让物理课堂闪耀史学光芒

发布日期 : 2018-09-23点击次数 : 来源 : 《山东教育》(中学刊)

临沂市沂州实验学校   李   辉

 

当今是知识经济爆炸的时代,科学发展日新月异。物理作为自然科学的基础学科,教学方式正面临着全方位的变革。把学生从题海中解放出来,培养学生的创新能力、人文素养,为其终身发展奠定基础,这是物理新课程改革的主旨。国际上物理教学改革的潮流之一,就是更多地把物理学史的内容引入物理教学,以增强物理教学的趣味性、思想性和启发性。

物理学是人类社会实践的产物,它的每一个基本概念、基本定律和基本理论,都有一个萌芽、形成和发展演化的曲折过程。但是在大量物理教科书中,人类对物理学认识的历史痕迹被擦拭殆尽,学生只是通过具体的物理学定律或公式模糊地窥视到一点历史的端倪,这种做法使学生对物理学的本质难以理解得透彻。正如杨振宁先生所说:“研究物理学只有对它发展的全过程有所了解,才能把握住它的发展方向,才能有所创新,否则就不是真正的物理学。”因此,物理学史走入课堂教学有着其重要性和必要性。

同时,虽然物理学史融入物理教学是很早被提出的话题,加强物理学史教学在培养学生科学素养方面的作用已经成为中学物理教学改革的重要内容之一,但是由于考试题目几乎没有涉及,加之教学进度紧张以及学生学业负担重等因素,在实践中还缺乏将物理学史内容融入物理课程的教学方法和策略。那么,应当如何让物理学史走入课堂教学呢?在此笔者就自身的教学经验谈几点看法。

一、提高教师物理学史教育的专业素养

在现有情况下,对学生进行物理学史教育的重任基本全靠教师在课堂教学中进行,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。教师只有对物理学史内容有全面、深入的了解,才能对其做出合理取舍,设计出符合中学生思维和认识水平的教学方案。这就要求教师能够创造性地使用教材,除选入教科书的物理学史知识外,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、规律是怎样建立形成的,这也是物理教师了解学生学习难点的有效途径之一。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,所做出的种种判断,学生在学习过程中往往也会遇到。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,从而加深他们对物理学知识结构的理解。

二、发挥物理学史在课堂教学中的重要功能

1.激发学生学习兴趣

每一次的教学实践都表明,在上物理第一节启蒙课时,除了教师设计的各种神奇有趣的实验让学生充满求知欲以外,科学家们的小故事也能让学生在以后的学习中记忆犹新。比如,以比萨斜塔的抛球实验来讲解物理学从古希腊“逍遥派”代表柏拉图、亚里士多德到“实验派”代表伽利略的整个重大物理现象认知观的发展进步,进而让学生认识到物理是一门以实验为基础的自然科学。再如教学过程中可讲述镭的“母亲”——居里夫人的故事。居里夫人以顽强的意志力发现和完成了放射性物质镭的提炼,这一科学壮举震撼了世界,更难能可贵的是她无私地向全世界公开提取镭的方法,把这个伟大的发现交给工业界和医学界广泛利用,拯救了无数人的生命。而几十年来居里夫人由于长期从事放射性物质的研究工作,受到放射性元素的侵袭,使她患有肺病、眼病、胆病、肾病,不久便与世长辞了。学生对这些材料很感兴趣,自然会被科学家崇高的品质所感染,由崇拜科学家而崇拜科学,从而激励他们把对科学家的崇拜转化为刻苦学习的动力,培养积极的学科情感。

