杨阳

【摘要】为了解决从科学社会学的角度落实高中物理课程育人的这一重要问题，本文通过对《普通高中物理课程标准（2017年版2020年修订）》进行分析，提出物理学对认识自然世界、物理学对促进社会进步、物理学对推动人类发展三方面的教学建议，并给出具体的模型，旨在为新一轮课改中落实课程育人的教学提供参考.

【关键词】 课程标准；科学社会学；高中物理

1 HPS教育简述

HPS教育是指教学内容指向科学史（history）、科学哲学（philosophy）和科学社会学（sociology）的教育，研究指出了HPS教育在全面理解科学中的重要作用，被认为是促进学生学科核心素养发展的主要途径，是落实课程育人的重要策略.在《普通人高中物理课程标准（2017年版2020年修订）》（以下简称“新课程标准”）中，从课程性质的角度对物理学的研究内容、研究方法作了具体的介绍，对高中物理课程的育人目标、育人要求作详细的描述.

在教材中安排有涉及科学史、科学哲学和科学社会学的内容.以科学社会学为例，当前高中物理课堂教学是还没有达到目标要求的.原因有三：一是应试教育思想根深蒂固，教师课堂教学转型没有落地；二是课程育人的教学素材的没有具体化，教师在教学设计中没有关注；三是课程育人的意识不强，教学中没有依据课标进行挖掘.

但是，在新一轮的课改推进中，教考合一的导向越来越明显，考试也将是围绕课程育人的目标导向来进行，新高考肯定会把“应试教育”背景下的课堂教学淘汰.本文从科学社会学的角度，谈谈高中物理课程育人的教学建议.

2 对新课程课标中关于科学社会学的梳理

2.1 科学社会学内容的框架建构

在新课程标准中，根据科学社会学的内容特点，以“世界”“社会”“人类”为关键词进行梳理，结合高中物理课程的各章节内容分析.形成关于科学社会学内容的教学框架，如图1所示，框架中体现三个主题、九个层面和两个建议.

2.2 课标对科学社会学的描述

第一，物理学对认识自然世界提供了智力支持.物理学对认识自然世界的作用是得到广泛认同的，可以说，物理学对认识自然世界提供了智力支持是物理课程育人价值的具体体现.但是在教学中如何做细、做实，有效达成教学目标，根据课程标准进行梳理，得出要从微观世界、宏观世界、未知世界三个方面去开展认识自然世界.

第二，物理学对促进社会发展提供了有力保障.高中物理课程在内容上注重与生产生活的联系，反映当代科学技术发展的重要成果对生产生活的影响，对培养学生的社会参与意识和社会责任感有较好的思政价值.根据课程标准进行梳理，发现独特的课程价值还体现在这两个方面，一是促进社会发展，二是促进学生适应社会发展.教学中要关注社会发展、生产生活以及与之关联的环境问题，体会在社会发展中正确获取高质量生产生活的切身感受.

第三，物理学对推动人类发展作出了重要贡献.人类认识自然的过程就是学习和应用知识的过程，利用物理学知识进行技术改进、科技创新是成果转化的根本路径，在享用科技成果时要注意这是利弊兼有的.教学中可以从人类认识、人类生活、人类文明的层面去开展.让学生明白自觉遵守普遍接受的道德与规范、尊重自然与遵循自然规律的重要性.

3 科学社会学视角下的教学建议

3.1 从教学范式方面进行描述

在物理学对认识自然世界提供了智力支持方面，主要对微观世界、宏观世界、未知世界提出教学建议，本建议主要从教学范式的角度进行描述，建构的教学范式流程图如图2所示，详细解读如下.

对微观世界的教学建议.内容要求方面：重点是微观世界的量子化特征，量子论的建立对自然世界的影响.教学逻辑顺序是人类探索基本粒子的历程.真实情境方面：用具体的实例来说明微观粒子运动的特性，让学生有可观察、可对比、可思考的真实情境.模型建构方面：把德布罗、海森伯等物理学家对微观粒子的研究内容模型化.让微观粒子的模型在学生大脑中留下烙印.项目学习方面：把“波粒二象性的发展简史”“量子纠缠”“量子计算机”三部分内容安排项目学习，让学生开展深度学习与研究.

对宏观世界的教学建议.内容要求方面：重点是了解黑洞及对黑洞的观测方法，暗物质和暗能量，反物质和物质.教学逻辑顺序是人类探索宇宙理论的研究进展.真实情境方面：本部分的内容无法形成真实情境，教学中可用视频、宇宙沙盘等软件工具呈现.模型建构方面：教师要为学生建构宇宙大爆炸宇宙论的理论模型.讓宇宙大爆炸宇宙论的理论模型在学生大脑中留下烙印.项目学习方面：把“大爆炸宇宙论的观测证据”“人类反物质的探索”两部分内容安排项目学习，让学生开展深度学习与研究.

