物理史在高中物理教學(xué)中的應(yīng)用

蔣廣增

摘 要：皮亞杰將科學(xué)史稱(chēng)為人類(lèi)“認(rèn)識(shí)發(fā)生的實(shí)驗(yàn)室”。高中物理教學(xué)活動(dòng)的開(kāi)展不僅要向?qū)W生傳授基礎(chǔ)的物理知識(shí)，還要著重關(guān)注學(xué)生對(duì)物理學(xué)思想的掌握程度，使學(xué)生在物理產(chǎn)生、發(fā)展的過(guò)程中理解物理知識(shí)，建立正確的科學(xué)思維，以此建立健全的知識(shí)

體系。

關(guān)鍵詞：高中物理；物理史；再現(xiàn)式教學(xué)；再創(chuàng)式教學(xué)

早在18世紀(jì)法國(guó)著名的哲學(xué)家、社會(huì)學(xué)家?jiàn)W古斯特·孔特明確提出了培養(yǎng)通識(shí)人才的構(gòu)想，即在教育教學(xué)活動(dòng)開(kāi)展中將知識(shí)與科學(xué)史結(jié)合起來(lái)，利用科學(xué)史來(lái)引導(dǎo)學(xué)生探究知識(shí)。而物理是一門(mén)極具抽象性的科目，教師按照教材內(nèi)容照本宣科地灌輸物理知識(shí)，對(duì)于抽象思維能力不發(fā)達(dá)的高中生來(lái)說(shuō)，這種教學(xué)方式下的物理內(nèi)容是難以理解的。此時(shí)，可以借助物理史引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)物理內(nèi)容的產(chǎn)生、發(fā)展歷程，知識(shí)發(fā)展歷程中幫助學(xué)生建構(gòu)起系統(tǒng)的知識(shí)結(jié)構(gòu)，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維。在高中物理教學(xué)中滲透物理史的方法多種多樣，我一般采取再現(xiàn)式教學(xué)方式和再創(chuàng)式教學(xué)方式。

一、再現(xiàn)式教學(xué)方式

所謂的再現(xiàn)式教學(xué)方式是指在組織物理教學(xué)活動(dòng)的時(shí)候，以學(xué)生為中心，根據(jù)學(xué)生的物理學(xué)習(xí)實(shí)際情況將物理知識(shí)產(chǎn)生的背景、發(fā)展經(jīng)過(guò)結(jié)合教學(xué)內(nèi)容詳略得當(dāng)?shù)爻尸F(xiàn)在學(xué)生面前，如此使學(xué)生在生動(dòng)直觀的物理史中自主地探究物理知識(shí)。即在組織物理教學(xué)的時(shí)候，教師有意識(shí)地引導(dǎo)學(xué)生與科學(xué)技術(shù)穿越時(shí)空與科學(xué)家進(jìn)行對(duì)話(huà)，觀察、探究科學(xué)家是如何在當(dāng)時(shí)、當(dāng)?shù)匕l(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的，這些知識(shí)在時(shí)間的流逝中發(fā)生了哪些變化，以及在變化中有何爭(zhēng)論等，如此學(xué)生可以在對(duì)科學(xué)家產(chǎn)生敬佩之情的基礎(chǔ)上，弄清楚某一物理理論的發(fā)展過(guò)程，并學(xué)習(xí)科學(xué)家的物理探究方法，實(shí)現(xiàn)知識(shí)與技能、過(guò)程與方法、情感態(tài)度與價(jià)值觀這三維教學(xué)目標(biāo)。以“牛頓第一定律”為例，我在組織教學(xué)的時(shí)候，會(huì)以下圖所標(biāo)識(shí)的歷史發(fā)展進(jìn)程為學(xué)生講解有關(guān)牛頓第一定律的物理史：

