高中物理教學中融入物理學史的教學實踐策略

劉茵

（貴州師范大學附屬中學，貴州 貴陽 550001）

引言：縱觀物理研究歷史，每位科學家均貢獻個人寶貴的時間，此種不畏艱難、堅韌不拔的精神值得每個人學習，而處于高中階段的學生尚未完全成熟，教師可利用物理學史引導學生關注科學探究過程，強化嚴謹的科學意識，確保知識的準確傳遞。學生知曉科學家們的研究過程將刺激主動探究意識的產生，促進形成自主學習的習慣，調動學習積極性。

一、在高中物理教學中融入物理學史的現實意義

物理學史真實地反映了科學家的研究過程，而在物理教材中一般僅介紹了科學家在研究此種定理所運用的方法，不滿足全面了解研究過程的需求，利用展開的物理學史，可細化具體的辯證、歸納和演繹的過程，學生置身于探究場景中，無形間刺激學生興趣的產生[1]。有些物理理論需要幾年甚至幾十年的推導，每位科學家均付出了時間和精力，將自身貢獻給科學事業的發展，學生聆聽科學家自傳的過程中，潛移默化間融入個人情感，將物理學家視為榜樣，延續其嚴謹的治學精神，反思自身在處理物理知識和實驗探究活動所需要提升的空間，結合教師給出的引導方向，可指定針對性的優化意見，形成具備個人發展特色的理論框架，確保能力的提升和素養的深化，滿足新課標的相關要求。科學探究從來不是簡單的了解最終的結論，重要的是理順定理產出過程，確定其中使用了何種物理方法，教師將此種具備現實作用的解決問題的方式傳遞給學生，能夠拉近與實際生活的距離，幫助學生在面對生活中的困難時合理分析，冷靜思考，契合核心素養內化的要求[2]。

二、如何將物理學史融入高中物理課堂教學中

（一）課前導入環節

學生進入高中階段已經具備很強的主觀意識，其興趣將直接決定學習行為，因此教師要注重培養學生興趣。在課前導入環節，教師可充分利用在線資源，查閱有關物理學家研究過程的史料，下載重要的圖片，轉變物理抽象的學科特征，解決學生在理解上的問題，同時促進探究欲望的產生。科學家們的生平將很好地展現在物質匱乏的年代，如何利用有限的材料得出物理定理，學生了解到整個研究環境，對比自己生活的年代，有助于形成珍惜當前生活環境的意識，并且學生跟隨物理學家的研究進程，確定物理知識對于現實生活的作用，啟發學生深入到實際探究活動中，感受物理學習的魅力。

例如，在講解歐姆定律的相關內容時，教師可布置搜集歐姆定律演繹過程和歐姆生平資料預習任務，學生和教師共同查閱資料，了解到歐姆尚未研究電阻、電流和電壓間的關系之前，人們并沒有電阻的概念，但在首次嘗試的過程中沿用之前的科學家使用的電流扭力秤，沒能測量出電流具體變化值。教師可將課堂轉變為歐姆定律的研究場所，學生在了解到整個實驗過程后，確定歐姆定律所研究的核心是電流，而非電阻，在外界環境和用電器性質尚未改變的前提下，電阻不變，改變的是電流，解決學生認知上的問題[3]。同時，教師還可延續歐姆定律的研究方式，深度剖析在整個實驗過程所用到的儀器設備，辨別鉍銅溫差電偶與實驗室所使用的電源之間的差別，感受嚴謹的治學精神對于物理定律推導的作用。

（二）推演實驗過程

很多學生反應在高中物理的學習中很容易碰壁，有些知識在課堂聽講的環節感覺已經完全掌握，但在處理實際問題的環節卻難以找到問題突破口，出現此種現象的原因是學生并未完全掌握物理反應原理，僅通過記憶定理公式的辦法無法內化具體知識，利用物理學史可演示定理的推演過程。教師利用信息技術，在實驗操作中，首先為學生展示某個定理演繹視頻，學生觀看視頻內容，明確科學家所做的努力；其次，需要邀請幾名學生演示整個過程，教師起到引導和糾正錯誤方向的作用，在學生出現問題時，準確介入，利用啟發的方式刺激靈感的產生；最后，在學生演示實驗完畢后，確定實驗主題，要求學生以小組為單位，利用實驗室現有資源完善實驗步驟，選擇喜歡的方式，細化實驗流程，在學生交換思路的環節逐漸產生創新意識，刺激創造力的產生[4]。

