物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中物理學(xué)史的滲透研究

王旭

摘? ?要：近年來，隨著新課程的改革，物理學(xué)史的滲透逐漸成為物理教師關(guān)注的話題，但物理學(xué)史的教育功能并沒有得到充分發(fā)揮。高中物理學(xué)史的滲透不僅可以豐富學(xué)生的知識，還可以發(fā)散他們的思維，提高學(xué)生的知識水平。物理實(shí)驗(yàn)是研究物理學(xué)的基本方法之一，是建立物理知識體系的基礎(chǔ)。自伽利略提出實(shí)驗(yàn)物理后，實(shí)驗(yàn)在物理教學(xué)中起著重要的作用。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中選用適當(dāng)?shù)奈锢韺W(xué)史滲透教學(xué)，可以達(dá)到最優(yōu)的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：高中物理實(shí)驗(yàn);教學(xué);物理學(xué)史

1? ? 物理學(xué)史引入實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要性

1.1? 幫助學(xué)生理解物理知識理論

在進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)前，教師通過講解物理學(xué)史，并讓學(xué)生了解該實(shí)驗(yàn)的發(fā)展歷程，重溫歷史的同時(shí)，增強(qiáng)對物理知識理論的掌握。因此，進(jìn)行必要的物理學(xué)史滲透可以幫助學(xué)生更深入地理解和研究物理知識理論。

1.2? 培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度

物理學(xué)作為一門自然科學(xué)是完全客觀的，通過物理實(shí)驗(yàn)的講解，引入物理學(xué)史，滲透科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度。這是因?yàn)槲锢韺W(xué)史的講述包括科學(xué)家實(shí)驗(yàn)失敗以及改進(jìn)至成功的原因。通過分析和考慮影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的因素來對實(shí)驗(yàn)采取客觀和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)姆椒ā＝?jīng)過長時(shí)間的學(xué)史滲透，學(xué)生在做實(shí)驗(yàn)時(shí)能夠改變急躁的情緒，培養(yǎng)冷靜、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鞣绞揭约翱茖W(xué)和批判性的學(xué)習(xí)態(tài)度。

1.3? 提高學(xué)習(xí)物理的興趣

在物理實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)中，學(xué)生對實(shí)驗(yàn)課的關(guān)注遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了理論類課程。由于課外實(shí)驗(yàn)室不僅使用教科書，還可以通過預(yù)習(xí)、查閱資料以豐富實(shí)驗(yàn)的知識，也可以接觸到一些物理學(xué)家的有趣故事，增加學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。因此，進(jìn)行物理學(xué)史的滲透可以增加學(xué)生對物理的學(xué)習(xí)興趣，從而提高物理學(xué)習(xí)的效率。

2? ? 物理實(shí)驗(yàn)課堂中滲透物理學(xué)史的原則

2.1? 物理學(xué)史的引入一定要有利于突破本節(jié)課重難點(diǎn)

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，對于怎樣滲透物理學(xué)史，要以提高教學(xué)的效果為目的，為本節(jié)課的內(nèi)容服務(wù)，幫助解決該課的教學(xué)重難點(diǎn)。教師在物理實(shí)驗(yàn)課堂上，應(yīng)當(dāng)采用物理發(fā)展史上具有重要里程碑或轉(zhuǎn)折點(diǎn)意義的物理學(xué)史資料，尤其是那些能夠突破當(dāng)前教育教學(xué)中重難點(diǎn)的物理學(xué)史資料，應(yīng)當(dāng)被首選引入物理實(shí)驗(yàn)課堂實(shí)踐教學(xué)。

2.2? 物理學(xué)史資料不拘泥于教科書

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)的過程中，選擇的物理學(xué)史資料不應(yīng)該僅限于物理教材。目前大多數(shù)教師的實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀是完成教學(xué)大綱中規(guī)定的教學(xué)任務(wù)，以此讓學(xué)生可以獲得一個(gè)好的考試成績。教師一貫的教法是緊扣課本，按部就班地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)，而學(xué)生也努力完成教學(xué)上的學(xué)習(xí)任務(wù)。這種消極的教材觀不僅束縛了學(xué)生的全面發(fā)展，也致使教師不能創(chuàng)造性地進(jìn)行開發(fā)和使用教材之外的課程教學(xué)資源。因此，要充分利用互聯(lián)網(wǎng)資源，廣泛地收集物理學(xué)史資料，將正確的物理學(xué)史整合到教材上的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，結(jié)合課標(biāo)和教綱，將物理史的內(nèi)容融入物理實(shí)驗(yàn)課堂。