我會(huì)將每一時(shí)期關(guān)于這部分內(nèi)容的知識(shí)一一呈現(xiàn)在學(xué)生面前，盡管亞里士多德所提出的力是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因是錯(cuò)誤的，但是他是第一個(gè)探究出物體的運(yùn)動(dòng)和力有關(guān)的人；伽利略為推翻已有的亞里士多德的觀點(diǎn)，設(shè)計(jì)了經(jīng)典的斜面理想滾球?qū)嶒?yàn)，盡管他的“沒(méi)有力也可以使物體運(yùn)動(dòng)”這一觀點(diǎn)得到了其他人的支持，但是他走入了一個(gè)誤區(qū)：小球?qū)⒀刂@個(gè)貼著地面的軌道永遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)下去。笛卡爾利用數(shù)學(xué)的角度解釋了伽利略的錯(cuò)誤觀點(diǎn)，第一個(gè)認(rèn)識(shí)到力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因。站在巨人肩膀的牛頓總結(jié)了前人的種種經(jīng)驗(yàn)、結(jié)論，提出了眾所周知的牛頓第一定律。如此，按照時(shí)間順序向?qū)W生呈現(xiàn)牛頓第一定律的探究過(guò)程，符合學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)和思維方式，學(xué)生可以在其漫長(zhǎng)的發(fā)展史中清楚地了解到科學(xué)家是如何探究物理知識(shí)的，有哪些觀點(diǎn)是錯(cuò)誤的，以此加深他們對(duì)定理的理解。在此需要注意一點(diǎn)，我在再現(xiàn)物理史的過(guò)程中會(huì)結(jié)合實(shí)驗(yàn)來(lái)直觀地向?qū)W生呈現(xiàn)科學(xué)家探究的結(jié)論，如此可以使學(xué)生在直觀演示下加深對(duì)牛頓第一定律的認(rèn)識(shí)。與此同時(shí)，當(dāng)學(xué)生在學(xué)習(xí)完牛頓第三定律之后，再次回顧本節(jié)課的知識(shí)，會(huì)對(duì)牛頓第一定律有一個(gè)實(shí)質(zhì)性的理解。

二、再創(chuàng)式教學(xué)方式

物理史內(nèi)容的呈現(xiàn)并不適用于所有的物理內(nèi)容，此時(shí)就需要發(fā)揮教師的主觀能動(dòng)性，對(duì)教材內(nèi)容進(jìn)行深入的探究，對(duì)于那些不適合直接給出結(jié)論的內(nèi)容需要再現(xiàn)物理史，而對(duì)于那些受時(shí)間、地點(diǎn)影響較大的內(nèi)容，倘若仍采取再現(xiàn)式教學(xué)方式，則會(huì)使學(xué)生步入認(rèn)識(shí)的誤區(qū)，此時(shí)，就需要教師圍繞教學(xué)內(nèi)容對(duì)所涉及的物理史進(jìn)行“再創(chuàng)”，即深究物理內(nèi)容的歷史發(fā)展脈絡(luò)，結(jié)合物理教學(xué)實(shí)際情況和學(xué)生的物理學(xué)習(xí)實(shí)際，站在當(dāng)下，引導(dǎo)學(xué)生從經(jīng)驗(yàn)走向理性，自主建構(gòu)起系統(tǒng)的知識(shí)結(jié)構(gòu)。以“能量守恒定律”為例，這部分的知識(shí)點(diǎn)設(shè)計(jì)范圍較廣，就能量守恒定律而言，其經(jīng)歷了將近300年的探究，時(shí)間跨度較大，此時(shí)，我會(huì)將其探究歷程中的幾個(gè)重大階段呈現(xiàn)在學(xué)生面前，第一個(gè)是“能量”概念的探究、形成過(guò)程；第二個(gè)是“做功”概念的探究和提出；第三個(gè)是完整的理論體系的形成。如此，學(xué)生可以客觀地了解到能量守恒定律的發(fā)展歷程，在螺旋式發(fā)展中重點(diǎn)掌握能量守恒定律涉及的重點(diǎn)內(nèi)容，避免了再現(xiàn)歷史發(fā)展中所出現(xiàn)的諸多概念、理論等給學(xué)生的認(rèn)識(shí)造成錯(cuò)誤引導(dǎo)這一現(xiàn)象，使學(xué)生簡(jiǎn)單地對(duì)能量守恒有一個(gè)清晰的理解。

總之，在高中物理教學(xué)活動(dòng)開(kāi)展中，抽象的物理知識(shí)是學(xué)生難以理解的，此時(shí)就需要教師將物理史的內(nèi)容以再現(xiàn)式教學(xué)和再創(chuàng)式教學(xué)這兩種方式呈現(xiàn)在學(xué)生面前，使學(xué)生在物理史的引導(dǎo)下清楚地掌握某一物理理論的發(fā)展歷程，在其發(fā)展歷程中弄清楚哪些結(jié)論是錯(cuò)誤的，哪些是正確的，以此學(xué)習(xí)科學(xué)家探究物理的方法，掌握物理學(xué)習(xí)方法，為其學(xué)以致用打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

[1]李美玲.物理學(xué)史在高中物理教學(xué)中的作用研究[J].教育（文摘版），2017（9）.

[2]龔海民.充分發(fā)揮物理學(xué)史在高中物理教學(xué)中的教育功能[J].教育科學(xué)（全文版），2016（25）.

編輯 魯翠紅endprint