將物理學史與高中物理融合教學的三種策略

【摘 要】探究將物理學史與高中物理教學相結合的策略：利用物理學史詮釋知識演化過程，模擬物理歷史實驗了解物理現象，講解物理學故事來啟迪學生學好物理。以此培養和激發學生學習物理的興趣，激發學生學好物理探究世界本源的欲望。

【關鍵詞】高中物理 物理學史 融合教學

【中圖分類號】G 【文獻標識碼】A

【文章編號】0450-9889（2015）11B-0114-02

物理學史是物理知識的重要組成部分，它能夠培養和激發學生學習物理的興趣，能夠拓展學生的物理知識面，激發學生探究世界本源的欲望。學生通過物理學史的學習，能夠提升其發現問題、探究問題的能力，并養成善于從生活的細節中去發現物理現象，能用物理知識解答這些現象，更好地理解和掌握物理知識。

一、利用物理學史詮釋知識演化過程

物理知識點不同于其他學科的知識點，其他學科知識點的形成需要經過一定的推到過程，而物理知識則不需要經過這樣的過程，往往是直接告訴學生這樣的結論，比如“浮力”這個計算公式，學生只需要記住公式就能夠解決問題。但這樣也帶來一些不好的影響，學生對知識點的理解不深刻，不好抓住知識點的內涵，當知識點稍微一變化，學生就會不知所措。因此在教學過程中，教師就需要將物理學史貫穿在其中，讓學生體會這些知識點是如何經過前人的探究、推導形成的，讓學生注重知識點和歷史的統一。這樣做能夠較好地激發學生對物理的學習興趣，同時也能夠在課堂上營造良好的學習氛圍，讓學生對物理知識記憶更深刻，理解更深入，提搞學生的學習效率。

比如學習高中物理中的“自由落體”這部分知識，在講解自由落體的計算公式的時候，就會遇到這樣一個結論：“落地的時間只與高度有關，而與物質的質量無關。”當學生看到這個知識點的時候，可能會感到疑惑。因為憑借學生平時的經驗，“羽毛和石頭如果從同樣高度落下來的時候，落地時間并不是相同的”。面對學生這樣的疑惑，教師就可以給他們講述亞里士多德的故事。亞里士多德認為重物體比輕物體下降得快，而且這個結論與人們在生活中得到的經驗結果比較一致，也觀察到過這種現象，但事實是否是這樣呢，只有實驗才能檢驗這個結論的真假。后來伽利略通過在比薩斜塔上進行的重力實驗，才最后證明物體自由下降的時間只與高度有關系。經過這個物理史的講解，學生恍然大悟，對“自由落體”有了新的認識，并正確理解。然后也才能對學生提出的“看到羽毛和石頭落下來的時間不一樣”的問題進行進一步地講解。自由落體公式是在一定的條件下得出的結論，這個條件是真空環境。在真空中自由落體的公式才成立。在現實中由于空氣對石頭和羽毛產生的浮力不同，因此造成羽毛下降比較慢。經過這樣的層層推進講解，學生就能準確地理解自由落體公式及其本質。

二、模擬物理歷史實驗了解物理現象

物理是實踐性較強的學科，一些知識點不能在課堂上全部展示出來，因此教師就需要積極引導學生進行物理實驗。在物理史中記載著許多著名的科學家進行實驗研究的故事，教師在引導學生進行實驗的時候，可以用這些物理史來激發學生去動手實驗，讓學生在實驗過程中對知識的本源進行探究。物理史能很好地教育學生，在學習的時候不要局限于知識的表面，而是要深入探究知識的本質，引導學生開展物理探究實踐活動。在探究過程中，教師還可以通過多媒體展示或者講座的形式讓學生對相關知識的物理史進行了解，這種形式能夠激發學生的探究興趣，引導學生自主學習。

比如學習電磁感應現象的時候，教師就可以對學生講解“法拉第發現電磁感應”的故事，簡要講述“法拉第在做實驗過程中發現了磁場能夠產生電流的現象”的過程，然后讓學生模擬法拉第重做電磁感應實驗。當學生通過模擬實驗看到電場產生的時候，就會感受到一種成就感，并加深了對電磁感應現象的理解。又如，學習“電磁波”的時候，為了講解微波的熱效應，教師可以讓學生通過觀察“微波爐”的加熱原理來認識，讓學生利用微波爐加熱食物的實驗來感知微波的熱效應，加深了解電磁波，知道電磁波可應用于生活中。

三、講解物理學故事來啟迪學生學好物理

許多物理知識的發現是偶然的，在發現過程會有一些有趣的故事，因此將這些有趣的故事引入到課堂中，就能夠改變學生對物理難學、枯燥的印象，讓學生感到物理知識并不是枯燥的，而是充滿趣味的，這樣就有利于集中學生注意力，提升課堂的教學質量。當然，教師在教學中融入物理學史的情境的時候，要在不破壞課本教學邏輯的前提下進行，將物理學史巧妙地穿插在課堂教學中。教師在引入物理史情境的時候，可以是一段視頻，也可以是一個圖畫，簡要介紹即可，不可花費太多的時間，不使物理課變成物理學史課，本末倒置。教師引入物理學史輔助教學的時候，要注意設置情景，讓學生在精神上體會到科學家對真理的探究過程，學會像科學家一樣對待物理。尤其是在一些定理形成的時候，科學研究必然存在彎路，教師就可以將這些故事引入進來，讓學生在這些情境的啟發下避免犯與科學家相同的錯誤，啟迪學生學習物理，喜歡物理。

比如講解“光的波動性”的時候，涉及“泊松光斑”這個知識點。教師為了學生加深對泊松光斑的印象，可以將“泊松光斑”的發現和證明過程講給學生。“泊松是一名數學家，對光的波動性一直持反對態度，因此他想通過數學來證明他的結論。泊松通過計算預言，如果光是一種波的話，那么當光照到一定尺寸的圓盤上的時候，就會在陰影的中心出現光斑。這顯然與人們在日常中觀察到的現象是不相符的。根據人們的常識，影子的中心是不可能是亮的。因此他根據他的計算結果來設計實驗，并在實驗過程中，恰恰發現當光照到圓盤上的時候，在陰影的中心出現了光斑，與他的預言相符合。因為這光斑就是依靠光的波動性產生的。泊松恰恰用自己的數學能力證明了光的波動性，證明了自己原來反對光的波動性的觀點是錯誤的。因此將這個光斑稱之為泊松光斑。”這是一個十分有意思的小故事，教師將這個故事引入到課堂中的時候，就會活躍課堂的氣氛，學生通過這個故事也會明白“光具有電磁波的性質”。如果此時，教師讓學生動手來進行“泊松光斑”實驗，重復前人的實驗過程，學生在動手過程中對知識的理解就更加深刻，更有興趣去學好物理，以后遇到不懂的知識點的時候也會自主進行探究。

將物理學史引入到高中物理教學的時候，要求教師把握好教學內容和物理學史之間的關系，只能精選一些與課堂緊密相關的物理學史，而對一些物理科學家的奇聞異事只能讓學生課下自己來進行閱讀，并注意對課堂的教學時間進行合理分配，這樣才能充分發揮物理學史的作用，更好地完成教學任務。

【參考文獻】

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[2]賀艷軍.物理學史融入高中物理教學的現狀研究——以重慶市北碚區為例[D].西藏：西藏大學，2010

[3]劉馨.物理學史融入高中物理教學中的研究[J].讀與寫雜質，2014（10）

（責編 盧建龍）