摘 要：随着科学、经济的发展，我国人才培养政策已经从传统的技能型人才培养逐渐向素质型人才培养过渡，而培养素质型人才的关键环节就是创新教育。物理学发展史（简称“物理学史”）是物理学科蕴藏的宝贵财富，其中涉及的精神奥秘，十分值得教学工作者去挖掘。若是在高中物理日常教学中渗透、传输物理史料，不但能够帮助学生从意识源泉认识物理现象、发现物理规律、解决物理问题，更能有效培养学生的创新能力。

关键词：高中物理;物理学史;创新教育;素质教育

物理学史指的是物理学科的发展演变历史，是一门研究物理学科基本概念、常规定律及理论知识的起源、形成、演变过程的学科，旨在揭示物理学科发展演变规律。物理学史是人文与科学的融合，其以丰富、准确的物理史实为依据，生动形象地描绘了物理学科的发展脉络。回归到高中物理学科教学中，物理学史应该涵盖教学的全过程，从最初的物理概念及知识点的引入到物理实验的演示，再到实际物理问题的求解，最后到物理知识的应用，无处不体现着物理学史与创新思维的紧密联系。

一、物理概念学史，培养学生学科逻辑思维

物理概念教学是学生接触物理学科的第一步。物理教材的编写也是遵循物理学史发展的基本规律，教材往往按照逻辑递进的顺序，由基础入手，逐渐将重要的物理概念和物理规律逻辑化展示。因而，物理概念的教学可谓是踩着历史的脚印前行。同样的，学生在了解了物理学史与物理教材的关系后，必然可以进一步诱导自身深入物理场景，激发自身的创新思维。但值得注意的是，受到应试教育思维的影响，高中物理教学越发展现出“短平快”的教学特征，即非考点不教学、剥离场景教学，长此以往必然会带来创新型人才培养的难题。

物理概念起源于人类的日常生活，直接表现在生活中可见、可触摸的牛顿力学、天文学等领域。根据物理学史，人类最初致力于简单机械运动的规律探究，寻找自然现象中所蕴含的物理规律，这就是物理概念学史的雏形。此后，伴随光电学、电磁学、热力学的发展，人类逐渐步入了概念学史的快车道，涌现出了一大批具备极强创新能力的物理天才，如牛顿、伽利略、焦耳等，为人类科学技术的腾飞注入了活力。例如：在力与运动关系的教学研究中，物理学史主要经历了古代力学直觉经验、伽利略力学学科经验、牛顿力学定律的提出。在力学运动的起源中，古人基于日常力学现象：要想使物体运动，其必须受力，于是推断出“力推物动、力撤物停”的直观经验。此后，伽利略在此主观力学经验基础上，进一步验证力是改变物体运动规律的条件，而不是维持物体运动的必要条件。自从伽利略提出该质疑后，后人针对力与运动规律的相互关系开展更为深入的研究。此后，牛顿的出现为力学运动规律的发展起到了至关重要的作用，他在前人的基础上提出了牛顿力学三定律，成为学科的经典。

二、物理实验学史，培养学生实践操作思维

在探究物理学科规律的过程中，物理实验是必不可少的过程，科学家们常常会设计出各式各样的实验方案，来模拟、类比、比较学科规律，从而更为直观、生动地揭示出物理规律。从高中物理实验教学场景而言，所有的物理实验教材的引入均存在物理学史的应用，无论是传统力学、电学、电磁学及热力学等，其发现、研究、得到规律，无一不存在于一本有章可循的物理学史中。

例如：以欧姆定律的实验教学为例，从物理学史的角度，当初欧姆在没有电流、电压、电阻等物理概念及万能电表等实验仪器的基础上，他是如何得到欧姆定律的呢？对此，教师可以结合欧姆定律的物理学史，揭示欧姆利用通电铜线使得磁针发生偏转的现象进行实验测试，利用磁针偏转角度来揭示电路中的电流大小。欧姆的具体实验流程如下：他挑选了八根粗细相同，长度（L）不同的铜线，按照次序依次连接在同一电路中进行实验，并记录下磁针对应的偏转角θ，并记录得到了铜线长度L与磁针偏转角的原始记录，如下表1所示。

在此基础上，教师进一步诱导学生基于该欧姆定律的物理学史，在直角坐标系中绘制出对应的θ与L、1/θ×10-2与L的关系图。最终，学生在教师的引导下，利用描点法得到了对应的变化曲线图。在此基础上，教师可以进一步引入电阻与电流、电压与电流的概念，从而对得到的曲线图进行深入剖析，得到电流与电压成正比、电流与电阻成反比的欧姆定律。相较于高中物理教材中单纯的欧姆定律实验教学，通过欧姆定律物理学史的实验引入教学，帮助学生基于古人的研究历程，培养自身的创新思维，促进学生们发现问题、分析问题及解决问题的物理学科综合素养的养成。

