滲透物理學史，創設樂學的物理課堂

湯汝全

物理學是一門實驗科學。學習物理史能夠培養學生尊重事實的態度，讓學生認識到物理來源于生活而服務于生活，培養學生敢于質疑的勇氣和意識。實際教學中，教師應如何把理科知識與人文知識相結合？下面介紹4種教學方法。

一、成果展示法

教師通過成果展示，讓學生感知各個成果蘊含的物理知識。例如“樂音的特征”教學中物理學史的滲透：編鐘是中國古代大型打擊樂器，興起于西周，盛于春秋戰國直至秦漢。中國是制造和使用樂鐘最早的國家……接下來，教師可介紹編鐘的組成，同時展示編鐘圖片。

在這里，教師用裝有不同量水的試管模擬編鐘發聲，提出問題：“閉上眼睛你能知道是什么樂器嗎？大小不一的編鐘改變的是什么？輕敲和重敲有什么不一樣？”從而引入樂音的3個特征，并由此展開探究。在此過程中，教師可自然滲透敲打樂器、管樂器、弦樂器聲源及工作原理的教學。這種倒敘的教學方法主要是通過歷史讓學生感知聲音、用科學方法研究聲音，能調動學生學習的熱情和科學探究的欲望。

在蘇科版教材中可采用此方法進行教學的章節有很多，比如熔化和凝固：介紹最早的冰箱——先秦時期的一件冰酒器（銅冰鑒）；光的直線傳播：沈括所著的《夢溪筆談》一書詳細敘述了“小孔成像匣”（針孔照相機雛形）；杠桿：越國政治家、商人范蠡發明的桿秤；力的作用是相互的：介紹中華民族“飛天夢”——長征系列運載火箭；物體的浮與沉：曹沖稱象；磁體與磁場：介紹中國的司南。（也可以用國外的物理成果史。）

二、發現呈現法

沿著科學家的軌跡，教師指導學生通過動手實驗回顧發現之旅。例如“電流的磁場”教學中物理學史的滲透：奧斯特深信電和磁之間有某種聯系，就像電和發熱、發光的現象之間有聯系一樣。1812年他就在論文中寫道：“我們應該檢驗的是，究竟電是否以其最隱蔽的方式對磁體有類似的作用。”他在通電的導線前面放一根磁針，企圖用通電的導線吸引磁針。然而盡管導線灼熱了，甚至燒紅發光了，磁針也毫無動靜。1820年4月，奧斯特在做有關電和磁的演講時，嘗試將磁針放在導線的側面，在接通電源時，發現磁針輕微地晃動了一下，他意識到這正是他多年盼望的實驗現象。經過反復實驗，奧斯特終于查明電流的磁效應是沿著圍繞導線的螺旋方向發生的。1820年7月21日，他用拉丁文簡潔地報告了60多次實驗的結果，向科學界宣告電流磁效應的發現。

學生動手呈現奧斯特實驗，走一趟奧斯特的發現之旅，通過實驗了解電流的磁效應。滲透的物理學史可以讓學生感受到科研道路的曲折，培養學生不畏艱難、持之以恒的決心，告訴學生做一位生活中的有心人。這種教學法不僅可以指導學生進行實驗，而且可以對學生進行情感態度與價值觀的教育。

在蘇科版教材中可采用此方法教學的章節也有一些，比如，重力：牛頓與蘋果的故事；大氣壓強：馬德堡半球實驗；電磁感應現象：法拉第與他的發電機等。

三、角色換位法

教師引導學生站在發現者的高度研究問題、發現問題、做出猜想、進行科學探究、得出結論，最后向學生講述這是某位科學家的成果并介紹該科學家。例如“歐姆定律”教學中物理學史的滲透。課堂引入：如何改變電路中燈泡的亮度？學生回答：更換電池或改變電路中的電阻。教師提出問題：電流與電壓、電阻有什么關系？學生做出猜想。教師設計實驗（注意控制變量法的應用及表格設計）。學生進行實驗并收集證據。教師評價證據是否支持猜想（注意圖像法的使用）。學生得出結論（注意語言嚴謹）。最后教師介紹歐姆的故事，增加學生的學習熱情。

這種物理學史滲透法是初中物理階段重要實驗、重要章節的常見教法，能夠讓學生學會更系統的研究問題的能力、更為嚴謹的實驗操作流程以及語言歸納方法，讓學生認識到科學家探究的不易。教師只要幫助學生了解和感知科學家的精神，無須偏重故事的介紹，轉移重點。在蘇科版教材中可采用此方法的章節有一些，比如，壓力壓強：介紹帕斯卡；浮力：介紹阿基米德；焦耳定律：介紹焦耳。

四、歷程完善法

通過介紹科學家曲折漫長的糾錯或完善的歷程，引導學生最終回歸真相。例如下面“牛頓第一定律”教學中物理學史的滲透。

1.亞里士多德的觀點：力是維持物體運動的原因。現象：在平直的路上推車，車才能運動；停止用力，車子就要停下來。教師提問：“你認為這個觀點有什么問題嗎？”學生一定會有不同的觀點。由于學生已經看過課本及相關資料，所以學生馬上會得出這個觀點是錯誤的結論，但是在不少學生的心中還是存在著疑問的。在學生提出自己的觀點后，教師指出：“亞里士多德的觀點一直統治人們的思想將近2000年，直到300年前才由伽利略提出：力不是維持物體運動的原因，物體的運動不需要力來維持。”

2.伽利略的觀點：物體運動不需要力來維持。教師提問：“假如你是伽利略，你會尋找怎樣的方法去推翻亞里士多德維持將近2000年的錯誤論點？”（教師給學生充分展示思維過程的機會，讓他們去探求物理規律，讓每一個學生都能夠深刻體會物體運動的原因。）教師引導學生進行伽利略斜面實驗并指出：“伽利略實驗對科學研究的啟示：正確實驗+合理的假設推理。在我們今天看來這是一個非常簡單的道理，但是在發現它的最初往往是非常艱難的，伽利略在充分的事實和理論依據的基礎上，靠堅強的意志和信念，終于獲得成功。”

3.笛卡兒的觀點：如果沒有其他原因，運動物體將繼續以同一速度沿著一條直線運動并且一直運動下去。笛卡兒是一位與伽利略同時代的法國科學家，他進一步完善了伽利略的觀點。

4.牛頓的觀點：一切物體總保持原來的勻速直線運動狀態或靜止狀態，直到有外力迫使它改變這種狀態為止。

牛頓成功的秘密：站在巨人的肩上進行質疑和完善。學生通過歷史故事以及動手實驗認識到：一個規律的發現并不是一帆風順的，我們允許有錯誤，但我們要在認識錯誤中糾錯，找出原因。學生通過學習這樣的過程向科學家致敬，培養敢于質疑的勇氣和意識。在學生學到知識的同時，對學生進行情感教育。教材中可采用此方法的章節有一些，比如探索更小的微粒：介紹道爾頓的蛋糕模型和盧瑟福的原子模型；宇宙探秘：介紹托勒密的地心說和哥白尼的日心說；能量轉化的基本規律：介紹永動機。

在初中物理教學中，滲透物理學史能達到良好的教學效果，從而提升學生的科學素養，豐富學生的認識，把物理學習與人相聯系，讓物理知識變得更有生命、更有活力。