淺談高中物理課堂中物理學(xué)史滲透的學(xué)科育人作用及教學(xué)策略

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(山東省青島第三十九中學(xué))

物理學(xué)史是研究物理學(xué)發(fā)生、發(fā)展的歷史，是介紹物理學(xué)概念、定理、定律等發(fā)展與變革，以及人類對自然各種物理現(xiàn)象的認(rèn)識史。它不僅記錄了物理實驗與理論的發(fā)展過程，而且記錄了物理學(xué)家的活動。物理學(xué)史的滲透教學(xué)能讓學(xué)生了解基本概念、規(guī)律的形成和發(fā)展過程，從而更好地習(xí)得知識，是高中物理課堂教學(xué)中不可缺少的一部分。然而目前的物理教學(xué)中，存在因教師對物理學(xué)史重要性的認(rèn)識不足、物理學(xué)史的滲透教育缺失等原因，致使學(xué)生為應(yīng)付考試而死記硬背物理學(xué)家的人名和時間，而無法體會物理學(xué)史背后涉及到的豐富內(nèi)涵等現(xiàn)象。作為一線物理教師，有責(zé)任挖掘物理學(xué)史背后蘊含的價值，并將其應(yīng)用于高中物理課堂教學(xué)中，使其發(fā)揮促進(jìn)學(xué)生物理學(xué)習(xí)的積極作用。

一、物理學(xué)史滲透的學(xué)科育人作用

物理學(xué)史中蘊含有豐富的內(nèi)容，物理學(xué)家身上所表現(xiàn)出來的科學(xué)探索精神是我們學(xué)習(xí)的榜樣，教師若能有效利用，將使課堂教學(xué)有事半功倍的效果。

1.權(quán)威不一定永遠(yuǎn)是對的，在科學(xué)探索的道路上要敢于質(zhì)疑權(quán)威

古希臘哲學(xué)家、科學(xué)家亞里士多德曾提出：“重的物體比輕的物體下落快。”世人皆對這一“最博學(xué)的人”的言論深信不疑，只有年輕的伽利略提出了懷疑的聲音。他想，如果這句話是正確的，那么兩個鐵球，一個重一個輕，拴在一起，落得慢的就會拖住落得快的，落下的速度應(yīng)當(dāng)比重球慢；但是如果把拴在一起的兩個鐵球看作一個整體，就更重了，落下的速度又應(yīng)當(dāng)比重球單獨落下快。他對從一個事實中得出兩個結(jié)論疑惑不已，周圍的人卻因為他質(zhì)疑亞里士多德而批評他違背人類真理。伽利略最終通過反復(fù)的實驗證明了“重的物體和輕的物體下落一樣快”，推翻了亞里士多德延續(xù)了千年的“真理”。盧瑟福曾經(jīng)師從湯姆孫，為證明他的老師湯姆孫提出的“葡萄干布丁模型”是正確的，他進(jìn)行了著名的阿爾法粒子散射實驗，但是實驗結(jié)果卻發(fā)現(xiàn)“少數(shù)粒子發(fā)生了較大的偏轉(zhuǎn)，極少數(shù)粒子發(fā)生了超過90°的大角度偏轉(zhuǎn)，甚至還有個別粒子被彈了回來”，這與老師提出的“葡萄干布丁模型”不符。盧瑟福在質(zhì)疑的同時又進(jìn)行了大量的實驗，終于提出了自己的“原子核式結(jié)構(gòu)模型”，使得物理學(xué)界對原子結(jié)構(gòu)模型的研究進(jìn)入了新的征程。

而教師若能在進(jìn)行上述相關(guān)內(nèi)容的教學(xué)時，通過物理學(xué)史讓學(xué)生體會到權(quán)威也不一定永遠(yuǎn)是對的，體會到科學(xué)家在面對問題時的質(zhì)疑和探索精神，體會到科學(xué)的進(jìn)步可能正是源于這些對權(quán)威的“質(zhì)疑”，就可以促使尚處于學(xué)習(xí)中的學(xué)生逐漸培養(yǎng)起敢于質(zhì)疑、合理質(zhì)疑及不輕易放棄學(xué)習(xí)過程中任何一個探索“困惑”的習(xí)慣，鼓勵學(xué)生在今后學(xué)習(xí)中對老師講授的結(jié)論有所質(zhì)疑時尋找合理證據(jù)證明自己、不輕易放棄。

2.堅持信念、持之以恒，科學(xué)探索守得云開見月明

英國著名物理學(xué)家法拉第從小家境貧寒，他未受過系統(tǒng)的正規(guī)教育，但卻在眾多領(lǐng)域作出驚人成績。他曾為尋找磁生電的條件進(jìn)行了十年堅持不懈的探索，最終通過實驗總結(jié)出了感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件。十年為一個不知道是否會有結(jié)果的科學(xué)問題而奮斗，這需要多么強大的信念作為支撐啊。

教師在進(jìn)行相關(guān)章節(jié)的教學(xué)時一定要指出，課本上關(guān)于感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件總結(jié)得非常簡練，即“穿過閉合導(dǎo)體回路的磁通量發(fā)生變化”。但在這個問題沒有解決之前，法拉第進(jìn)行了長達(dá)十年的探索、追尋、歸納，才有了我們今天簡練的結(jié)論。有不少科學(xué)家之前也對這個問題進(jìn)行探索，但都因各種原因與最后的發(fā)現(xiàn)失之交臂，而只有法拉第堅持走到了最后。教師應(yīng)讓學(xué)生體會到，真實的科學(xué)探究并不像我們在實驗室做實驗?zāi)敲春唵危渲幸?jīng)過漫長的過程、無數(shù)次的實驗，要歷經(jīng)時間和事實的檢驗，才能得到來之不易的、可稱之為普遍規(guī)律的結(jié)論。我們今天能生活在一個有電的世界，晚上五彩斑斕的燈光把我們生活的城市裝扮得如此絢爛，我們應(yīng)該感謝法拉第。經(jīng)過物理學(xué)史滲透，學(xué)生不僅會明白科學(xué)探索需要持之以恒的精神，還會因為了解了一段精彩的物理學(xué)發(fā)現(xiàn)史而提升學(xué)習(xí)物理的興趣。

