物理學史在高中物理教學中的應用策略

劉剛林

物理學史在高中物理教學中有著重要的作用。物理學史內容多樣，可以激發高中生對物理知識的好奇心和探究欲望，促使學生自行去尋找了解物理的來源，繼而在求知過程中培養其實事求是的精神。高中生經過物理學史的學習，可以將物理知識和物理學史進行比較，提高自身的創新能力，樹立正確的世界觀，且對其綜合素質的發展意義重大。

一、有關概念的分析

歷史是指人類社會過去的事件和活動，以及對這些事件行為有系統的記錄、研究和詮釋。記錄歷史有利于人們回顧過往，為以后進行各種活動或應對事件發生作參考，為未來發展打下扎實的基礎，可以說，歷史是人類文明發展的成果。由此看來，歷史除去可以記錄以往經歷的事情，還有助于人們理解過往，進而引導人們正確、合理地實施當下的行為。

物理學史是物理學在歷史不斷變遷中出現與發展的過程。人類通過物理學史發展特征，可以把其分成多個時期，比如遠古時期、中世紀時期、文藝復興時期等。在這之中，文藝復興時期是重要的物理學階段，這是由于著名的牛頓力學是在這個階段發展起來的，并且發展到巔峰，該物質的時空觀與因果關系對于各大學科領域產生了非常大的影響，如電磁學科、光學科等，而且還對物理學以外的其他社會與自然科學造成了或大或小的影響。隨著二十世紀的到來，涌現出很多物理學分支，如，相對論與量子論等在各領域替代了力學有關概念，故而把這一階段稱之為近代物理學階段。

可見，物理學史是一門歷史科目，著重討論物理學的基本發展史，并且涉及物理學的研究方式和發展過程。因此，需要避免將物理學史簡單地看作是對以往歷史發展的詳細記錄，而應當通過這些歷史記錄了解過去物理學發展和演變的原因。

二、物理學史在物理教學過程中的重要價值

1.培養科學思維

如今，越來越多的教師逐漸相信學習科學的方法就是開展實踐活動，即組織學生參加實踐，充分領悟科學知識內容，并且在實踐中掌握科學研究的方式與技巧。學生對科學的看法，就是在這一階段養成的。不過，這樣的歸納推理法和早前培根科學方法論差不多，均無法完全體現出科學理論研究歷程，可見經過歸納推理得到的知識僅為科學方式中的一部分，而非全面的、固定的。差異化的問題有不一樣的處理方式，如在物理教學過程中比較注重動手實踐操作的重要性，而科學方式卻被忽略了，僅僅是被看作一種輔助工具。庫恩曾經表示，科學理論發展是一種革命，可以改變科學世界觀。由此可見，在實際教學階段，教師除突出學生掌握物理知識和技能以外，還需要促使學生了解建立學科理論時的過程和方法。

2.帶來教學啟示

（1）邏輯思維培養。物理學史里面含有很多邏輯思維資源，在物理教學中，教師對學生進行這一方面的引導可以增加高中生對知識的進一步理解。在教學中，借鑒歷史資料是為了幫助學生體驗那時候的情境，并分析獲得相關規律，讓其體驗過程、創造、引發興趣，了解科學方式，在教學過程中自然地培養學生的分析能力。如，伽利略自由落體運動，課本上介紹了有關實驗驗證與科學方法。而斜面實驗則具體把伽利略當時做實驗的歷史呈現在高中生面前。因為新時代與伽利略所處時代思想方面、技術方面等有著一定的差距，且學生不能親自參與實驗，不過卻可根據教師的講解體會斜面實驗的魅力，同時對學生展開邏輯思維培養。如此看來，物理學史資料包含著很多的邏輯思維教育，經過課堂教學，可以幫助學生知道伽利略是怎么借助邏輯思維與實驗法推翻了錯誤的觀點的，還有他是怎么克服困難探究落體運動規律的。

