借助物理學(xué)史，聚焦物理課堂

薛昭敏 劉竹琴

摘??要：從物理學(xué)史的角度出發(fā)，在中學(xué)物理課堂中滲透物理故事及歷史，拓寬學(xué)生的視野，激勵(lì)學(xué)生對(duì)物理的學(xué)習(xí)興趣，散發(fā)物理的魅力，給學(xué)生樹立榜樣，發(fā)揮物理課堂的優(yōu)勢(shì)，提高學(xué)生的學(xué)科素養(yǎng)。本文以阿基米德原理的教學(xué)為例，進(jìn)行詳細(xì)說明。

關(guān)鍵詞：物理學(xué)史;學(xué)科素養(yǎng);阿基米德原理

在現(xiàn)代的物理教學(xué)中，許多學(xué)生覺得物理難，甚至出現(xiàn)了談物理色變的現(xiàn)象，許多學(xué)生存在嚴(yán)重的偏科問題，這就說明了一個(gè)問題，在我國的基礎(chǔ)教育中，物理教學(xué)方面還有很大進(jìn)步的空間，如何讓學(xué)生喜歡上物理，物理課堂應(yīng)該如何實(shí)施才能夠吸引學(xué)生這就顯得尤為重要，讓物理學(xué)在學(xué)生眼中成為既充滿樂趣又不乏枯燥的學(xué)科。借助物理學(xué)史，對(duì)中學(xué)生學(xué)習(xí)物理有很大的幫助，不僅擴(kuò)大了學(xué)生的課外知識(shí)，而且也有利于激發(fā)學(xué)生的興趣以及豐富物理教學(xué)的內(nèi)涵。針對(duì)于此，本文結(jié)合阿基米德原理的教學(xué)為例來說明如何引入物理學(xué)史對(duì)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)啟蒙教育。

1?中學(xué)物理教學(xué)現(xiàn)狀

物理課程是中學(xué)階段課程體系中的重要部分，是學(xué)生認(rèn)識(shí)科學(xué)、探索世界關(guān)系的重要工具，對(duì)提升學(xué)生思維能力有著關(guān)鍵性的作用[1]。在中學(xué)階段，物理對(duì)于初二學(xué)生來說是全新的課程，學(xué)生之前并未接觸物理且物理學(xué)習(xí)難度較高，故大部分學(xué)生普遍對(duì)物理缺乏學(xué)習(xí)興趣。在我國的應(yīng)試教育的大背景下，部分學(xué)校老師教學(xué)更加強(qiáng)化了結(jié)果導(dǎo)向而對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)知識(shí)的過程有所忽視，只是一味讓學(xué)生進(jìn)行機(jī)械記憶，以此來應(yīng)付考試，物理啟蒙教育過分弱化，大部分學(xué)生不知道為什么要學(xué)習(xí)物理，物理可以用來做什么？學(xué)生不能用學(xué)到的知識(shí)解釋生活中的一些簡單的自然現(xiàn)象。針對(duì)于以上所提出的問題，解決的辦法有很多，但在物理教學(xué)方面，引入物理學(xué)史可以在一定程度上改善當(dāng)下的問題。

2?物理學(xué)史對(duì)物理課堂的重要性

2.1?挖掘物理學(xué)史，體現(xiàn)物理的實(shí)用性

物理學(xué)史是人們對(duì)于自然現(xiàn)象的探究史，揭示著物理學(xué)的發(fā)展和內(nèi)在邏輯[2]。在教學(xué)中滲透物理學(xué)史可以讓學(xué)生更清楚的掌握物理規(guī)律，以及更加清楚物理規(guī)律的來源，有利于學(xué)生物理知識(shí)的形成和建構(gòu)。從古至今，物理學(xué)都是一門實(shí)用性的學(xué)科，但今天的課本和老師的教學(xué)中，往往隱去了物理的實(shí)用性。在高中物理教學(xué)中，物理邏輯性較強(qiáng)和抽象性較強(qiáng)，這些特點(diǎn)也為學(xué)生學(xué)習(xí)物理帶來了很大的困難，在一定程度上增加物理的實(shí)用性，有助于學(xué)生對(duì)于知識(shí)的梳理、理解和記憶。素質(zhì)教育的倡導(dǎo)下，知識(shí)的實(shí)用性就顯得尤為重要，學(xué)習(xí)知識(shí)本身并不是為了考試，我們所學(xué)的知識(shí)并不是蒼白無力的，知識(shí)源于生活，同時(shí)知識(shí)也能指導(dǎo)生活，而我們的學(xué)生很難將學(xué)習(xí)到的東西應(yīng)用于實(shí)踐當(dāng)中，很難實(shí)現(xiàn)理論到實(shí)踐的飛躍。例如在中學(xué)物理教學(xué)中，由于電流和磁場(chǎng)的概念太過于抽象，教師可以通過講解安培、奧斯特、法拉第、赫茲等物理學(xué)家的故事，并結(jié)合他們發(fā)現(xiàn)電流和磁場(chǎng)的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行講解，讓學(xué)生理解電流磁場(chǎng)發(fā)現(xiàn)的來龍去脈，這樣有助于學(xué)生理解知識(shí)和他們所對(duì)應(yīng)的物理意義，才能將物理與生活相結(jié)合，在生活中大膽應(yīng)用他們所學(xué)習(xí)的知識(shí)。

