论物理学史在物理教学中的应用

2021-02-26
  论物理学史在物理教学中的应用
  
  辽宁省大洼县第三高级中学 马 进
  
  【摘 要】透过物理学史的介绍和学习,从著名科学家的经历与他们卓越的科学研究中,让学生体会物理这一学科的科学价值,重视物理概念和规律的形成过程,培养学生的学习兴趣和创新精神;并结合高中物理教学实践,让我们教师从中归纳物理教学活动中的基本方法。
  
  【关键词】物理学;物理教育;教学方法
  
  一、物理学史在物理教学中的作用
  
  科学是严谨抽象的,而且还有一点枯燥乏味,尤其是其中还涉及到大量的数学知识,这样对于普通的读者普及物理学知识,难度就显得大了一些,如果通过史话的方式,从物理学的发展历史,从物理学家的个人奋斗,从物理学解释那些奇妙的自然现象,从物理学在工农业生产与生活中的应用,从物理学研究方法的提炼,从物理学研究成果的展示,用通俗的说话的方式谈一谈物理学历史上所发生的那些往事、故事,趣事、重要的事件,在提高学生学习兴趣的同时,对我们推广和普及物理学知识、理论和方法来说也是受益匪浅。著名哲学家马赫认为:物理学史的教学是对学生进行富有成效的科学教学的一种辅助手段。
  
  二、如何在教学中应用物理学史
  
  (1)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,甚至一幅图等,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。比如在讲到力的概念时,从古希腊的亚里士多德,到伽利略、牛顿,循着伟人的研究历程,从而加深学生对力的概念的理解,在讲高二年级“电磁感应”的时候,以奥斯特发现电流的磁效应为线索,向学生介绍人类对磁及电和磁关系的认识过程。通过讲解安培、法拉第、楞次和麦克韦等人在揭示电磁关系工作中的艰辛努力和所取得的成果,使学生在有了对电磁发展总体认识的基础上,加深对教材的理解和对左、右手定则、法拉第电磁感应、楞次定律等关键点的把握。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。不能为了引入史料而引入史料,如果没有必要引入时,就不引入。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。
  
  (2)根据课程的需要也可以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。比如:在讲原子物理的`时候,原子本身就非常小,用肉眼根本观察不到它的结构,只能是抽象地去想象,讲解就非常的乏味,学生也不好理解和掌握,但是如果加上原子物理学史,对知识掌握和理解就容易多了。1897年,汤姆生利用阴极射线管发现了电子,说明原子可再分,还有复杂的内部结构,他就把原子想象成了一个枣糕模型,原子核就是蛋糕,电子就像枣镶嵌在原子核上。过了二十年,英国的物理学家卢瑟福和助手们用氦核散射实验证实了枣糕模型不成立,提出了原子的核式结构,原子的直径数量级比原子核直径数量级大十万多倍。把原子比作足球场,原子核也就是放在足球场中心的一颗绿豆那么大,电子在原子核外作高速运动,使学生很形象地知道了原子的结构。后来密立根又测出了电子电量,卢瑟福又发现质子,又认识了原子核还可以分为质子和中子。1939年,德国的物理学家哈恩和助手用中子轰击铀核时,铀核发生裂变。1942年,费米等人在美国建成第一个裂变反应堆。人类在原子物理上发展迅速,到1952年第一颗氢弹爆炸,人类在物理上已取得相当大的成就。在给学生讲这些物理学史时学生听得非常认真,在还原那些重要的历史足迹的同时又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。
  
  三、广泛开展学史教学实践研究,改进教学方法
  
  我们现在常常用“物理”一词作为“物理学”的简称。物理学是自然科学中的一个重要部门,研究物质运动的普遍规律和物质的基本结构。自然界中的一切物质,从宏观到微观,无论处于低速还是高速的运动状态之中,它们所产生的最普遍的现象和最一般的规律,都是物理学研究的对象。由于轻视物理学史教学的结果,使目前学史教学方法较为落后,一般仅限于讲故事,这显然不符合学史教学目标的要求。为此,必须引导广大教师重视学史教育,有计划地组织物理教师在实践中大力开展学史教育研究,深入分析教材内容,适当补充引入科学史料,积极改进教学方法,达到学科素质教育的目的。
  
  物理学的发展时间只有短短的几百年,但是却创造了人类文明史上的几次巨大的科学革命,其对整个人类文明的影响是极其巨大而深远的。其中汇集了古人的智慧和力量,饱含着人们发现过程中的艰辛和获得成功后的喜悦。人们在探索规律认识规律的过程中留下的实践经验,对我们现在的学习有着很大的启发作用,也给学生的学习增加了很大兴趣。
  
  【参考文献】
  
  [1]田蕾。中学物理引入物理学史的实践[J].内蒙古教育,2009,(9):23.
  
  [2]薛雷红,石永先。“准历史法”的中学物理教学设计[J].教育实践与研究,2008,(11B):57.

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