當(dāng)然，在物理學(xué)的發(fā)展過程中從不缺乏具有持之以恒、不懼困難的科學(xué)家，如創(chuàng)立“日心說”的哥白尼為取得天文觀測數(shù)據(jù)30年如一日通過天文儀器觀測、計算、研究；居里夫婦為證明鐳的存在，在買不起含鐳鈾礦石的條件下，經(jīng)過54個月的艱苦勞動，從廉價的鈾瀝青殘渣中煉成了0.12g氯化鐳等。教師在平時應(yīng)注意多積累素材，以便將物理學(xué)史應(yīng)用于物理課堂教學(xué)中。

3.科學(xué)探索講究實事求是、嚴(yán)謹(jǐn)務(wù)實

開普勒在總結(jié)出“開普勒三大定律”前，曾像他的老師第谷和世人一樣認(rèn)為天體做的運動是勻速圓周運動。但他根據(jù)天體的勻速圓周運動模型計算出來的數(shù)據(jù)和第谷的實際觀測數(shù)據(jù)始終有8’的誤差。第谷是一位偉大的天文學(xué)家，也是世界上前所未有的最仔細(xì)、最準(zhǔn)確的觀察家，第谷的觀測數(shù)據(jù)精度如此之高，使開普勒懷疑原先認(rèn)為的天體做勻速圓周運動的觀點是不準(zhǔn)確的，以致他在后來發(fā)現(xiàn)用橢圓才能更好地擬合天體的運行軌道。8’的誤差，在很多人看來，也許是可以忽略的，而開普勒卻沒有放過這一微小的差別，并在此基礎(chǔ)上繼續(xù)進(jìn)行研究。開普勒的成功有很多原因，而他求真務(wù)實、實事求是的寶貴品質(zhì)是其中重要的一條。

回觀學(xué)生現(xiàn)在進(jìn)行科學(xué)探究實驗，常出現(xiàn)處理數(shù)據(jù)馬馬虎虎、差不多就行甚至是隨意修改數(shù)據(jù)的敷衍情況。若教師能通過物理學(xué)史對學(xué)生進(jìn)行教育，讓學(xué)生體會到：一個微小差別的背后可能是一個等待你去探尋的真理，在科學(xué)探究中要實事求是，這也是對科學(xué)的尊重。誰又知道，在學(xué)生中未來不會出現(xiàn)第二個、第三個第谷呢？

敢于質(zhì)疑權(quán)威、堅持信念、持之以恒、實事求是，這些都是物理學(xué)發(fā)展道路上所需要的寶貴精神品質(zhì)，通過物理學(xué)家們的事例進(jìn)行榜樣示范和激勵，能更好地啟發(fā)學(xué)生以正確的態(tài)度對待物理學(xué)習(xí)，在傳授知識的同時，讓學(xué)生明了科學(xué)家是如何成為科學(xué)家、如何克服各種困難推動物理學(xué)發(fā)展的，使物理學(xué)史的滲透教學(xué)發(fā)揮學(xué)科育人的積極作用。

二、高中物理課堂教學(xué)中物理學(xué)史滲透的教學(xué)策略

高中物理課程中物理學(xué)史的滲透，主要需要教師在備課中下功夫，通過“結(jié)合”“穿插”將物理學(xué)史融入到與之相關(guān)的課堂內(nèi)容教學(xué)中，讓學(xué)生在潛移默化中受到感化。但教師應(yīng)分清課堂教學(xué)的主次，不應(yīng)過于抬高或者過于忽視物理學(xué)史的內(nèi)容。比如在《牛頓第一定律》的教學(xué)中，如過多講授牛頓之前的笛卡爾等科學(xué)家的事跡，就會使得課堂中對重點內(nèi)容牛頓第一定律的學(xué)習(xí)時間分配不足；而在《劃時代的發(fā)現(xiàn)》一節(jié)的教學(xué)中，應(yīng)對物理學(xué)史進(jìn)行充分挖掘，如果因為趕教學(xué)進(jìn)度就跳過這一節(jié)，直接進(jìn)入下一節(jié)《感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件》就錯失了利用物理學(xué)史進(jìn)行學(xué)科育人的良機，學(xué)生學(xué)起來也會因沒有鋪墊、不了解背景而感到唐突。

另外，可以通過課前布置學(xué)生查閱資料，課堂中預(yù)留一定的時間讓學(xué)生分享查閱到的物理學(xué)史等方式來進(jìn)行物理學(xué)史滲透，并給學(xué)生機會交流感悟體會，加深學(xué)生對物理學(xué)史的了解。

在高中物理課堂中進(jìn)行物理學(xué)史滲透對促進(jìn)學(xué)科育人發(fā)揮著重要的積極作用。它不僅不是累贅，還能提高課堂教學(xué)的有效性，激勵學(xué)生進(jìn)行不斷的探索，幫助學(xué)生形成良好的科學(xué)探究態(tài)度。以史為鑒、以史育人，這是我們應(yīng)該思考和為學(xué)生應(yīng)做的事情。