楊陽

【摘要】為了解決從科學(xué)社會學(xué)的角度落實高中物理課程育人的這一重要問題，本文通過對《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）》進(jìn)行分析，提出物理學(xué)對認(rèn)識自然世界、物理學(xué)對促進(jìn)社會進(jìn)步、物理學(xué)對推動人類發(fā)展三方面的教學(xué)建議，并給出具體的模型，旨在為新一輪課改中落實課程育人的教學(xué)提供參考.

【關(guān)鍵詞】 課程標(biāo)準(zhǔn)；科學(xué)社會學(xué)；高中物理

1 HPS教育簡述

HPS教育是指教學(xué)內(nèi)容指向科學(xué)史（history）、科學(xué)哲學(xué)（philosophy）和科學(xué)社會學(xué)（sociology）的教育，研究指出了HPS教育在全面理解科學(xué)中的重要作用，被認(rèn)為是促進(jìn)學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)發(fā)展的主要途徑，是落實課程育人的重要策略.在《普通人高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）》（以下簡稱“新課程標(biāo)準(zhǔn)”）中，從課程性質(zhì)的角度對物理學(xué)的研究內(nèi)容、研究方法作了具體的介紹，對高中物理課程的育人目標(biāo)、育人要求作詳細(xì)的描述.

在教材中安排有涉及科學(xué)史、科學(xué)哲學(xué)和科學(xué)社會學(xué)的內(nèi)容.以科學(xué)社會學(xué)為例，當(dāng)前高中物理課堂教學(xué)是還沒有達(dá)到目標(biāo)要求的.原因有三：一是應(yīng)試教育思想根深蒂固，教師課堂教學(xué)轉(zhuǎn)型沒有落地；二是課程育人的教學(xué)素材的沒有具體化，教師在教學(xué)設(shè)計中沒有關(guān)注；三是課程育人的意識不強，教學(xué)中沒有依據(jù)課標(biāo)進(jìn)行挖掘.

但是，在新一輪的課改推進(jìn)中，教考合一的導(dǎo)向越來越明顯，考試也將是圍繞課程育人的目標(biāo)導(dǎo)向來進(jìn)行，新高考肯定會把“應(yīng)試教育”背景下的課堂教學(xué)淘汰.本文從科學(xué)社會學(xué)的角度，談?wù)劯咧形锢碚n程育人的教學(xué)建議.

2 對新課程課標(biāo)中關(guān)于科學(xué)社會學(xué)的梳理

2.1 科學(xué)社會學(xué)內(nèi)容的框架建構(gòu)

在新課程標(biāo)準(zhǔn)中，根據(jù)科學(xué)社會學(xué)的內(nèi)容特點，以“世界”“社會”“人類”為關(guān)鍵詞進(jìn)行梳理，結(jié)合高中物理課程的各章節(jié)內(nèi)容分析.形成關(guān)于科學(xué)社會學(xué)內(nèi)容的教學(xué)框架，如圖1所示，框架中體現(xiàn)三個主題、九個層面和兩個建議.

2.2 課標(biāo)對科學(xué)社會學(xué)的描述

第一，物理學(xué)對認(rèn)識自然世界提供了智力支持.物理學(xué)對認(rèn)識自然世界的作用是得到廣泛認(rèn)同的，可以說，物理學(xué)對認(rèn)識自然世界提供了智力支持是物理課程育人價值的具體體現(xiàn).但是在教學(xué)中如何做細(xì)、做實，有效達(dá)成教學(xué)目標(biāo)，根據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行梳理，得出要從微觀世界、宏觀世界、未知世界三個方面去開展認(rèn)識自然世界.

第二，物理學(xué)對促進(jìn)社會發(fā)展提供了有力保障.高中物理課程在內(nèi)容上注重與生產(chǎn)生活的聯(lián)系，反映當(dāng)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的重要成果對生產(chǎn)生活的影響，對培養(yǎng)學(xué)生的社會參與意識和社會責(zé)任感有較好的思政價值.根據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行梳理，發(fā)現(xiàn)獨特的課程價值還體現(xiàn)在這兩個方面，一是促進(jìn)社會發(fā)展，二是促進(jìn)學(xué)生適應(yīng)社會發(fā)展.教學(xué)中要關(guān)注社會發(fā)展、生產(chǎn)生活以及與之關(guān)聯(lián)的環(huán)境問題，體會在社會發(fā)展中正確獲取高質(zhì)量生產(chǎn)生活的切身感受.

第三，物理學(xué)對推動人類發(fā)展作出了重要貢獻(xiàn).人類認(rèn)識自然的過程就是學(xué)習(xí)和應(yīng)用知識的過程，利用物理學(xué)知識進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)、科技創(chuàng)新是成果轉(zhuǎn)化的根本路徑，在享用科技成果時要注意這是利弊兼有的.教學(xué)中可以從人類認(rèn)識、人類生活、人類文明的層面去開展.讓學(xué)生明白自覺遵守普遍接受的道德與規(guī)范、尊重自然與遵循自然規(guī)律的重要性.

