楊陽

【摘要】為了解決從科學社會學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準（2017年版2020年修訂）》進行分析，提出物理學對認識自然世界、物理學對促進社會進步、物理學對推動人類發(fā)展三方面的教學建議，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提供參考.

【關鍵詞】 課程標準；科學社會學；高中物理

1 HPS教育簡述

HPS教育是指教學內容指向科學史（history）、科學哲學（philosophy）和科學社會學（sociology）的教育，研究指出了HPS教育在全面理解科學中的重要作用，被認為是促進學生學科核心素養(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準（2017年版2020年修訂）》（以下簡稱“新課程標準”）中，從課程性質的角度對物理學的研究內容、研究方法作了具體的介紹，對高中物理課程的育人目標、育人要求作詳細的描述.

在教材中安排有涉及科學史、科學哲學和科學社會學的內容.以科學社會學為例，當前高中物理課堂教學是還沒有達到目標要求的.原因有三：一是應試教育思想根深蒂固，教師課堂教學轉型沒有落地；二是課程育人的教學素材的沒有具體化，教師在教學設計中沒有關注；三是課程育人的意識不強，教學中沒有依據課標進行挖掘.

但是，在新一輪的課改推進中，教考合一的導向越來越明顯，考試也將是圍繞課程育人的目標導向來進行，新高考肯定會把“應試教育”背景下的課堂教學淘汰.本文從科學社會學的角度，談談高中物理課程育人的教學建議.

2 對新課程課標中關于科學社會學的梳理

2.1 科學社會學內容的框架建構

在新課程標準中，根據科學社會學的內容特點，以“世界”“社會”“人類”為關鍵詞進行梳理，結合高中物理課程的各章節(jié)內容分析.形成關于科學社會學內容的教學框架，如圖1所示，框架中體現三個主題、九個層面和兩個建議.

2.2 課標對科學社會學的描述

第一，物理學對認識自然世界提供了智力支持.物理學對認識自然世界的作用是得到廣泛認同的，可以說，物理學對認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.但是在教學中如何做細、做實，有效達成教學目標，根據課程標準進行梳理，得出要從微觀世界、宏觀世界、未知世界三個方面去開展認識自然世界.

第二，物理學對促進社會發(fā)展提供了有力保障.高中物理課程在內容上注重與生產生活的聯系，反映當代科學技術發(fā)展的重要成果對生產生活的影響，對培養(yǎng)學生的社會參與意識和社會責任感有較好的思政價值.根據課程標準進行梳理，發(fā)現獨特的課程價值還體現在這兩個方面，一是促進社會發(fā)展，二是促進學生適應社會發(fā)展.教學中要關注社會發(fā)展、生產生活以及與之關聯的環(huán)境問題，體會在社會發(fā)展中正確獲取高質量生產生活的切身感受.

第三，物理學對推動人類發(fā)展作出了重要貢獻.人類認識自然的過程就是學習和應用知識的過程，利用物理學知識進行技術改進、科技創(chuàng)新是成果轉化的根本路徑，在享用科技成果時要注意這是利弊兼有的.教學中可以從人類認識、人類生活、人類文明的層面去開展.讓學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 科學社會學視角下的教學建議

3.1 從教學范式方面進行描述

在物理學對認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、未知世界提出教學建議，本建議主要從教學范式的角度進行描述，建構的教學范式流程圖如圖2所示，詳細解讀如下.

對微觀世界的教學建議.內容要求方面：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，讓學生有可觀察、可對比、可思考的真實情境.模型建構方面：把德布羅、海森伯等物理學家對微觀粒子的研究內容模型化.讓微觀粒子的模型在學生大腦中留下烙印.項目學習方面：把“波粒二象性的發(fā)展簡史”“量子糾纏”“量子計算機”三部分內容安排項目學習，讓學生開展深度學習與研究.

