物理學(xué)史的重演性對(duì)學(xué)生的作用

王浩 劉竹琴

フ?要：應(yīng)試教育的大背景下，物理教師過多注重學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握、習(xí)題的解答程度以及分?jǐn)?shù)的高低，但對(duì)物理教學(xué)中物理學(xué)史的傳授只是一提而過，忽略了物理學(xué)史給學(xué)生帶來的寶貴財(cái)富。因此本文從物理學(xué)史的重演性出發(fā)，論述了物理學(xué)史的重演性在物理教學(xué)中對(duì)學(xué)生的作用。

ス丶詞：物理學(xué)史；重演性；物理教學(xué)

ブ型擠擲嗪牛篏633.7文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1?緒論

ノ錮斫萄е杏捎諮校、老師和家長(zhǎng)對(duì)學(xué)生分?jǐn)?shù)的關(guān)注，導(dǎo)致在物理課堂上關(guān)于物理學(xué)史的內(nèi)容大多數(shù)都是由教師直接進(jìn)行講授，學(xué)生只用記住一些特定的人物貢獻(xiàn)、結(jié)論等。例如在高中物理學(xué)習(xí)中學(xué)生只知道法拉第發(fā)現(xiàn)了“電磁感應(yīng)現(xiàn)象”、奧斯特發(fā)現(xiàn)電流的“磁效應(yīng)”，但并不知道物理學(xué)家們?cè)诎l(fā)現(xiàn)這些不為前人所知的物理規(guī)律時(shí)所付出的艱辛努力。在大的教育環(huán)境下，學(xué)生往往只需要記住“電磁感應(yīng)現(xiàn)象”、“電流的磁效應(yīng)”等物理規(guī)律及其所對(duì)應(yīng)的人物就可以在考試中對(duì)答如流。但是物理學(xué)史具有重演性，如果我們能在物理教學(xué)中發(fā)揮出物理學(xué)史的重演性，并積極引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行物理規(guī)律探究過程的重演，使學(xué)生在進(jìn)行物理探究時(shí)，就像先輩物理學(xué)家們?cè)诎l(fā)現(xiàn)一個(gè)物理現(xiàn)象或物理規(guī)律時(shí)從無到有一樣，在一次次的探究中總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，慢慢地得出結(jié)論。這不僅僅能夠讓學(xué)生更好的掌握所學(xué)知識(shí)，更能領(lǐng)悟一個(gè)物理規(guī)律從無到有的艱辛，像富蘭克林只有在經(jīng)歷了“雷雨天放風(fēng)箏”，冒著生命危險(xiǎn)證明了雷電是由電力造成的，把天上的電和地上的電統(tǒng)一起來，在富蘭克林這樣不畏生死的探究之后，才提出了“避雷針”的設(shè)想，并最終得以實(shí)現(xiàn)［1］［2］。由此可見在物理教學(xué)中物理學(xué)史的重演有利于學(xué)生的終身發(fā)展，且讓學(xué)生養(yǎng)成科學(xué)探究的能力，具有科學(xué)態(tài)度和責(zé)任［3］。

2?物理學(xué)史的重演性在課堂中的具體貢獻(xiàn)

2.1?從亞里士多德到伽利略的比薩斜塔實(shí)驗(yàn)

パ搶鍤慷嗟氯銜輕的物體和重的物體下落時(shí)間不同，重的物體比輕的物體下落得快，這在當(dāng)時(shí)受到了人們的一致認(rèn)同，因?yàn)樵谌粘Ｉ钪?，重的物體總是耗費(fèi)較少的時(shí)間就可以完成落體運(yùn)動(dòng)，這一思想統(tǒng)治了一千九百多年的時(shí)間。直到伽利略在比薩斜塔上完成了著名的“比薩斜塔實(shí)驗(yàn)”證明了不同質(zhì)量的物體會(huì)同時(shí)落地之后人們才幡然醒悟，這也就體現(xiàn)了真理越辯越明，也就說明了物理學(xué)的發(fā)展經(jīng)歷了漫長(zhǎng)的歲月，我們現(xiàn)如今所學(xué)習(xí)的理論知識(shí)、物理規(guī)律是經(jīng)歷了一定歲月的考驗(yàn)才得以留存，并且來之不易。

2.2?物理課堂中落體運(yùn)動(dòng)的重演

ビκ越逃背景下老師在講述到“比薩斜塔實(shí)驗(yàn)”時(shí)往往會(huì)一筆帶過，直接告訴學(xué)生不同質(zhì)量的物體在忽略空氣阻力的作用下會(huì)同時(shí)落地，但如果我們?cè)趯W(xué)生不知道任何結(jié)論的情況下提供實(shí)驗(yàn)器材讓學(xué)生自己探究落體規(guī)律會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象，在一次物理教學(xué)中筆者曾就這一個(gè)知識(shí)點(diǎn)在課堂中讓學(xué)生展開探討，在探討之前學(xué)生一致認(rèn)為重的物體比輕的物體下落的快。筆者提供的器材有：質(zhì)量不同體積相同的鐵球木球和抽成真空的兩個(gè)牛頓管一個(gè)里面裝著小球另一個(gè)裝著羽毛。

