徐建榮

HPS教學(xué)思想的基本內(nèi)容是通過對歷史、哲學(xué)、社會學(xué)科的知識整合，達到提升課程教學(xué)內(nèi)容的豐富性，增強學(xué)生的科學(xué)意識，幫助學(xué)生深刻理解科學(xué)本質(zhì)的教學(xué)目的。采用HPS教學(xué)思想完成物理學(xué)科教學(xué)任務(wù)，可以分別從課程規(guī)劃、史料采選、科學(xué)研發(fā)過程等視角，進行學(xué)科知識融合，采取史料展示、知識講解、學(xué)生交流等形式，提高教學(xué)效果。比如，采用HPS教學(xué)思想完成“伽利略對自由落體運動的研究”這一知識點的課堂設(shè)計，就順應(yīng)了學(xué)生知識接收的實際需要，可以顯著增強學(xué)生對科學(xué)知識的掌握程度。

一、確定教學(xué)任務(wù)

（一）物理學(xué)科教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)

普通高中給出的物理學(xué)科教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)中要求教師借助科學(xué)史料，提升學(xué)生對實驗科學(xué)形成環(huán)境的認知程度，明確物理實驗的學(xué)習(xí)意義，為物理學(xué)科發(fā)展奠定基礎(chǔ)。同時，采取資料查閱的方式，可以輔助學(xué)生學(xué)習(xí)運動、落體相關(guān)概念，促進學(xué)生正確認知探究物體運動的實驗方法。

在講解自由落體這一知識點時，讓學(xué)生在歷史資料中學(xué)習(xí)物理現(xiàn)象的研究方法，感受物理實驗的重要性，逐步形成物理意識，可以幫助學(xué)生以物理思想解決問題，增強學(xué)生的社會適應(yīng)能力。因此，物理教師在進行課程講解時，可以以學(xué)科素養(yǎng)為核心，加強學(xué)生的物理思維塑造，從而完成物理教學(xué)目標(biāo)。

（二）HPS理念下的課程教學(xué)流程

1.自由落體的課程學(xué)習(xí)，便于學(xué)生正確看待生活中的物理現(xiàn)象，使其能夠用物理思想解釋生活現(xiàn)象，比如，判斷物體下落速度的影響條件，知道自由落體運動的物理特點等。

2.以事實為基礎(chǔ)、以實驗驗證為科學(xué)推理方法，驗證亞里士多德物理猜想的準(zhǔn)確性，塑造學(xué)生的科學(xué)意識，使其能夠?qū)逃惺挛铩⒗碚撔纬赊q證思想，在實驗驗證的過程中，獲得具有科學(xué)性的理論結(jié)果，鍛煉學(xué)生的物理實驗操作能力。

3.在物理學(xué)科教學(xué)過程中，滲透物理學(xué)科核心素養(yǎng)的教學(xué)，以物理現(xiàn)象、物理規(guī)律的探究活動為主體，進行問題設(shè)定、現(xiàn)象驗證、物理知識解釋、物理現(xiàn)象交流等。比如，在自由落體課程教學(xué)過程中，設(shè)定問題“物體下落的原因”，假設(shè)“萬有引力”，進行落體實驗，對問題進行解釋，讓學(xué)生交流表達自由落體的現(xiàn)象，以完成課程探究學(xué)習(xí)，增強學(xué)生對生活中物理現(xiàn)象的理解能力。

4.在實驗完成時，讓學(xué)生回顧自由落體相關(guān)歷史資料，便于學(xué)生認知科學(xué)知識的重要性，使學(xué)生形成崇高的科學(xué)探究思想。

（三）自由落體教學(xué)任務(wù)分析

教材中對自由落體運動過程給予了詮釋與推理，同時添加了伽利略科學(xué)現(xiàn)象研究的過程，以塑造學(xué)生的科學(xué)意識，使其以崇高的科學(xué)探究思想，進行物理知識學(xué)習(xí)。其中粵教版教材側(cè)重于展示物理實驗研究過程，便于學(xué)生自主進行落體運動實驗，進而獲得課程知識。在自由落體教學(xué)任務(wù)中，結(jié)合課程教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)，側(cè)重于物理現(xiàn)象的探究、科學(xué)實驗的驗證。在課程預(yù)習(xí)階段，學(xué)生基本掌握了自由落體的物理運動規(guī)律，清晰認知了客觀事物的運動特點。在課程教學(xué)過程中，展現(xiàn)自由落體運動的現(xiàn)象，結(jié)合物理實驗探究方法，完成與物理史料的融合，可以拉近學(xué)生與科學(xué)家之間的距離，感受科學(xué)探究驗證的不易，增強學(xué)生的科學(xué)知識學(xué)習(xí)能力。

二、融合HPS教學(xué)思想的教學(xué)方法

（一）導(dǎo)課設(shè)計

教師進行落體運動物理知識講解時，設(shè)計的導(dǎo)課思考問題應(yīng)以開放性問題為主，比如，可以讓學(xué)生總結(jié)物理研究思路，學(xué)生在進行自由交流與解答后，通常可以輕松地給出“現(xiàn)象觀察、現(xiàn)象分析、物理規(guī)律歸納”的研究思路。教師在進行導(dǎo)課設(shè)計時，適當(dāng)補充史料，可以幫助學(xué)生掌握知識研究的背景情況，便于學(xué)生歸納總結(jié)物理現(xiàn)象。觀點提出初期，受到物理研究條件的限制，展現(xiàn)出了科學(xué)家觀點的先進性，便于學(xué)生對亞里士多德觀點形成辯證認知，同時有助于增強學(xué)生物理知識的驗證能力，促使學(xué)生養(yǎng)成以物理知識解決生活問題的科學(xué)習(xí)慣。

