高中物理教学论文-试谈物理学史教育在中学物理课堂教学中的作用

-1-试谈物理学史教育在中学物理课堂教学中的作用物理学史是研究物理学发展历史的科学，它不仅真实记载描述了物理科学形成发展的历程，而且解释与分析了历程的形成背景与规律，不仅包含物理科学知识体系逐步成熟发展的过程，也包括科学家们探索追求真理的事实与故事。下面根据笔者在教学中的体会，来谈谈物理学史在教学中的作用。一、物理学史的引入，可以激发学生学习兴趣在教学中引入物理学史，有助于激发学生学习物理的兴趣，培养学生的良好学习习惯，树立学生勇于探索的献身精神，因此在教学中穿插一些物理学史的材料，就会收到较好的效果，使学生的学习变被动学习为主动学习获取知识。例如，牛顿是举世公认的伟大科学家，在高一一开始以专题讲座的形式，介绍牛顿的生平及其科学研究历程，从而消除学生对科学研究的神秘感，拉近了科学家与学生的距离，激励学生对科学家的崇拜转化为刻苦学习的动力和兴趣。再比如讲法拉第电磁感应定律时，让学生了解法拉第只是首先用文字形式总结出了这个定律，后人为了纪念他，把这个定律叫法拉第电磁感应定律。在法拉第之后楞次确定了感应电流的方向，而定律的数学形式是诺埃曼给出的。这样的史实不仅能使学生对所学的内容印象深刻，同时还会引发学习物理知识的兴趣。二、有助于对物理知识的理解和把握物理理论严密的逻辑体系，很容易使学生对这些知识的来源和理论体系的形成感到深奥莫测，也很容易形成对这些知识的僵化、绝对化的理解。根据教材编排特点，分单元讲解，分析物理发展史不仅有助于学生了解各概念、定理、定律的来龙去脉和科学知识的运用过程，且有助于学生按规律的形式和体系来理解和把握物理知识，从而逐步掌握正确的科学思维方法。同时让学生认识到科学不是静止不动的，知识始终是一个动态生成的历史过程。在讲高二年级电磁感应时，以奥斯特发现电流的磁效应为线索，向学生介绍人类对磁及电关系的认识过程，通过讲解安培、法拉第、楞次和麦克斯韦等人在揭示电磁关系工作中的艰辛努力和所取得的成果，使学生在对电磁发展总体认识的基础上，加深对左、右手定则、法拉第电磁感应、楞次定律等关键点的把握。这样可使学生对物理知识的实质的全面理解、有助于学生更好理解、掌握物理知识内容，更好地应用物理知识解决问题。三、可以培养观察和分析问题能力，同时也可培养学生质疑精神和提出科学问题的能力物理学是一门以实验为基础的科学。观察和实验既是研究物理学的基本方法，也是学习物理及其之间的关键。物理学史描述了许多科学家善于从不被人注意的一些平常现象中细心地观察与思考的事例。比如法拉第正是吸取了前人的经验教训，经过反复实验，终于在1831年总结发现了电磁感应现象。而在法拉第之前，安培因为没有留意线圈通、断电瞬间的状态而错失了发现感应电流的良机。瑞士物理学家科拉顿也因为没有全面分析而最终没能成功。以往以灌输为目的的教学不自觉地剥夺了学生的怀疑和批判精神，致使大多数学生对科学家和科学理论永远怀着一种崇敬心情，这种心情扼杀了学生发现问题、提出问题的积极性，从而抑制了学生的科学精神和创新能力。而物理学家的批判精神，是促使物理学向前发展的动力。如亚里士多德从人们的日常经验出发得出了一个结论：力是维持物体运动的原因。此-2-后相当长的一段时间里被认为是真理，而大约两千年后，伽利略才用理想斜面实验推翻了亚里士多德的观点，提出：物体在水平面上做匀速直线运动时并不需要外力来维持。在物理教学中渗透这些物理学批判性发展的精彩事例，能促使学生养成独立思考的习惯，提高善于提出科学问题的灵性和聪慧，使他们的思想沉浸在好奇之中，永不闭合怀疑的目光。四、有利于培养学生的科学思维和科学方法物理学家的科学探究过程与学生的认识过程在物理学研究方法上基本相似，这种相似性决定了物理基础知识教学与物理学研究方法是密切联系、不可分割的。物理学研究方法担负着发现、建立、检验、运用和发展物理教学的过程性要求，使学生更好地获得物理知识，掌握物理学的基本原理和规律。然而现实教材是：概念和规律的发现已经被浓缩了，隐去曲折复杂的思维过程，呈现给学生的是经过科学整理加工过的严密的抽象精练的若干条言语。物理教师让学生经历科学探究过程，从中体会科学方法、科学思维。所以物理学史的讲解使学生熟悉科学家发现规律的思维过程和科研方法，并从中受到启示，这比掌握物理知识、技能更为重要。通过物理学史的学习，向学生揭示了科学探究的一般方法：对现象的一般观察--提出假说--运用逻辑包括数学得出推论--通过实验对推论进行检验--对假说进行修正和推广，从而使学生从中领略到什么是科学探究，科学家是怎样用科学进行研究的。科学的思维方法的熏陶，有利于学生从机械学习、被动思考、获得知识向灵活学习、积极思考、勇于探索转化。总之，在高中物理教学中，有目的地渗透物理学史是完全必要的，也是切实可行的。物理学史的教育可以激发青年学生学习科学知识的热情；可以促使学生领悟科学的思维和科学的研究方法的重要性；可以培养学生的创新意识和创新能力；可以感染学生，使他们从小具有追求真理、永不退缩为科学献身的精神。