發揮物理學史在高中物理教學中的教育作用

胡冬蓮

【摘要】物理學史是人類探索和認識自然世界的真實過程記錄，揭示了物理現象、物質結構、物理規律的發現歷程。將物理學史融入物理教學中可以幫助學生掌握和理解物理學知識，使學生認識到物理學知識的動態性、相對性和暫定性，了解物理學基本變革。基于此，以下對發揮物理學史在高中物理教學中的教育作用進行了探討，以供參考。

【關鍵詞】物理學史;高中物理教學;教育作用

引言

新課標明確提出課堂教學要讓學生成為主體，要將學生的積極性、主動性調動起來，要對學生的科學思維進行培養，讓學生形成一定的科學素養。而物理學史揭示了物理知識的形成過程，如果教師在課堂教學中融入物理學史，可以讓學生將科學的本質搞清楚，可以讓學生快速地理解知識、掌握知識，可以讓學生構建起完善的知識體系，可以讓學生獲得獨特的學習體驗，進而將學生的主動性調動起來。

一、再現科學家的研究過程，體現科學思維方法

科學家探索物理規律經歷了漫長的過程，科學思維方法也是在探究規律的過程中總結和歸納出來的。在教學中再現科學家的研究過程，對學生科學思維方法的形成有積極的促進作用。例如，在自由落體運動的教學中，介紹伽利略對落體運動的研究過程：伽利略通過邏輯推理，指出了亞里士多德“重的物體下落得快”論斷的問題，得出重物與輕物應該下落同樣快慢的結論。為了進一步研究落體運動規律，伽利略首先建立了描述運動的物理量，如平均速度、瞬時速度、加速度等概念，接著猜想落體運動的速度可能隨時間均勻變化，為了檢驗猜想是否正確，伽利略想辦法用實驗來檢驗v與t成正比是否正確。伽利略通過理論推導，得出如果速度隨時間的變化是均勻的，位移就與時間的二次方成正比，只要測出位移和時間，就可以檢驗物體的速度與時間的關系。為了便于測量，克服落體時間短，時間不能測量的困難，伽利略設計了斜面實驗，讓銅球沿阻力很小的斜面滾下，加速度小，時間長，就容易測量了。伽利略通過大量實驗，證明小球沿斜面下滑的運動是勻加速直線運動。換用不同質量的小球，從不同高度開始釋放，只要斜面傾角相同，小球的加速度就相同。伽利略將上述實驗進行了合理外推，當斜面傾角很大時，小球的運動跟落體運動差不多。當傾角增大到90°時，小球的運動就是自由落體運動。

二、通過課堂導入情境使學生獲得豐富的情感體驗

教學情境的創設可以讓學生獲得豐富的情感體驗，讓學生發現學習的樂趣，讓學生產生情感共鳴，讓學生積極主動地參與到教學過程中。而物理學史在創設教學情境方面有一定的優勢，所以教師可以在創設課堂情境的時候將物理學史利用起來。例如，在教學“電磁感應現象”相關知識的時候，教師就可以將教學情境法利用起來。在創設情境的時候，教師可以將奧斯特在探究電流磁效應的時候遇到的有趣的事情利用起來。在實際教學中，教師可以給學生講述這樣的故事，奧斯特上了大學后有了一定的知識基礎，對電力、磁力的關系產生了一定的好奇，想要進行探究。因為奧斯特是一個行動力很強的人，所以進行了多次實驗，但是因為對相關知識理解得不夠透徹，所以實驗結果一直都不是很理想。在十五年后的一天，奧斯特在上課，忽然之間想起了他一直在研究的課題。此時，他有了一個想法，做了一個實驗。奧斯特將一根特別細的帕絲和伏打電槽連在了一起，并在與帕絲下方平行的地方放了一個磁針，并用玻璃罩罩在了磁針上，在連通電源后，磁針居然動了一下。因為奧斯特一直在關注物理現象，所以看到磁針動的那一下，其他學生根本沒注意到。在看到磁針動了那么一下后，奧斯特居然興奮地摔了一跤。通過這個物理趣事，學生可以感受到物理學家激動的心情，可以調動起學習的興趣，產生極大的學習興趣。

三、在“潛移默化”過程中形成科學態度與責任

物理學史涵蓋了理論探索與實驗探究，抑或是理論與實驗交叉研究，其中有失敗的教訓，更有成功經驗，整個物理學史充滿了跌宕起伏的科學故事，物理學科就是在曲折中前進的，物理學家的生平事跡，物理學思想與方法的演變，都可以引發學生積極的思考，激發起愛國熱情以及不怕失敗、積極向上的科學態度與責任。例如，必修三課標要求：了解我國古代在磁現象方面的研究成果及其對人類文明的影響。活動建議“查閱資料，了解我國古代對磁現象的認識和應用及其對人類文明的影響。”教學中教師可以結合教材內容，介紹我國在物理學方面對世界的杰出貢獻，使學生了解祖國古代燦爛的文化，激發他們的民族自尊心和自豪感。認真、嚴謹、細心、實事求是的科學態度是每個物理學家的共同之處。a粒子散射實驗中，平均八千個入射的a粒子中只有一個獲得大角度的偏轉，盧瑟福及其助手在經歷了無數次實驗后才能得出“絕大多數”“少數”“極少數”粒子的偏轉情況統計，如果他們只研究幾百個a粒子散射規律，也許就和提出原子核式結構模型的機會失之交臂了;在研究行星運動的過程中第谷觀測天體記錄了大量準確數據，開普勒用這些數據驗證圓周運動模型時發現微小的偏差，細心、嚴謹的開普勒針對這個微小的偏差，進行了廿年長期探索，通過對成千上萬個天文觀測所得到的數據進行運算和理論分析才先后發現橢圓軌道定律。

結束語

物理學史是物理教學中的重要內容，發揮物理學史在教學中的作用，引導學生理清知識脈絡，體驗知識的生成過程，學習科學家的研究方法和科學態度，能達到理解知識，學習方法，培養學生學科核心素養的效果。

參考文獻

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