镜，使人们第一次可以看到病毒，此事堪称“世界纪录”也没问题.可想而知，接下来的教学，充满着学生的兴趣和享受，甚至激发部分学生在课外主动搜索相关的史料进行阅读，在物理学史中浸淫一番.要知道，兴趣是最好的老师，教师如果处理恰当，必将能激发出学生学习物理学史的浓厚兴趣.在此基础上，提升物理学史的教育效能自然不在话下.

在“趣味性”的基础上，还要注意调动好学生的主动性.教师不要单调地讲史，不妨多试试把学生的积极性调动起来，让学生主动参与“活动”，教学效果可能会事半功倍.因为不管是初中生，还是高中生，他们都喜欢通过活动进行学习.比如，在学习电磁感应知识介绍法拉第的贡献时，教师就可以设问题于史料，把静态的史料“活动化”，可以让学生思考如下问题（需要课内和课外相结合），即为什么有人美誉法拉第为“贫民科学家”？法拉第发现电磁感应共经历了多少年？有人说法拉第发现电磁感应是带有偶然性的，你怎么看？你能重现并表演一下法拉第发现电磁感应时的情景吗？这样处理，让学生通过参与活动，既能轻松地体验法拉第的惊人发现，又能在活动中让学生感受到一份“厚重”—— 法拉第的科学素养和人文素养不一般.笔者认为，有了“活动化”支撑，为物理学史教育的深入开展提供了极大的可能，在活动中更容易彰显物理学史教育的魅力，更容易吸引年轻人.

3 结束语

总体来说，目前对物理学史教育的研究和论证亟待深入，要开展好物理学史教育，尚需有识之士悉心耕耘物理学史这块“宝地”，认真研究和挖掘物理学史教育的优势所在，能彰显出物理学史教育的魅力，让广大师生充分认识物理学史的教育功能，直至吸引广大师生浸濡其中，乐此不疲.当然，可能更迫切也更需要的是从制度上进行规范，从评价上进行引领，从课程上进行充实，从教学形式上进行创新.那么，会更快地迎来物理学史教育的“春天”.

1 蔡志凌.物理学史教学的现状、问题与研究对策.课程·教材·教法，2003（7）：35～38

2 杨小松.中学物理学史教育研究述评.物理教学探讨，2011（8）：2～3

3 冯伟.论物理学史在物理教学中的作用.文山师范高等专科学校学报，2004（9）：266～269

4 忻永立.物理学史与中学物理教学结合的教学模式研究.中国科教创新导刊，2010（9）：41

5 陆良荣.物理学史科学教育功能再认识.江苏教育研究，2012（9）：28～30

6 陈海涛.“情感教学”两大策略：以情施教与以教求趣的探讨.物理通报，2012（3）：34～36