3 科學(xué)社會學(xué)視角下的教學(xué)建議

3.1 從教學(xué)范式方面進(jìn)行描述

在物理學(xué)對認(rèn)識自然世界提供了智力支持方面，主要對微觀世界、宏觀世界、未知世界提出教學(xué)建議，本建議主要從教學(xué)范式的角度進(jìn)行描述，建構(gòu)的教學(xué)范式流程圖如圖2所示，詳細(xì)解讀如下.

對微觀世界的教學(xué)建議.內(nèi)容要求方面：重點是微觀世界的量子化特征，量子論的建立對自然世界的影響.教學(xué)邏輯順序是人類探索基本粒子的歷程.真實情境方面：用具體的實例來說明微觀粒子運動的特性，讓學(xué)生有可觀察、可對比、可思考的真實情境.模型建構(gòu)方面：把德布羅、海森伯等物理學(xué)家對微觀粒子的研究內(nèi)容模型化.讓微觀粒子的模型在學(xué)生大腦中留下烙印.項目學(xué)習(xí)方面：把“波粒二象性的發(fā)展簡史”“量子糾纏”“量子計算機”三部分內(nèi)容安排項目學(xué)習(xí)，讓學(xué)生開展深度學(xué)習(xí)與研究.

對宏觀世界的教學(xué)建議.內(nèi)容要求方面：重點是了解黑洞及對黑洞的觀測方法，暗物質(zhì)和暗能量，反物質(zhì)和物質(zhì).教學(xué)邏輯順序是人類探索宇宙理論的研究進(jìn)展.真實情境方面：本部分的內(nèi)容無法形成真實情境，教學(xué)中可用視頻、宇宙沙盤等軟件工具呈現(xiàn).模型建構(gòu)方面：教師要為學(xué)生建構(gòu)宇宙大爆炸宇宙論的理論模型.讓宇宙大爆炸宇宙論的理論模型在學(xué)生大腦中留下烙印.項目學(xué)習(xí)方面：把“大爆炸宇宙論的觀測證據(jù)”“人類反物質(zhì)的探索”兩部分內(nèi)容安排項目學(xué)習(xí)，讓學(xué)生開展深度學(xué)習(xí)與研究.

對未知世界的教學(xué)建議.內(nèi)容要求方面：重點是探索未知世界的方法.探索的邏輯是科學(xué)定律在應(yīng)用中出現(xiàn)偏差.真實情境方面：利用發(fā)現(xiàn)海王星等事實作為學(xué)習(xí)的真實情境，重點說明科學(xué)定律背后體現(xiàn)的就是科學(xué)方法，在解決問題的過程中要關(guān)注出現(xiàn)的新問題.模型建構(gòu)方面：教師要為學(xué)生建構(gòu)“經(jīng)典力學(xué)到相對論時空觀”的過程模型.讓過程模型在學(xué)生大腦中留下烙印，形成對自然的探索過程永無止境，結(jié)果造福人類的意識.項目學(xué)習(xí)方面：把“時空彎曲”“相對論”兩部分內(nèi)容安排項目學(xué)習(xí)，讓學(xué)生開展深度學(xué)習(xí)與研究.

3.2 從教學(xué)內(nèi)容方面進(jìn)行描述

科學(xué)社會學(xué)方面內(nèi)容的特點是與經(jīng)濟社會、科技政治、生產(chǎn)生活之間有密切的關(guān)系，它幫助學(xué)生多視角、全方位地看待科學(xué)成就，可以讓學(xué)生以辯證思維看待問題.建構(gòu)一般情況的內(nèi)容框架如圖3所示，并從社會進(jìn)步、人類發(fā)展兩個方面進(jìn)行說明.

第一，在物理學(xué)對促進(jìn)社會進(jìn)步提供了有力保障方面，主要對社會發(fā)展、生產(chǎn)生活、環(huán)境保護(hù)提出教學(xué)建議.

對社會發(fā)展的教學(xué)建議.一是要學(xué)生關(guān)注物理學(xué)在社會發(fā)展中的作用.如：在電磁學(xué)方面，知道發(fā)電機和電動機、電流磁效應(yīng)和法拉第電磁感應(yīng)定律等工業(yè)革命的貢獻(xiàn).二是要學(xué)生關(guān)注物理學(xué)在社會發(fā)展中的影響.如：核裂變反應(yīng)和核聚變反應(yīng)，熱力學(xué)定律對人類生活和社會發(fā)展的積極影響.

對生產(chǎn)生活的教學(xué)建議.一是要學(xué)生分析生產(chǎn)生活中關(guān)于物理學(xué)方面的問題.如：共點力的平衡條件、機械能守恒定律，拋體運動的規(guī)律.它們與生產(chǎn)生活息息相關(guān).二是要學(xué)生解釋生產(chǎn)生活中關(guān)于物理學(xué)方面的現(xiàn)象.如：牛頓運動定律、動能定理、電功、電功率及焦耳定律.它們能解釋生產(chǎn)生活中的種種現(xiàn)象.三是要學(xué)生知道物理學(xué)知識在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用.如：磁現(xiàn)象、激光、傳感器、自感現(xiàn)象和渦流現(xiàn)象.能舉例說明它們在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用.