（2）課堂中重演物理學史。一部分物理學史能夠在物理課堂中進行重演，即在物理課堂中，以有關歷史發展作為主線，可以幫助學生建立科學發展過程與方法，用來建構益于學生理解知識的課堂。物理軼事重演能夠吸引學生視線，使其集中注意力，讓乏味無趣的課堂變得生動有趣。如，牛頓在炎熱的午后躺在蘋果樹下面休息時被蘋果擊中，進而將其靈感激發了出來，瓦特因為燒沸的水而發明了蒸汽機，這些均可以增加學生學習的興趣。但是，在當前教學環節中，尚未關注到物理學歷史的有關資源以及啟示，比較注重公式與不知名的符號等，可是這樣并不能真正讓學生理解物理知識，故而在物理課堂中重演物理學史是很重要的事情。

三、運用物理學史開展物理教學的策略

1.體現趣味性

高中階段的物理知識相較于初中物理難度更大，而且更加復雜，尤其是那些物理基礎不扎實的學生，上物理課常常感覺索然無趣，心情緊張，且無法得到放松。這個時候必須要物理教師合理運用物理學史，將其興趣激發出來。我們知道，物理學史內容豐富，除了有基本的物理理論概念之外，還具有大量的物理學家相關實驗經歷，故事性較強，可以提高學生對物理學習的興趣。教師引入物理學史的過程中，應當注意挖掘物理故事中的有趣情節，通過故事講述詳細描述物理學家的經歷。這樣除了能夠將學生分散的注意力集中起來，還可以激發學生探究真理的動力。高中階段，學生的好奇心還比較旺盛，故而可以借助該特點對其進行創新能力的培養。在實驗過程中運用物理學史，可促使學生在知識學習過程中提出自己的疑惑，以此鍛煉學生對物理問題的分析與處理能力。

2.整合教學資源

眾所周知，物理學史蘊含了很多的精神寶藏，物理課本就是獲得物理學有關歷史的重要源泉。因為篇幅有限，故而課本無法完全將物理學發展史全部呈現出來。為彌補其中的不足，教師必須要精心準備，全面整合相關教學資源，確定資源呈現形式。物理教學的主要領域就是物理實驗、規律以及概念，其中，規律與概念多數經歷了很長時間的發展，而物理學史記錄了這部分發展歷程，在歷史發展中，物理學史呈現形式就是文本資源、多媒體等。其中，文本資源就是歷史記錄載體，體現為有關物理學史的圖表與文字信息等，多媒體資源是伴隨科技持續發展，物理學史有了各種呈現方式，可以通過視頻和模擬動畫等，將這一類教學資源劃分成多媒體資源，這種資源經過刺激感官，可以提高高中生對物理的感性認知，激發興趣，還能有效充實教學內容。而物理教學資源需要對物理教材、相關歷史專著、期刊文獻等進行整合。

3.將物理學史生活化

高中物理教學內容的關鍵并非物理學史，所以，教師應注重物理學史在教學中的地位，避免主次顛倒。教學環節運用物理學史要嚴格圍繞教學目的進行，必須要掌握好度。物理學史所表現的就是歷史事實，這部分事實是后人經過詳細整編的，擁有藝術性的特點，但是和人們平時生活并無太大關聯。學生了解了物理學家的經歷通常會感到佩服萬分，但是并不認為自己也能夠達到那種高度。事實上無論是物理學家，還是平凡的我們，均是一樣的人，是需要通過不懈努力才可以獲得成功的。所以，教師應該給學生講述物理學家的奮斗歷程，而不是突出天賦這一部分，只有如此學生才能夠平等看待物理學家，才可以大膽提出質疑，從而培養學生的創新能力。

總之，物理教學中運用物理學史，可以提高教學質量與教學效率，對高中生的發展帶來積極作用。不過，運用物理學史需要從各方面著手，只有合理運用物理學史，才能將其重要作用充分發揮出來，提高教學水平。