（二）新課引導(dǎo)

1.問題引導(dǎo)

教師在進行課程講解時，需要引導(dǎo)學(xué)生思考伽利略反證觀點的正確性，解析亞里士多德觀點內(nèi)在的沖突性，由此讓學(xué)生思考兩個科學(xué)家觀點的客觀性，讓學(xué)生自由查閱史料，佐證自己對兩位科學(xué)家觀點的認識。并在學(xué)生查詢完史料后，給出亞里士多德觀點成立的條件，結(jié)合學(xué)生結(jié)論，采取反證法驗證。

在問題設(shè)計過程中，史料知識、觀點反證，均是HPS教學(xué)思想的表現(xiàn)形式。在課程問題引導(dǎo)過程中，學(xué)生通過查閱、學(xué)習(xí)史料內(nèi)容，可以對伽利略反證觀點進行補充，同時推翻亞里士多德的觀點。這樣，學(xué)生既能夠領(lǐng)會到伽利略對原有觀點的質(zhì)疑精神，端正自身的學(xué)習(xí)態(tài)度，又可以在史料的學(xué)習(xí)中塑造優(yōu)質(zhì)的物理學(xué)科素養(yǎng)。

2.驗證假設(shè)

在完成史料學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，進行物理運動的數(shù)學(xué)分析，以理論視角驗證物理運動猜想。依據(jù)伽利略反證思想的假設(shè)：由靜止開始做勻加速直線運動的物體，產(chǎn)生的運動距離的比值與所用時間平方的比值相等。

通過數(shù)學(xué)分析與推導(dǎo)，成功佐證了伽利略物體運動思想的正確性。

以物體實際運動現(xiàn)象為指導(dǎo)，借助數(shù)學(xué)推導(dǎo)方法，驗證理論觀點的正確性，能夠客觀詮釋各物理因素之間的關(guān)系，以量化形式呈現(xiàn)物體運動特點，提升學(xué)生對自由落體相關(guān)知識的理解，展現(xiàn)物理知識探究過程的嚴(yán)謹性，塑造學(xué)生優(yōu)質(zhì)的科學(xué)研究思想。

3.現(xiàn)象觀察

對自由落體進行實驗觀察，可以引導(dǎo)學(xué)生深入思考所學(xué)知識。教師需要準(zhǔn)備實驗道具，包括小球、斜面演示器等，讓小球在斜面演示器表面自由運動。借助此實驗現(xiàn)象，向?qū)W生證實：當(dāng)物體運動所在斜面角度不大時，在斜面緩沖作用下，運動時間間隔較小，難以對其進行精準(zhǔn)測定。從實驗精準(zhǔn)性的視角考慮，改進實驗方法：將自制軌道均分為三份，對小球落體運動進行時間記錄，截取三等分節(jié)點對應(yīng)的時間點，讓學(xué)生進行數(shù)據(jù)分析，借助實驗驗證數(shù)學(xué)分析結(jié)果的正確性。

在此基礎(chǔ)上，對小球重量、斜面傾斜角度進行調(diào)整，再次進行落體實驗，驗證數(shù)學(xué)分析結(jié)果與物體運動實驗現(xiàn)象的一致性。比較不同實驗條件下發(fā)生的實驗現(xiàn)象，讓學(xué)生自行開展對比分析，獲得實驗結(jié)論，助力學(xué)生熟練掌握加速度與斜面傾斜角的相互關(guān)系。

在此教學(xué)環(huán)節(jié)中，教師通過改變實驗變量，比如斜面傾斜角度、小球重量，讓學(xué)生自主觀看實驗現(xiàn)象，同時在物體運動時間測量數(shù)據(jù)的輔助下，驗證物體運動數(shù)學(xué)分析結(jié)果的正確性，展現(xiàn)物理現(xiàn)象研究過程的學(xué)習(xí)價值。

（三）課程鞏固

在完成數(shù)學(xué)分析、實驗發(fā)現(xiàn)之后，教師對自由落體課程各個知識點進行梳理，以提升學(xué)生知識掌握的系統(tǒng)性，同時鞏固課程學(xué)習(xí)內(nèi)容，讓學(xué)生對物理學(xué)習(xí)形成較高興趣。在課程鞏固環(huán)節(jié)中，重新引入更為全面的物理史料，對歷史人物、研究過程進行歸納梳理，便于學(xué)生整合所學(xué)知識，對科學(xué)歷史形成全新認知，沖破固有思想局限，深入感受物理科學(xué)知識的力量，形成優(yōu)質(zhì)的物理科目學(xué)習(xí)素養(yǎng)。

在課程講解結(jié)束后，布置作業(yè)以驗證課程學(xué)習(xí)效果，對后續(xù)教學(xué)設(shè)計、HPS教學(xué)思想融合形成反饋，逐步完善物理教學(xué)設(shè)計，以提升物理教學(xué)工作平穩(wěn)發(fā)展，助力學(xué)生熟練掌握物理知識。

三、教學(xué)反思

以HPS教學(xué)思想為理論依據(jù)，加強描述資料在課程中的應(yīng)用，以科學(xué)驗證、數(shù)學(xué)分析為出發(fā)點，提升物理課程設(shè)計效果，促使學(xué)生以辯證思想學(xué)習(xí)物理知識，增強學(xué)生對物理現(xiàn)象的理解能力。與此同時，在物理教學(xué)中引入史料，應(yīng)結(jié)合教學(xué)任務(wù)的實際需求，進行教學(xué)設(shè)計優(yōu)化，逐步塑造學(xué)生的物理學(xué)習(xí)觀，從描述性資料、實驗觀察、數(shù)學(xué)分析等多個層次，全面增強學(xué)生的物理學(xué)習(xí)能力。