例如，在講解有關牛頓第一定律的知識時，在課前導入環節增加關于牛頓和伽利略生平的介紹，從課程開始階段刺激興趣的產生，借助學生高昂的學習積極性，教師可模擬伽利略的斜面實驗，準備小球、斜面等材料，根據伽利略實驗的過程完成演示任務。首先放好兩個斜面，將兩個斜面對接，小球從其中一個斜面頂端自由下落后滾到另一個斜面，此時教師可重復幾次實驗動作，詢問學生：“通過觀察你能發現什么規律？”，學生發現小球滾下的高度和上升的高度基本持平，但上升的高度略低于初始高度，教師結合學生的反饋，提出伽利略的觀點：若兩個斜面表面足夠光滑，那么兩個高度應當相等。然后，放置幾個傾角逐漸降低的斜面，拉長斜面長度，重復上述實驗，學生觀察到斜面逐漸延長，為達到初始高度小球將持續運動，由此教師提出：“結合觀察的現象，能否得出‘若傾角為0，則小球將一直按照一定的速度運動下去’的理論？”，學生置身于牛頓第一定律的研究環境中，通過理順伽利略的實驗步驟，摒棄物體受力才會運動的錯誤理念，有助于學生正確認識牛頓第一定律。

（三）課堂講解環節

通過剖析物理教材可知，其內容基本按照物理學史發展進程設定，教師可利用這一特點，借助單元和理論內在聯系編排課程內容，從一個物理知識點出發，研究其理論分支內容，形成連貫的理論框架，提升對物理知識的認知水平。物理知識的學習并非獨立完成，每個知識點間都存在著千絲萬縷的聯系，教師要利用物理學史的相關內容，串起物理理論知識，引導學生建立全面的理論結構，保證在處理綜合類的問題時，能夠準確定位其中所需要的定理，提升做題的效率和準確性。

例如，在講解電磁學的相關知識時，尤其是復習階段，教師可按照理論發現的時間先后確定復習節奏。首先，展示電場有關物理學史，模擬庫倫定律研究的過程，結合的公式，確定庫倫在處理實驗難題所采用的方法，引出電場的概念，提醒學生注意檢驗電荷的要求。電場與磁場在某些方面存在一定的聯系，通過電場的具體含義轉移到磁場，展示安培和洛倫茲在研究通電導向在磁場中受力問題所做出的貢獻，對比實驗方式，結合安培力和洛倫茲力的具體含義，區分兩種力作用主體間的差異，強化對通電導向和運動電荷的理解程度，聯系運動學相關內容，確定電荷在磁場中運動的軌跡。重點普及法拉第電磁感應定律研究過程，教師將學生的目光投放于“有效長度”確定的研究中，開展探究活動，結合法拉第的研究過程給出有效長度確定的方法，學生建立小組合作機制，與其他學生探討兩種有效長度確定的研究流程，利用回路構造法，基于平型切割和轉動切割兩種方式，細化公式。通過上述教學活動，教師不僅傳遞了科學家們認真鉆研的精神，而且建立起不同物理知識間的聯系，解決獨立解決物理問題的問題，提醒學生全面看待物理學[5]。

（四）注重渲染精神

每位物理學家都經歷了重重磨難才能獲得成功，而此種面對困難不畏懼且砥礪前行的態度正是當代高中學生所欠缺的內容，教師在為學生指點學習上的迷津的基礎上，應當利用物理學史，滲透優秀的精神，幫助學生跳出舒適圈，積極投身于物理研究中。教師可結合具體的物理知識，連接現代生活，引導學生關注生活和學習中使用的現代化設備，追根溯源，確定做出積極貢獻的科學家，強化對物理知識的認知程度，刺激學生產生創造力。

結束語

綜上所述，物理學史對于高中物理教學質量的作用不容小覷，教師要結合具體內容，聯系物理學家的研究過程，提升學生的探究興趣。