3? ? 物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中引入物理學(xué)史的方法

3.1? 利用物理學(xué)史引入新的教學(xué)主題

通過物理學(xué)史介紹新的課程主題或章節(jié)，如教師講人教版選修3-1第三章“磁場”時(shí)。教師可以以奧斯特發(fā)現(xiàn)電流的磁效應(yīng)為線索，向?qū)W生介紹人類對磁場以及電場和磁場之間的關(guān)系。通過講解并演示實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生對所學(xué)章節(jié)內(nèi)容產(chǎn)生興趣。通過物理學(xué)史引入新的教學(xué)主題或新篇章，需要教師盡可能配合教科書把本章節(jié)學(xué)習(xí)內(nèi)容串聯(lián)起來。

3.2? 在新課教學(xué)結(jié)束時(shí)，補(bǔ)充本節(jié)相關(guān)物理學(xué)史

在講授完新的知識點(diǎn)后，可以進(jìn)行本節(jié)課相關(guān)物理學(xué)史的補(bǔ)充，其目的在于，讓學(xué)生熟悉與物理科學(xué)史上的一些著名實(shí)驗(yàn)。例如，人教版必修1第二章第6節(jié)“伽利略對自由落體運(yùn)動的研究”，帶領(lǐng)學(xué)生了解伽利略對自由落體運(yùn)動的貢獻(xiàn)，并通過數(shù)學(xué)和邏輯讓學(xué)生熟悉伽利略的運(yùn)動學(xué)研究方法，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，并形成錯(cuò)誤的觀察現(xiàn)象理論。通過對物理學(xué)史的學(xué)習(xí)，讓學(xué)生樹立正確的科學(xué)觀。

3.3? 針對新課教學(xué)過程中的某一知識點(diǎn)，引入相關(guān)物理學(xué)史

例如在人教版選修3-4第十三章第5節(jié)“光的衍射”中，有關(guān)泊松亮斑可以擴(kuò)展這些內(nèi)容：1818年，為促進(jìn)對衍射現(xiàn)象的研究，法國科學(xué)院有獎?wù)骷嚓P(guān)文章。菲涅爾用精確的數(shù)學(xué)原理計(jì)算了圓形孔、圓形板塊等形狀形成障礙而造成的衍射圖案，并根據(jù)實(shí)驗(yàn)得出結(jié)果。在研究菲涅爾的理論時(shí)，泊松用菲涅爾方程推斷出磁盤的衍射，得到了一個(gè)罕見的結(jié)果，在距離屏幕陰影中心一段距離的磁盤后部出現(xiàn)了斑點(diǎn)。泊松認(rèn)為這很荒謬，但阿拉果在泊松提出的問題上做了一個(gè)實(shí)驗(yàn)，結(jié)果在陰影的中心出現(xiàn)了一個(gè)亮點(diǎn)。這一事實(shí)在法國科學(xué)院引起了轟動，所以菲涅爾獲得了科學(xué)獎，他的后代戲劇性地將其命名為泊松亮斑。在新的教學(xué)大綱中，把書上的知識與相應(yīng)的物理學(xué)史相結(jié)合，以便學(xué)生更深入地了解這一知識點(diǎn)，擴(kuò)大學(xué)生的知識面。

3.4? 在隨堂演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)中滲入物理學(xué)史

例如人教版必修1第二章第5節(jié)“自由落體運(yùn)動”，在做完真空牛頓管實(shí)驗(yàn)后，還可以再做一次類似伽利略在比薩斜塔進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)：從同一高度同時(shí)放兩個(gè)重量相差大的物體，結(jié)果是幾乎同時(shí)降落地面。在實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)的學(xué)習(xí)過程中，加入相關(guān)物理學(xué)史，讓學(xué)生意識到科學(xué)的發(fā)展不是一條平坦的道路，科學(xué)家們用簡單的工具和設(shè)備進(jìn)行科學(xué)研究是很困難的，從而使學(xué)生懂得努力刻苦學(xué)習(xí)。

4? ? 結(jié)語

在進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)時(shí)，學(xué)生專注于科學(xué)探究，可以發(fā)展學(xué)生的思維能力，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，老師可以把所學(xué)知識與物理學(xué)史結(jié)合起來，幫助學(xué)生更好地理解所學(xué)內(nèi)容，擴(kuò)寬學(xué)生的知識面以及開闊學(xué)生的視野。根據(jù)我國目前的實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)狀況，教師必須高度重視物理實(shí)驗(yàn)課程在實(shí)驗(yàn)教育中發(fā)揮的主導(dǎo)作用，吸引學(xué)生參加課程并積極進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，講授相關(guān)物理學(xué)史，讓物理學(xué)史在高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中發(fā)揮自己的重要作用。

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