對宏觀世界的教學建議.內容要求方面：重點是了解黑洞及對黑洞的觀測方法，暗物質和暗能量，反物質和物質.教學邏輯順序是人類探索宇宙理論的研究進展.真實情境方面：本部分的內容無法形成真實情境，教學中可用視頻、宇宙沙盤等軟件工具呈現.模型建構方面：教師要為學生建構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生大腦中留下烙印.項目學習方面：把“大爆炸宇宙論的觀測證據”“人類反物質的探索”兩部分內容安排項目學習，讓學生開展深度學習與研究.

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

3.2 從教學內容方面進行描述

科學社會學方面內容的特點是與經濟社會、科技政治、生產生活之間有密切的關系，它幫助學生多視角、全方位地看待科學成就，可以讓學生以辯證思維看待問題.建構一般情況的內容框架如圖3所示，并從社會進步、人類發(fā)展兩個方面進行說明.

第一，在物理學對促進社會進步提供了有力保障方面，主要對社會發(fā)展、生產生活、環(huán)境保護提出教學建議.

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

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

對環(huán)境保護的教學建議.一是要學生有環(huán)境保護的意識.如：能量守恒與資源開發(fā)，能源開發(fā)與環(huán)境污染.引導學生了解“科學·技術·社會·環(huán)境”協(xié)調發(fā)展的重要性，具有環(huán)境保護的意識和行為，提升其社會責任感.二是要學生有環(huán)境保護的行動.通過增加聯系生活與環(huán)境保護的勞動教育內容，讓學生走到社區(qū)、走進工廠、走向社會，讓知識回歸生活.激發(fā)學生的學習熱情，通過適當難度的勞動，讓學生獲得參與勞動的幸福感，并認識到環(huán)境保護的重要性.

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

對人類認識的教學建議.一是要學生認真學習物理學史，體會數學方法對物理學發(fā)展的作用.如：通過學習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、最終開普勒通過數學方法得出開普勒定律以及牛頓發(fā)現萬有引力定律，以說到數學方法對物理學發(fā)展的作用的重要作用.二是要學生認真學習物理學史，體會物理學家思想對物理學發(fā)展的作用.通過對經典力學的學習，體會伽利略的實驗驗證和數學推理相結合的思想方法對牛頓力學誕生的貢獻.通過量子力學的學習，了解量子概念的建構對人類認識自然的影響.

對人類生活的教學建議.一是要學生知道物理學對人類生活發(fā)展是有利的.如：通過對電磁學內容的學習，認識科學對技術的推動作用，體會科技進步對人類生活的影響.了解材料科學的有關知識及應用，體會它們的發(fā)展對人類生活的影響.二是要學生知道物理學對人類生活發(fā)展也是有弊的.如：通過對核裂變反應和核聚變反應的學習.知道科學技術對人類生活有積極影響，但同時也會帶來一系列問題，認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.

對人類文明的教學建議.一是要學生知道物理學對相關學科的影響.如：對化學、生命科學、地球與宇宙科學等自然科學產生了重要影響，推動了材料、能源、環(huán)境、信息等科學技術的進步.二是要學生知道物理學對這人類文明的直接影響.物理學對人類認知、人類生活有重要作用，對促進了人類生產生活方式的變革、人類的思維方式、價值觀念等都產生了深遠影響，對人類文明做出了巨大貢獻.

4 結語

高中物理教學最終是要指向高中物理課程育人，從課程標準中是能解讀出具體要求的，從教材中也能看到具體的內容.但是教師教學行為轉變不夠，教學目標要求沒有全部顯性化，教學素材沒有全面而完整地提供.這些都是當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，學校與教育管理部門要搭建平臺，引導教師走上自主研究、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教學資源開發(fā)與應用研究”（課題批準號：2021A022）的階段性成果之一】

參考文獻：

［1］李友興.凸顯學科核心素養(yǎng)的高中物理教學策略［J］.物理教學，2020，42（07）：23-27+29.

［2］馮爽.普通高中物理課程標準中物理學史內容分析及教學策略構建［J］.物理教師，2021，42（04）：21-25.