2.2?物理學(xué)史對(duì)物理知識(shí)深入性的影響

中學(xué)生對(duì)于物理可能都會(huì)有這樣的困惑，物理公式和概念已經(jīng)牢記，但在考試中卻無法取得理想的成績，這是什么原因?qū)е碌哪兀坑捎趯?duì)于物理知識(shí)的了解不夠深入，未能悟到物理并不是冷冰冰的公式和概念，更不是一門通過死記硬背來學(xué)習(xí)的科目，每一個(gè)物理公式都有它的意義和內(nèi)涵，物理知識(shí)的每一次發(fā)現(xiàn)都有它背后的故事和物理學(xué)家的付出。只記住物理公式和概念是無法深入理解物理這門學(xué)科的，因此對(duì)物理學(xué)史的學(xué)習(xí)對(duì)學(xué)生更加深入的掌握知識(shí)就顯得尤為重要，學(xué)習(xí)歷史的過程也是將物理知識(shí)和概念與生活實(shí)踐緊密聯(lián)系的過程，教師可以通過口頭講授、利用多媒體播放視頻或在課堂上重現(xiàn)物理實(shí)驗(yàn)來滲透人類探究物理的歷史，挖掘知識(shí)背后的故事和物理學(xué)家的求索精神和優(yōu)秀品質(zhì)，使學(xué)生所學(xué)的知識(shí)得到升華。

3?阿基米德原理教學(xué)設(shè)計(jì)

3.1?課程背景

阿基米德原理是初中生學(xué)習(xí)浮力的重難點(diǎn)內(nèi)容，理解阿基米德原理對(duì)于掌握浮力的沉浮條件具有重要作用，阿基米德原理是對(duì)浮力的深層次的認(rèn)識(shí)，是浮沉條件的基礎(chǔ)，阿基米德原理兩千多年前提出的，從物理學(xué)史方面入手更加易于激發(fā)學(xué)生的興趣。

3.2?教學(xué)描述

3.2.1?情景引入

在上課初，老師講授真實(shí)情境，內(nèi)容如下：阿基米德出生在古希臘的貴族家庭，他從小熱愛學(xué)習(xí)，善于思考，喜歡辯論。有一次，國王要金匠給他做一頂金王冠。王冠做好以后，大臣說王冠不一定是純金的，可能摻進(jìn)了白銀，由于重量相同，從外表看不出來。于是國王就找來阿基米德，將檢驗(yàn)王冠的任務(wù)交給了他。阿基米德冥思苦想都沒有結(jié)果，突然有一天，在洗澡時(shí)，當(dāng)他的腳跨進(jìn)澡盆的時(shí)候，水溢出了一點(diǎn)，身體坐進(jìn)澡盆時(shí)，水溢出的更多，隨著身體的浸入，他感受到水對(duì)他的托力越來越大，于是他在澡盆里多次沉下又浮上以此來感受浮力的大小，突然，他欣喜若狂的向外跑去，邊跑邊喊：“找到啦！找到啦！”。阿基米德心想：王冠如果摻進(jìn)銀子，必然比同樣重量的金子體積大，放入水中所受到的浮力就會(huì)比純金的大[3]。故事講授結(jié)束，教師反問學(xué)生：“你們知道阿基米德判斷王冠是否摻假的原理嗎？今天我們就來學(xué)習(xí)這個(gè)原理。”

3.2.2新課教學(xué)

環(huán)節(jié)1：讓學(xué)生做將空易拉罐按入水中的實(shí)驗(yàn)，體會(huì)物體浸入水中的體積跟物體排開水的體積的關(guān)系。因?yàn)槲矬w浸在液體中的體積就等于物體排開液體的體積，所以我們就把決定浮力的兩個(gè)因素就改成：物體排開液體的體積和液體的密度。請(qǐng)大家思考：物體排開液體的體積和液體的密度，跟排開液體質(zhì)量有什么關(guān)系？跟液體的重力有什么關(guān)系？進(jìn)一步思考浮力和物體排開的液體的重力可能是什么關(guān)系呢？

環(huán)節(jié)2：讓學(xué)生將空易拉罐慢慢按入水中，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)時(shí)觀察易拉罐浸入水的多少與排開水的多少的關(guān)系，同時(shí)感受浮力的大小。