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摘要：本文以“牛顿第一定律”教学为例，从四个方面阐述高中物理学史课的教学策略，通过对高中物理学史的学习，提高学生的核心素养，促进学生全面发展，为学生的终生学习打下坚实的基础。

关键词：核心素养；物理学史；牛顿第一定律；教学策略

随着现代教育的发展，深入推进素质教育和思想道德教育，培养学生的道德情操和爱国情怀，实现文化育人。正在上高中的学生，正处于人生观、世界观、价值观形成的关键时期，物理学史是一个巨大的资源宝库。高中物理学史是研究物理学发生、发展的历史，是介绍物理学概念、定理、定律等发展与变革，以及人类对自然界各种物理现象的认识史，它不仅记述了物理实验与理论的发展过程，而且记述了物理科学家的活动。[1]在高中物理教学中，教师要加强学生对物理学史的学习，一方面可以使学生了解物理学家热爱科学、执着追求真理的精神，了解他们成功的经验与失败的教训，另一方面可以对学生进行辨证唯物主义和爱国主义教育，培养学生学习物理的兴趣和实事求是的科学态度。

本文以《牛顿第一定律》为例浅谈高中物理品质课堂之物理学史课的教学策略，全面提高学生科学素养，不断升华学生的思想境界，开阔其视野，锤炼其操守，磨砺其责任感和使命感。[2]

一 追随物理学家的脚步  开启学生的求知欲望

力与运动的究竟有着怎样的关系呢？历史上曾经经历曲折的过程。首先，老师创设情境，激发学生学习兴趣，例如：用力向上抛出一个排球，并提出三个问题：你看到了什么？小球为什么向上运动？小球在空中向上运动的过程也受到了向上的力的作用吗？通过学生的观察与思考，更加渴望弄清楚力与运动的关系。然后老师播放小视频：马拉着车，车就运动起来；人用力蹬，自行车就会运动起来，人不蹬自行车，自行车停下来。通过这些视频总结出亚里士多德也是通过观察生活现象和生活经验得到“力是维持物体运动的原因”这一错误观点。最后老师继续抛出问题：三百多年前，有一个著名物理学家对亚里士多德的观点提出质疑，他是谁？口述出他对力与运动关系的观点是什么？他取得哪些重要的成就？老师采用提问问题的方式让学生跟随物理学家的脚步开启求知的欲望。

二 再现知识演变过程  培养学生的科学思维

三百多年前，著名物理学家伽利略对亚里士多德的观点提出质疑，为了证明自己的观点正确也经历曲折的过程。大家都知道伽利略是通过理想的斜面实验得到物体的运动不需要力来维持，从而推翻亚里士多德的观点。

老师提问：在当时情况下伽利略是如何想到理想斜面实验的呢？伽利略是从教堂的灯摆获得灵感的，在《关于两门新科学的对话》中记载着伽利略进一步从实验事实证明自己观点，如图1 所示，从B点释放小球，不管是一直绕A点，还是先绕A点后绕C点或D点转动，都能上升到另一侧几乎与B点等高的位置，他认为，小球之所以没有上升到B点，是由于空气阻力的作用，如果排除这些影响，小球就能够上升到B点的高度。伽利略在研究单摆时就想，如果这个小球不是拿细线系起来的， 而是把它放在轨道上，它会怎么运动呢？——这就有了伽利略斜面实验如图2所示。