2.培养学生严谨态度

在教学过程中穿插物理学史方面的内容,还能培养学生严谨的学习态度和研究态度。如在探究产生感应电流的条件时,教师可先提出问题“电流能产生磁场,那么磁场能否产生电流呢?若能产生,条件是什么?”接着介绍历史上安培、科拉顿、法拉第等科学家相继提出的利用磁生电的方法。在历史材料基础上让学生讨论,提出几种产生感应电流的猜想:①将导线放在磁场中能在导线中产生电流;②导体在磁场中运动能在导线中产生电流;③磁体运动、导体不动能在导线中产生电流;④导体和磁体都不动让穿过闭合电路的磁场发生变化能在导线中产生电流。然后全班学生分组进行实验,根据事实得出结论:穿过闭合电路的磁通量发生变化时,闭合电路中有电流产生。在教学过程中教师还可以插入科拉顿在这方面的研究轶事:“科拉顿在法拉第发现之前,曾做过这样的实验,他把一个螺线管与电流计相连接,为了避免实验时磁铁对电流计指针的影响,他将电流计放在另一个房间。实验时,他将磁铁插入或抽出线圈以后,再跑到另一个房间去观察电流计指针的变化,结果当然什么也看不到了。”让学生思考科拉顿没有成功的原因在什么地方。“科拉顿的方法暴露出他实验设计得不够严密,如果当时他能安排一名助手在另一房间观察电流计,那么他将最先在这一领域取得突破。这一事例从反面告诉我们思考问题和设计实验必须要科学周密,不能有任何疏忽。”这样一来,能让学生经历从发现问题到研究突破、再到正确认识的科学严谨过程。

3.激励学生爱国精神

在物理学的理论和实践中我国也有着辉煌的成就。例如,在理论著作方面,《墨经》中对力学光学的论述,《天工开物》中关于简单机械的记述,等等。在实用技术方面,力学上,6世纪初我国的能工巧匠就开始建造石拱桥,我们的祖先就知道力的分解;天文学上,东汉时期天文学家张衡创制了世界上第一架能比较准确演绎天象的漏水转浑天仪,观测记录了两千五百颗恒星。在教学中结合教材内容介绍我国在物理学方面对世界的杰出贡献,可以使学生了解祖国古代灿烂文化,激发他们的民族自尊心和自豪感,具有爱国主义教育的重大意义。

三、增强物理学史对学生的潜移默化影响

在平时的课堂中,大部分教师都存在评价语言过于单一的问题,其实完全可以利用评价导向来加强学生的人文教育。比如当学生面对较难的问题出现畏难情绪时,可以用爱迪生做了六千多次实验才成功确定了电灯的灯丝材料,莱特兄弟经过了无数次的试飞和改进才发明了飞机,来激发学生坚持不懈的精神。当学生在课堂上有质疑意识和创新思维闪光时,教师要及时评价,可以布鲁诺不顾教会禁令大胆揭露宗教愚昧、坚持补充并发展哥白尼的“日心说”为例,给学生指出质疑是科学发展道路上重要的品质。在学生进行实验的时候,同样可以用科学家的良好实验素养来点评和激励学生。如德国物理学家伦琴在进行阴极射线实验时,注意到放在射线管附近氰亚铂酸钡的小屏上发出微光,从而发现了X射线;1780年伽伐尼在解剖青蛙时偶然发现青蛙腿痉挛,从而发现了“生物电”;早已脍炙人口的牛顿苹果落地的传说,使牛顿从中悟出了地心引力的存在,这些事例都说明了观察的重要性。教师可从这件件事例中让学生学到物理学家“大胆假设,小心求证”的治学方法,最终达到良好的实验教学效果。

综上所述,物理是一门创造性、继承性很强的学科,它的成就是众多物理学家献身科学事业、代代传承的结果,科学家的物理思想和追求真理、百折不挠、实事求是的科学精神都应该在中学课堂上好好渗透,让学生从中受到教育和熏陶,激发孜孜不倦、刻苦学习的自觉性和勇于探索、献身科学的精神。希望所有物理教育工作者一齐努力,让我们的物理课堂闪耀史学光芒,在学生心中种下一颗颗科学的种子,让它们在未来生根发芽。

 

(《山东教育》2014年9月第27期)