對環(huán)境保護(hù)的教學(xué)建議.一是要學(xué)生有環(huán)境保護(hù)的意識.如：能量守恒與資源開發(fā)，能源開發(fā)與環(huán)境污染.引導(dǎo)學(xué)生了解“科學(xué)·技術(shù)·社會·環(huán)境”協(xié)調(diào)發(fā)展的重要性，具有環(huán)境保護(hù)的意識和行為，提升其社會責(zé)任感.二是要學(xué)生有環(huán)境保護(hù)的行動.通過增加聯(lián)系生活與環(huán)境保護(hù)的勞動教育內(nèi)容，讓學(xué)生走到社區(qū)、走進(jìn)工廠、走向社會，讓知識回歸生活.激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，通過適當(dāng)難度的勞動，讓學(xué)生獲得參與勞動的幸福感，并認(rèn)識到環(huán)境保護(hù)的重要性.

第二，在物理學(xué)對推動人類發(fā)展作出了重要貢獻(xiàn)方面，主要對人類認(rèn)識、人類生活、人類文明提出教學(xué)建議.

對人類認(rèn)識的教學(xué)建議.一是要學(xué)生認(rèn)真學(xué)習(xí)物理學(xué)史，體會數(shù)學(xué)方法對物理學(xué)發(fā)展的作用.如：通過學(xué)習(xí)古希臘的宇宙觀與中國古代的宇宙觀、哥白尼日心說對宇宙觀的沖擊、最終開普勒通過數(shù)學(xué)方法得出開普勒定律以及牛頓發(fā)現(xiàn)萬有引力定律，以說到數(shù)學(xué)方法對物理學(xué)發(fā)展的作用的重要作用.二是要學(xué)生認(rèn)真學(xué)習(xí)物理學(xué)史，體會物理學(xué)家思想對物理學(xué)發(fā)展的作用.通過對經(jīng)典力學(xué)的學(xué)習(xí)，體會伽利略的實驗驗證和數(shù)學(xué)推理相結(jié)合的思想方法對牛頓力學(xué)誕生的貢獻(xiàn).通過量子力學(xué)的學(xué)習(xí)，了解量子概念的建構(gòu)對人類認(rèn)識自然的影響.

對人類生活的教學(xué)建議.一是要學(xué)生知道物理學(xué)對人類生活發(fā)展是有利的.如：通過對電磁學(xué)內(nèi)容的學(xué)習(xí)，認(rèn)識科學(xué)對技術(shù)的推動作用，體會科技進(jìn)步對人類生活的影響.了解材料科學(xué)的有關(guān)知識及應(yīng)用，體會它們的發(fā)展對人類生活的影響.二是要學(xué)生知道物理學(xué)對人類生活發(fā)展也是有弊的.如：通過對核裂變反應(yīng)和核聚變反應(yīng)的學(xué)習(xí).知道科學(xué)技術(shù)對人類生活有積極影響，但同時也會帶來一系列問題，認(rèn)識到人與自然是生命共同體，人類必須尊重自然，遵循自然規(guī)律.

對人類文明的教學(xué)建議.一是要學(xué)生知道物理學(xué)對相關(guān)學(xué)科的影響.如：對化學(xué)、生命科學(xué)、地球與宇宙科學(xué)等自然科學(xué)產(chǎn)生了重要影響，推動了材料、能源、環(huán)境、信息等科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步.二是要學(xué)生知道物理學(xué)對這人類文明的直接影響.物理學(xué)對人類認(rèn)知、人類生活有重要作用，對促進(jìn)了人類生產(chǎn)生活方式的變革、人類的思維方式、價值觀念等都產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響，對人類文明做出了巨大貢獻(xiàn).

4 結(jié)語

高中物理教學(xué)最終是要指向高中物理課程育人，從課程標(biāo)準(zhǔn)中是能解讀出具體要求的，從教材中也能看到具體的內(nèi)容.但是教師教學(xué)行為轉(zhuǎn)變不夠，教學(xué)目標(biāo)要求沒有全部顯性化，教學(xué)素材沒有全面而完整地提供.這些都是當(dāng)前需要盡快解決的問題，一線教師作為實踐者和研究者的參與是解決這一問題的重要途徑，學(xué)校與教育管理部門要搭建平臺，引導(dǎo)教師走上自主研究、自覺踐行課程育人的課改道路上來.

【基金項目：本文系貴州省教育科研規(guī)劃重點課題“素養(yǎng)本位視域下高中物理HPS教學(xué)資源開發(fā)與應(yīng)用研究”（課題批準(zhǔn)號：2021A022）的階段性成果之一】

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