三、物理规律学史，培养学生逆向推理思维

所有的物体都是相互依托而存在的，物理规律也是如此，各个物理规律之间必然存在千丝万缕的联系。随着各类物理规律的逐渐清晰，人们对物理规律的认识逐渐趋向于固式思维，长此以往变得懒于思考、不易突破常规，思维能力受到较大限制。而在物理学史的教学应用中，通过逆向推理思维的应用，可以帮助学生打开思维限制，突破传统的思维定式。相应的，逆向思维又包含很多种方式，比如因果逆向思维、结构逆向思维、功能逆向思维等，至于如何有效将物理规律学史与逆向推理思维结合起来，还需要教师们结合具体的教学实例开展深入研究。

从物理学史逆向思维的应用角度出发，主要依靠教师对求解问题的判断，基于物体的功能、结合物体的原理、有效利用逆向思维推断物体功能变化趋势，最终在师生的实际动手操作中总结获得求解思路。高中物理教学中，最显著的逆向求解思维案例就是法拉第的电磁效应。早在十八世纪二十年代，丹麦物理学家奥斯特就在一次演讲中指出，意外發现通电铜导线可以让小磁针发生偏转，这一效应最终演变成了电生磁效应，这对当时人类孤立理解的电与磁的局面起了巨大推动作用。至此，法拉第在奥斯特的电生磁基础之上，受到物体之间相互影响与转化的思想影响，逆向提出了磁生电的想法。在此后的十年里，他利用电磁相互转化的关系，总结出了电磁感应定律，并最终于1831年研制出了世界上第一台感应式发电机。在实际课堂教学环节中，教师可以更加具有策略及针对性，比如在课堂导入的环节中，利用奥斯特电流的磁效应实验，铺垫出浓厚的教学氛围。随后，再基于电生磁的现象，进一步引申出法拉第对磁生电的逆向思维推断，进而展开电磁效应的教学。与此同时，教师可以进一步利用板书，在黑板上简单绘制出电与磁互相转换的原理模型，将其中的关键环节形象化展示出来，从而帮助学生更好地利用物理学史来培养逆向思维能力。

四、物理应用学史，培养学生创新实践思维

创新是物理学科不断进步和发展的动力之源，而物理学史则是物理学科创新进步的明镜，物理学史的教学与创新实践思维的培养，这两者是密不可分的。纵观物理学史，大量的史实表明：对实践问题的执着追求、对真理探寻的负责态度，尤其是强烈的创新意识，这些都是物理学科一代代巨匠取得成功的精髓。因此，运用物理学史培养学生的创新实践思维是高中物理教学的重要目标之一，要想实现高效的教学效果，必须有效培养和激发学生的创新欲望，不断训练和培养学生的创新思维，实现素质教育的终极目标。

在物理运动学规律的发展历程中，自由落体运动是为古人所探究最多的运动之一。在自由落体运动规律发现之前，人们受到亚里士多德固式思维的影响，想当然地认为重量越大的物体其下落的速度越快。直到著名的比萨斜塔实验，依据荷兰斯蒂文的记载，在1586年由伽利略对亚里士多德的权威思维发起了挑战，他分别将20磅和1磅的铅球，从比萨斜塔的同一高度静止释放，最终实践结果表明：两个小球在同一时刻落地。伽利略的这一实践，打破了亚里士多德对物理应用规律的垄断，这一科学实践也被后人称为最美物理实验之一。

在创新实践思维的实际教学过程中，教师们可以进行更为生动的实践铺垫。基于亚里士多德的权威思想，即重量越大的物体下落越快。对此，教师可以以两本质量不一致的书本进行实践比较，针对单独的两本书，按照重量越大下落速度越大的规律，那么无疑是质量大的那本书下降速度快。此时，教师不妨向学生们提问：若是将两本书绑在一起，此时自由落地的运动状态如何变化？若是将两本书视为一个整体，那無疑是质量变大，下降速度应该变快;但是若将其视为两个独立个体，在自由落体过程中，重量大的那一本书下落得快、重量小的那一本书下落得慢，那么两本书的组合体其下降速度如何变化呢？通过这一物理学史问题的实践应用，学生必然会对自由落体现象产生深刻的认识，也会受到名人案例的影响，敢于质疑、勇于创新。

结束语

物理学史不仅是物理学科的发展历史，更是人类学科发展的明镜。客观物理规律的发展，往往都是曲线式上升、螺旋式进步。对高中生物理知识教学而言，他们从最初的懵懂到一知半解，再到逐步深入认识物理学规律。若是将物理学史的教学渗透于各个教学环节，必然可以对学生的实践操作思维、创新思维、逆向思维等起到有效提升作用，也有利于新时代背景下的素质教育目标的实现。

参考文献

[1]赵良震.谈谈物理学史对学生探究能力和创新思维能力的培养[J].明日，2019（19）：92.

[2]杨江.高中物理教学中物理模型对培养学生思维能力的研究[J].读与写（教师），2018（6）：191.

[3]黄竹波，徐晓梅，胡慧廷.高中物理教学中利用物理学史培养学生逆向思维能力的探索[J].湖南中学物理，2016（12）：25-28，4.

[4]周诗文，庾名槐，袁珍.物理课堂教学中渗透物理学史的探索[J].技术物理教学，2012（2）.5-7.

作者简介：孙亚明（1981—），男，江苏如皋人，本科学历，中学一级教师。研究方向：高中物理教学与研究。