老师提问：伽利略在日常生活观察到：小球上坡时减速，下坡时加速，请推理出小球在水平面上运动时速度应该是怎样的呢？

学生：根据推理得到：小球应该不减速也不加速。

老师演示实验：在水平面上轻推一下小球，但运动一段后小球最终会停下来

教师提问：在水平面上运动的小球为什么停下来呢？

学生：水平面不光滑，有摩擦作用的结果。

同学们学习物理学史，了解伽利略的理想斜面实验是伽利略通过观察生活现象，深入思考，进行简单实验而得到的，学生经历知识的科学探究过程，培养学生物理思维。

三 重推物理实验过程  培养学生科学探究方法

在物理学史的教学中重现物理实验，探寻真理，培养学生科学探究方法有非常有必要的。在《牛顿第一定律》教学过程中，设计实验，重演伽利略理想实验的推理过程。

教师：在课堂上边简单介绍伽利略理想斜面的演示器，边进行简单的演示实验，同学们发现小钢球并没有达到原来释放点的同一高度。

教师提出问题：什么原因让小钢球未能到达原来的高度呢？我们可以采取什么措施来改变小刚球受到阻力大小呢？

学生：改变左侧轨道的粗糙程度。

学生实验演示：在轨道里铺上比较粗糙的棉布，让两位同学完成伽利略斜面实演

实验现象：小球只运动到左边轨道上且到达到原来高度一半。

学生演示实验：在轨道里铺上稍微光滑一点的布织物，让两位同学继续进行实验。

实验现象：小球滚到左边轨道上且到达到原来高度三分之二

思考：两次实验现象为什么相差甚远呢？学生：摩擦力越小，运动的距离就越远，越接近等高的位置。

教师提出问题：如果将左边的轨道放缓一些，又会怎么运动？

学生演示实验：把左边的轨道角度调小，让小刚球从原来位置滚下（轨道里没有放任何东西）

实验现象：小钢球运动距离越远，越接近原来高度。

教师提出问题：如果把左边的轨道的角度再调小一点呢？

学生演示实验：把左边的轨道的放平缓后，让小刚球从原来位置滚下（轨道里没有放任何东西）

实验现象：小钢球运动距离越来越远，为了达到原来的高度。

教师提出问题：那如果把左边的轨道放水平，而且轨道足够长呢？

学生思考并回答：小球为了要达到等高的位置，不达目标不罢休，所以就会一直运动下去，由此可以说明“物体的运动是不需要力来维持的”。但是当时伽利略也受到时代的局限性，没有力的概念，所以认为只有水平面上运动的物体才会一直运动下去。

提出问题：这个实验有个前提条件是什么？（同桌交流讨论回答）

伽利略理想实验的本质是把实验中存在、影响物体运动的摩擦力去掉，抓住事物的主要因素，忽略次要因素。把实验事实和逻辑推理完美的结合起来的方法叫理想实验法。

伽利略通过观察、猜想、实验事实和逻辑推理而得到的结论，伽利略之所以超越前人是巧妙的将实验事实与逻辑推理完美结合，这是他创造的科学的研究方法。

四  辩证地认识科学家的贡献，培养学生科学态度与责任

在物理学史教学中有利于学生知道知识的来龙去脉，能够从物理学家探索物理概念和规律的过程中，体会他们刻苦钻研的精神，坚韧不拔的意志，增强学生自身的科学态度和责任感。下面以《牛顿第一定律》教学为例，首先让学生思考以下几个问题：

1.为什么亚里士多德的错误观点能延续两千多年？

2.对比亚里士多德和伽利略研究问题的方法有何不同？

3.笛卡尔对伽利略的观点到底做了什么补充

4.牛顿的观点和笛卡尔相比，又有什么新的见解？

人们对力和运动的认识历经几千年，说明这个问题的复杂性和曲折性。同学们了解到亚里士多德主要是通过生活经验得到力是维持物体运动的原因。但是由于他学识渊博，他几乎对每一个学科都作出了贡献，是一位百科全书式的学者，被奉为非常有权威性的思想家，所以很多人都不敢质疑他，导致这个观点延续两千多年。后来伽利略通过理想斜面实验推翻亚里士多德的观点，这样容易让学生认为伽利略比亚里士多德聪明，亚里士多德对科学发展起阻碍作用，但是这样的评判对亚里士多德显然是不公平的。由于亚里士多德所处时代的局限性，导致他对很多物理知识和规律有错误或者片面的认识。因此亚里士多德的观点虽然错误，但是对人们认识世界，发现规律，解释自然现象，并应用于社会实践产生了重要且积极的影响，为后人的研究指明了方向。伽利略的贡献在于将实验和逻辑推理运用到物理学研究，推翻了亚里士多德的观点。 笛卡尔则将伽利略的观点从平面延伸到直线，但是还 没有回答改变运动状态的原因是什么。直到牛顿提出力的概念，明晰了一切物体都有惯性，明确了力是改变物体运动状态的原因。通过跨越两千年的科学对话，学生感受到了科学是在不断继承和发展的，也感受到了探究物理规律的曲折性，培养了学生的科学态度和责任。

五 结束语

在高中物理课程中，物理学史本身就是物理教学的有机组成部分，在物理教学中占据着极其重要的地位，对提高物理教学质量，培养创造性人才，提高学生的科学素养和爱国情怀都具有极其重要的作用。[3]因此在高中物理教学实践中，教师要利用物理学史让学生经历科学探究的艰辛历程，转变学生对科学家的偏见，辩证认识每一位科学家的贡献。学习物理学史从中领略到科学家的科学方法、执着精神和思维方式，启发学生要尊重客观事实，不迷信权威。学习物理学史，有利于培养学生的人文素质、追求真善美的人文精神、弘扬实事求是的科学态度、道德伦理和社会责任感；学习物理学史，有利于培养学生的好奇心、批判性思维、创新品质；同时也有利于达到习近平总书记提出的八字育人观“培根铸魂 启智润心”的教育功能。

参考文献：

[1]郭媛霞.物理学史在高中物理教学中的应用[J].《数理化解题研究》， 2018，（01）01

[2]罗廷莲.市级党校开设中国古代史专题讲座之管见[J].中共太原市委党校学报，2014，（02）1

[3]张莉.高中物理教学中引入学史教育的实践研究[D].东北师范大学，2011