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物理教学中的物理学史教育摭谈

 

【作者】 邓善红

【机构】 山东省郯城县育才学校

【摘要】

【关键词】
【正文】  物理学史是研究物理学发生、发展的历史,是介绍物理学概念、定理、定律等发展与变革,以及人类对自然界各种物理现象的认识史。它不仅记述了物理实验与理论的发展过程,而且记述了物理学家的活动。科学史与基础科学教育相结合可以说已是一种教育改革的必然趋势,我们教学的目的不是让学生对科学过程所凝练和升华的科学思维方式和科学研究方法有较为精到的展示,使学习者汲取前辈科学家科学思维和研究方法的滋养,也要以鲜活的资料弘扬其科学精神和献身于科学的意志品质,使学习者受到生动的情感、态度与价值观的熏陶和感染,有利于健全人格的养成。那么如何在高中物理教学中搞好物理学史的教育呢?笔者认为应从以下方面入手:
  一、掌握物理学史的教学方法
  (一)渗透法:所谓渗透法就是把与物理课程相关的物理学史知识恰当地穿插在物理课堂中来逐步开展物理学史教育的方法。物理学史的渗透可以以问题为线索来引入物理学家的轶闻趣事或者以往物理学家研究的过程或片断,可以是大篇幅,也可以是几句话,甚至一副图等,此举不仅可以缓解学习者的学习疲劳,激发物理学习的热情,可以使学生在心理上和情感上接近科学,增加物理学对学生的亲和力,开拓学生的视野,使学生更具有洞察力;还可以使他们以一种移情的方式设身处地体验以往科学家的探究过程,促使他们主动学习和建构知识,并形成严谨的科学态度。但在课堂渗透时,千万不可为了迎合学生们的需要而讲大量的科学家轶事等等,这样会喧宾夺主,冲淡主要教学内容的学习。既要注重与课本结合,注重与学生的认知能力结合,同时还要言简意赅。适时、适当、适度地的进行课堂渗透是一种有效的进行物理学史教育的主要途径。
  (二)准历史法:所谓“准历史法”,就是在忠于历史事实的情况下,按照历史发展的顺序将与教学内容相关的物理学史料进行组织后贯穿在教学过程中来达到一定教学目的教学方法。这种方法要求科学的还原那些重要的历史足迹,是对历史最具体的重演,是很好的过程体验教学方式,而且在很大程度上符合学生的认知发展过程,让学生更容易理解和接受物理规律并从相关历史事件中广泛吸取科学的思想方法和研究方法以及所蕴含的科学精神与人文精神,把物理学史教育真正实践在课堂教学中[4]。具体步骤是:
  1.将物理学理论(教学内容)的历史发展过程按问题起源—提出的工作假设—思辨以得出推论—实验或思想实验对推论进行检验—假设的修正及结论的推广进行整理,以形成教学内容的“准历史”过程。
  2.将学生对物理知识(教学内容)的一般认知过程,即对物理现象的观察-提出问题-假设或猜测-实验探索-结论及对认知过程的反思,整合到已组织形成的教学内容的“准历史”过程中,形成具体的教学过程。例如,在学习牛顿第一定律时,先向学生提出问题:“根据生活中经验,有力作用在物体上,物体才运动,没有力的作用,物体就静止,这种说法正确吗?”然后让学生讨论形成自己的观点(假设),再向学生阐述历史人物对这个问题的思考,即亚里士多德及同时代的人也都有“物体受力而运动,不受力则停止”的认识。接下来,向学生阐明三百年前的物理学家伽利略认为这种认识是错误的,再向学生展现伽利略为推翻这一论断而如何质疑、如何进行实验验证的?最后慢慢让全班的立场都站到正确的或更具优势的认识上,使学生经历从错误到如何突破、再到正确认识的过程。 
  二、重视物理学史课程资源的开发和利用
  根据课程标准编写的物理教材尽管通过多样化的方式呈现了丰富多彩的物理学史内容,但这些内容还不能满足老师教学的需求,网络、课外读物等已经成为教师获取物理学史课程资源的重要渠道。教师可以从网络上获取物理学家奇特而伟大的构思和重大发现,以及他们的成功与失败等方面的材料展示给学生,或者让学生真搜集整理物理科学发展资料,自主地了解物理发展的历史,也可以定期举办物理学史讲座,讲座不一定要在大的会议室进行,教师可以灵活自主的选择在自习课的时间,在教室里或者以开主题班会的形式进行。在讲座过程中可以采用多媒体设施,播放一些科教系列片,这些都可以潜移默化的实现物理学史的教育功能。当然如何选择适合学生认知水平、便于学生理解和激发学生兴趣的讲座内容,则需要教师根据学生物理知识掌握情况及认知规律而确定,因为物理学家的思维水平与学生思维水平间存在着一定程度的差异,学生可能很难深刻地理解他们的思维方法和技巧。
  三、提高教师物理学史教育的素养
  教师具有的物理学史知识的丰富程度直接影响到他们在教学中对物理学史的自觉应用程度。物理教育理论指出,为更好地完成物理教育的目的任务,教师不能只掌握物理学本身的概念、规律和理论,物理教师最低限度要掌握物理学知识、物理学史知识、物理方法论知识这三方面的专业知识[5]。将物理学史知识列入物理教师必备的专业知识中,足见其重要性。教师只有对物理学史的内容有全面、深入的了解,才能对其作出合理取舍,设计出符合中学生思维和认识水平的教学方案,这同时要求教师能够创造性地使用教材,除选入教科学的物理学史知识外,还要补充与物理知识直接相关的物理学史内容。此外,教师还要特别关注物理学研究进程中出现的各种概念、学说、规律是怎样建立的、怎样形成的?这也是物理教师了解学生学习难点的有效途径。因为历史上物理学家在形成物理概念,发现物理规律的过程中所遇到的困难,所产生的种种想法(其中包括很多错误想法),所做出的种种判断(包括一些错误判断)等,学生在学习过程中往往也遇到过、产生过、做出过。熟知物理学史的教师,能够了解学生在学习过程中可能出现的问题和困难,进而将之作为教学重点和难点,并有针对性地帮助学生克服认识上的困难,排除误解和疑问,加深了他们对物理学知识结构的理解。
  • 【发布时间】2017/8/6 19:48:28
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