サ毖生將質(zhì)量不同的鐵球和木球在相同高度釋放時(shí)發(fā)現(xiàn)二者幾乎同時(shí)落地，這也就證實(shí)了實(shí)驗(yàn)前學(xué)生的猜想和亞里士多德不謀而合。在新課程標(biāo)準(zhǔn)中，要求教師作為教學(xué)工作的引導(dǎo)者，因此筆者適時(shí)的告訴學(xué)生我們?cè)谘芯恳粋€(gè)物體運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)時(shí)首先要進(jìn)行受力分析，我們發(fā)現(xiàn)不管是鐵球還是木球都受到重力而二者還受到空氣阻力的影響，因此我們需要消除空氣阻力的影響再來探究，當(dāng)忽略空氣阻力時(shí)由獸合=mg=ma球推出此時(shí)玜球=g，那么我們知道物體速度的變化是由于加速度引起的故根據(jù)上述推導(dǎo)我們發(fā)現(xiàn)當(dāng)物體只受重力時(shí)物體的加速度就是重力加速度玤。然后筆者告訴學(xué)生所帶來的牛頓管里面已經(jīng)被抽成真空讓學(xué)生自己動(dòng)手來看一下處于牛頓管中的小球和羽毛哪個(gè)先落地，學(xué)生驚奇的發(fā)現(xiàn)小球和羽毛竟然同時(shí)落地。這時(shí)筆者告訴學(xué)生在空氣阻力的影響下不同質(zhì)量的物體下落的快慢不同，而當(dāng)物體在只受重力時(shí)其下落具有同時(shí)性。這也就實(shí)現(xiàn)了在教學(xué)中把學(xué)生的間接興趣轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生的直接興趣讓學(xué)生在動(dòng)手實(shí)踐的過程中，明白空氣阻力在落體運(yùn)動(dòng)中存在對(duì)物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的影響。

2.3?物理學(xué)史重演性對(duì)學(xué)生的作用

パ生在適當(dāng)?shù)慕?jīng)歷物理學(xué)史的重演后，能夠明白一個(gè)物理規(guī)律來之不易，學(xué)生在重演物理規(guī)律探討的過程中所遇見的困難正是先輩物理學(xué)家們所面臨的問題，學(xué)生可以學(xué)習(xí)到在探求真理的過程中要不畏困難，敢于挑戰(zhàn)權(quán)威。這有利于學(xué)生的發(fā)散思維，更有利于學(xué)生的創(chuàng)新思維、科學(xué)探究能力的培養(yǎng)。與一貫的只是傳授給學(xué)生知識(shí)但并不知道知識(shí)的來源歷經(jīng)什么艱辛，就像是無源之水，而學(xué)生正是祖國(guó)的花朵正需要甘霖來澆灌。而物理學(xué)史的重演正是一段物理規(guī)律探討的時(shí)代縮影，從無到有，更讓學(xué)生充滿了成就感，踐行了新課程標(biāo)準(zhǔn)下對(duì)于學(xué)生“終身發(fā)展”的要求。

3?結(jié)語

ピ諦碌奈錮硨誦乃匱的要求下，學(xué)生不僅要知道知識(shí)，更要求學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)來探究物理規(guī)律，養(yǎng)成科學(xué)的思維，最終成為一個(gè)具有科學(xué)態(tài)度與責(zé)任的人。而物理學(xué)史的重演，不僅能夠讓學(xué)生學(xué)會(huì)基本的物理知識(shí)，而且在自己探索的過程中發(fā)散思維，通過一系列的理論推導(dǎo)或?qū)嶒?yàn)驗(yàn)證自己得到結(jié)論，這時(shí)教師再加以引導(dǎo)和分析，讓學(xué)生對(duì)自己通過努力所得到的結(jié)論負(fù)責(zé)，養(yǎng)成科學(xué)態(tài)度。這不僅對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)起到了良好的導(dǎo)向作用，更對(duì)學(xué)生未來的學(xué)習(xí)和社會(huì)實(shí)踐打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。因此筆者在經(jīng)歷一定的實(shí)踐和反饋后堅(jiān)信，在物理教學(xué)中，適當(dāng)?shù)倪M(jìn)行物理學(xué)史的重演顯得尤為重要。

ゲ慰嘉南祝

ィ1］郭奕玲，沈慧君編著.物理學(xué)史［M］.清華大學(xué)出版社，1993.

ィ2］申先甲，李艷平，劉樹勇，王士平.談?wù)勎锢韺W(xué)史在素質(zhì)教育中的作用［J］.大學(xué)物理，2000（11）：36-40.

ィ3］朱國(guó)強(qiáng).物理學(xué)大事年表（中學(xué)物理部分）［J］.中學(xué)物理教學(xué)參考，2002（03）.

セ金項(xiàng)目：2018年延安大學(xué)研究生教育教學(xué)改革研究項(xiàng)目（YDYJG2018017）資助；2019年延安大學(xué)研究生教育教學(xué)改革研究項(xiàng)目（YDYJG2019018）資助

プ髡嘸蚪椋和鹺疲1997-），男，陜西洛川人，碩士研究生，研究方向?yàn)閷W(xué)科教學(xué)（物理）；劉竹琴（1968-），延學(xué)大學(xué)物理與電子信息學(xué)院教授，碩士生導(dǎo)師，主要從事實(shí)驗(yàn)物理的教學(xué)與科研工作。