巧用物理学史助力中学物理课堂教学

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  摘 要:物理学史在中学物理教学中,其实已有渗透,只是未引起足够的重视和进行充分的应用,本文作者以一线教学的心得以及综合各种学习的体会,对于物理学史在中学物理教学中的作用作一些有益的尝试。
  关键词:物理学史;物理教学;学习兴趣;实验;发问与创新;科学
  物理学史教育通过传授物理学史方面的知识,培养学生科学意识、科学精神及科学方法等多方面品质的过程。在教学活动中深刻体会到,物理学史教育是中学物理教学中不可缺少的组成部分。尤其,现在全面推进素质教育,实施新课程改革,对发展中学生综合素质提出了更高的要求,物理学史的教育功能也更加明显,因此应该重视物理学史在新课程改革中的应用,充分发挥物理学史的现代教育价值。在查阅相关文献的过程中,笔者发现目前对物理学史的研究集中在物理学史教育价值的探讨[1]、物理学史与物理课程整合的研究[2]、物理学史在物理教材中的分布及呈现方式分析[3]和物理学史融入教学的研究四个方面。但是在已有的研究中却鲜见关于物理学史融入中学物理教学现状的相关研究及物理学史融入中学物理教学的具体实施现状进行研究。笔者从自己切身的教学体会罗列物理学史在中学物理教学中的应用,要点按照学生的认知规律和教育目标排列,螺旋上升,各要点的叙述杜绝说空话,现身说法,给出理由,指出物理学史穿插的时机和实例,望能对改变应试教育向素质教育提出自己的一些见解。
  一、物理学史可以激发学生的学习兴趣
  爱因斯坦说过:“我认为对一切来说,只有“热爱,才是最好的老师”。杨振宁博士也说过:“成功的真正秘诀是兴趣”。兴趣是入门的向导,兴趣是学生求知欲的源泉,是发生注意的基础,是启迪人们思维,激发内因的重要手段。其实物理学史中有许多有趣的事例或传说,可作为物理课堂的“兴奋剂”,在教学中如果能合理利用,可以激发学生兴趣,改善课堂气氛。比如:在凹面镜聚光的教学中,可以穿插一下,传说昔日强大的罗马要灭亡叙拉古,古希腊物理学家阿基米德,让许多妇女手执铜镜会聚阳光,烧毁了罗马军队的木制战舰,从而挽救了整个国家,这样凹面镜聚光性质的理解自然又深刻;在介绍著名的杠杆定律时,可以提一下阿基米德“给我一个支点,我可以撬动地球”的著名论断,通过作图进而还可说明省力杠杆是如何省力的;在引入阿基米德定律可穿插阿基米德如何鉴定王冠是否纯金的故事,一日,疑的国王欲鉴定纯金王冠工匠是否掺假,于是找来了著名的大科学家阿基米德,他苦思冥想多日,终不得答案,一日在跨进满满是水的澡盆洗澡时,从溢出的水中得到启示,发现了浮力问题的阿基米德定律,并通过测定王冠排水量解决了国王的疑问。
  二、物理学史可以使学生更好的理解知识,纠正错误
  在教学实践中发现,学生往往会对一些物理概念和规律产生一些错误的认识,这竟然与历史上科学家在探究物理规律和形成物理概念上所提出的一些错误想法和作出的一些错误判断等十分相似,说明这是理解上的难点及易于形成误区。如果老师不注意纠正学生模糊的已有认识和观点,不注重规律得出的一般过程,生硬的告知学生概念或规律的话,这既不符合规律得出的逻辑性和历史性,也不利于学生的全面理解和建构。在讲解力与运动关系一章中的重点知识——牛顿第一定律中,我改变以往的策略,结合学生的问题设计引导学生回顾力与运动关系的历史认识过程,从亚里士多德的“强迫运动定律”到伽利略的“斜面实验”,最后加以合理的推理到牛顿的“运动第一定律”这样设计使学生对力与运动的关系有较为清楚的认识,深刻地体会到“运动不需力来维持”的涵义及现实中见到需要力使得物体运动原来是摩擦力存在的原因。
  三、物理学史可以鼓舞学生的积极发问、勇于创新
  作为基础学科教育的物理,当需思考如何培育更多的具备创新思维,拥有创新精神和能力的社会主义合格人才。在教学中发现,现过于强调培养学生的“分析和解决问题的能力”却忽略了“提出问题的能力”,一个没有问题意识的人,终难成为一个杰出的人才。在介绍万有引力理论时,可以介绍牛顿通过苹果落地发现其规律的故事,一个偶然的事件往往能引发一位科学家思想的闪光并不是偶然的。1666年夏末一个温暧的傍晚,在英格兰林肯郡乌尔斯索普,一个腋下夹着一本书的年轻人走进他母亲家的花园里,坐在一棵树下,开始埋头读他的书。当他翻动书页时,他头顶的树枝中有样东西晃动起来。一只历史上最著名的苹果落了下来,打在23岁的伊萨克牛顿的头上。恰巧在那天,牛顿正苦苦思索着一个问题:是什么力量使月球保持在环绕地球运行的轨道上,以及使行星保持在其环绕太阳运行的轨道上?为什么这只打中他脑袋的苹果会坠落到地上?正是从思考这一问题开始,他找到了这些的答案——万有引力理论,而这个发现正是因为牛顿是个爱思考,爱发问的人。爱因斯坦、爱迪生等等无不是这样。
  结论:
  综上所述,把物理学史的知识融入中学物理教学中,无疑具有重要价值。将物理学史有机的融于平时的物理教学的课堂之中,在快乐教学中,更好的教学。当然,近年来尽管物理学史与物理教育的有机结合问题已开始引起物理教学工作者的的注意,但现状仍然不能让人满意,物理学史能否在教学中发挥重要作用,最终还要看在具体教学过程中能否真正的实施,这方面的研究和实践尚未深入展开和研究。但我们仍然相信,经过广大物理工作者的研究和实践,一定能发挥物理学史潜在的教育功能,为物理教育事业注入新鲜的活力。
  参考文献:
  [1] 刘兵.科學史教学面面观.自然辨证研究,1996(2)53-57.
  李艳平、申先平.物理学史教程.北京.科学出版社.2003.
  [2] 翁志刚等人(2006)对高中物理教科书整合物理学史内容进行了探讨,并提出物理教科书整合物理学史内容的原则、引入物理学史内容的类型、引入物理学史的基本方式。
  [3] 通过对文献的梳理可以看出,学者们对教材既有科学史、物理史的研究,主要采用文献法、定量分析法对现有的物理教材进行分析,然后得出教材中现有的科学史与物理学史的现状和存在的不足。
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