对未知世界的教学建议.内容要求方面：重点是探索未知世界的方法.探索的逻辑是科学定律在应用中出现偏差.真实情境方面：利用发现海王星等事实作为学习的真实情境，重点说明科学定律背后体现的就是科学方法，在解决问题的过程中要关注出现的新问题.模型建构方面：教师要为学生建构“经典力学到相对论时空观”的过程模型.让过程模型在学生大脑中留下烙印，形成对自然的探索过程永无止境，结果造福人类的意识.项目学习方面：把“时空弯曲”“相对论”两部分内容安排项目学习，让学生开展深度学习与研究.

3.2 从教学内容方面进行描述

科学社会学方面内容的特点是与经济社会、科技政治、生产生活之间有密切的关系，它帮助学生多视角、全方位地看待科学成就，可以让学生以辩证思维看待问题.建构一般情况的内容框架如图3所示，并从社会进步、人类发展两个方面进行说明.

第一，在物理学对促进社会进步提供了有力保障方面，主要对社会发展、生产生活、环境保护提出教学建议.

对社会发展的教学建议.一是要学生关注物理学在社会发展中的作用.如：在电磁学方面，知道发电机和电动机、电流磁效应和法拉第电磁感应定律等工业革命的贡献.二是要学生关注物理学在社会发展中的影响.如：核裂变反应和核聚变反应，热力学定律对人类生活和社会发展的积极影响.

对生产生活的教学建议.一是要学生分析生产生活中关于物理学方面的问题.如：共点力的平衡条件、机械能守恒定律，抛体运动的规律.它们与生产生活息息相关.二是要学生解释生产生活中关于物理学方面的现象.如：牛顿运动定律、动能定理、电功、电功率及焦耳定律.它们能解释生产生活中的种种现象.三是要学生知道物理学知识在生产生活中的应用.如：磁现象、激光、传感器、自感现象和涡流现象.能举例说明它们在生产生活中的应用.

对环境保护的教学建议.一是要学生有环境保护的意识.如：能量守恒与资源开发，能源开发与环境污染.引导学生了解“科学·技术·社会·环境”协调发展的重要性，具有环境保护的意识和行为，提升其社会责任感.二是要学生有环境保护的行动.通过增加联系生活与环境保护的劳动教育内容，让学生走到社区、走进工厂、走向社会，让知识回归生活.激发学生的学习热情，通过适当难度的劳动，让学生获得参与劳动的幸福感，并认识到环境保护的重要性.

第二，在物理学对推动人类发展作出了重要贡献方面，主要对人类认识、人类生活、人类文明提出教学建议.

对人类认识的教学建议.一是要学生认真学习物理学史，体会数学方法对物理学发展的作用.如：通过学习古希腊的宇宙观与中国古代的宇宙观、哥白尼日心说对宇宙观的冲击、最终开普勒通过数学方法得出开普勒定律以及牛顿发现万有引力定律，以说到数学方法对物理学发展的作用的重要作用.二是要学生认真学习物理学史，体会物理学家思想对物理学发展的作用.通过对经典力学的学习，体会伽利略的实验验证和数学推理相结合的思想方法对牛顿力学诞生的贡献.通过量子力学的学习，了解量子概念的建构对人类认识自然的影响.

对人类生活的教学建议.一是要学生知道物理学对人类生活发展是有利的.如：通过对电磁学内容的学习，认识科学对技术的推动作用，体会科技进步对人类生活的影响.了解材料科学的有关知识及应用，体会它们的发展对人类生活的影响.二是要学生知道物理学对人类生活发展也是有弊的.如：通过对核裂变反应和核聚变反应的学习.知道科学技术对人类生活有积极影响，但同时也会带来一系列问题，认识到人与自然是生命共同体，人类必须尊重自然，遵循自然规律.

对人类文明的教学建议.一是要学生知道物理学对相关学科的影响.如：对化学、生命科学、地球与宇宙科学等自然科学产生了重要影响，推动了材料、能源、环境、信息等科学技术的进步.二是要学生知道物理学对这人类文明的直接影响.物理学对人类认知、人类生活有重要作用，对促进了人类生产生活方式的变革、人类的思维方式、价值观念等都产生了深远影响，对人类文明做出了巨大贡献.

4 结语

高中物理教学最终是要指向高中物理課程育人，从课程标准中是能解读出具体要求的，从教材中也能看到具体的内容.但是教师教学行为转变不够，教学目标要求没有全部显性化，教学素材没有全面而完整地提供.这些都是当前需要尽快解决的问题，一线教师作为实践者和研究者的参与是解决这一问题的重要途径，学校与教育管理部门要搭建平台，引导教师走上自主研究、自觉践行课程育人的课改道路上来.

【基金项目：本文系贵州省教育科研规划重点课题“素养本位视域下高中物理HPS教学资源开发与应用研究”（课题批准号：2021A022）的阶段性成果之一】

参考文献：

［1］李友兴.凸显学科核心素养的高中物理教学策略［J］.物理教学，2020，42（07）：23-27+29.

［2］冯爽.普通高中物理课程标准中物理学史内容分析及教学策略构建［J］.物理教师，2021，42（04）：21-25.