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        將物理學史融入物理教學

        2012-04-29 19:07:32陳勝鴻
        科教導刊 2012年15期
        關(guān)鍵詞:沈括物理學科學家

        陳勝鴻

        摘要在中學物理教學中適當補充物理學史,可以有效地促進學生全面發(fā)展,更可以對培養(yǎng)學生形成積極的科學態(tài)度和正確的世界觀。結(jié)合物理學史進行高中物理教學,不僅有利于學生認識掌握書本中的物理知識,也有助于提高學生對物理學習的興趣,有助于培養(yǎng)學生科學嚴謹?shù)闹螌W精神,同時也能夠通過中國物理學史對學生進行愛國主義思想教育。

        關(guān)鍵詞物理教學學習興趣思維能力思想教育

        中圖分類號:G633.7 文獻標識碼:A

        在今年年初,《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要》工作小組辦公室在新聞發(fā)布會上對“高中取消文理分科的必要性和可行性”公開征求意見,引發(fā)社會廣泛熱議。這個提議主要是針對現(xiàn)在高中學生知識結(jié)構(gòu)存在缺憾的現(xiàn)狀,理科班學生不學政史地等知識,而文科生不懂理化生,希望通過改革促進學生的全面發(fā)展。是否應(yīng)該取消文理分科目前仍然沒有定論,但有一種思想是無需置疑的:理科生也不能輕視人文思想的培養(yǎng)。因此,就高中物理學科而言,學生不應(yīng)該單純局限于理解物理概念和提高物理解題能力,教師應(yīng)該適當?shù)卦诟咧形锢斫虒W中融入其他人文學科的知識,促進學生多方面發(fā)展。怎樣才能在高中物理教學中既很好地完成教學任務(wù),又使學生在學習中人文素質(zhì)得到提高呢?利用物理學史的知識,挖掘物理學史的教育價值,是達到上述目的的行之有效的辦法之一。

        1 結(jié)合物理學史進行物理教學,有助于提高學生對物理學習的興趣

        “興趣是最好的老師”,高中物理知識比較抽象,需要學生有較強的空間想象能力和抽象思維能力,對物理過程的理解能力要求較高,而且高中物理相對于初中物理難度跨度比較大,因此一部分學生也在初中升入高中后物理成績有一定的退步。所以,如果在教學中仍然只是對課本知識的簡單敘述,會使得學生感覺晦澀難懂從而對物理學習信心不足。如果在物理教學中引入物理史料,會使得原本枯燥的物理知識變得生動有趣。

        例如對于萬有引力定律,許多人在高中畢業(yè)多年后仍然能夠清晰地記著,主要便是因為在萬有引力定律中“蘋果落地”的故事。這就體現(xiàn)了物理史料對于知識認知和記憶的重要作用。因此在高中物理必修2的萬有引力定律教學中,筆者也插入了一個教學環(huán)節(jié)“牛頓與蘋果”。由于學生在初中學習中已經(jīng)聽過這個故事了,便請一位學生先把他所知道的故事講給大家聽,在學生聽完后提出了這樣一個問題:你認為這個故事是真的嗎?讓學生討論并發(fā)表自己的看法。最后將物理事實告訴學生:實際上牛頓從來都沒有在他的任何著作上提及蘋果落在了他的頭上,這段故事主要是當時著名的哲學家伏爾泰提出的,而伏爾泰并沒有見過牛頓,這個故事的真實性非常值得驗證……這節(jié)課學生聽得非常認真,討論與發(fā)言也非常積極,在輕松活躍的教學氣氛下,也加強了對該定律的記憶和理解。

        2 結(jié)合物理學史進行物理教學,有助于培養(yǎng)學生科學嚴謹?shù)闹螌W精神

        嚴謹認真是科學研究最重要的精神之一,是作為科學家的基本素質(zhì)。在物理教學中,教師可以把物理知識與相應(yīng)的物理史料相結(jié)合,讓學生隨著科學家的思維方法和探索過程,體驗科學家不斷從實驗出發(fā),歸納總結(jié)規(guī)律,再從實驗中檢測和證實,不斷去糾正和完善理論體系,使得物理學不斷發(fā)展的過程。學生可以從中體會到科學家嚴謹治學的態(tài)度,實事求是的精神,以及追求真理的勇氣和恒心。

        如在對天體運動的教學中,可以將天文學發(fā)展的物理史料告訴學生,讓學生體會物理學家科學嚴謹?shù)膽B(tài)度以及對真理的不懈追求。16世紀丹麥天文學家第谷經(jīng)過幾十年對天體運動的觀察,留下了大量的數(shù)據(jù)。后來,他的學生開普勒在老師的基礎(chǔ)上繼續(xù)研究。比起第谷,開普勒有著更強大的數(shù)學能力,他在應(yīng)用行星饒?zhí)栕鰣A周運動的模型描述火星的運動時,發(fā)現(xiàn)與他的老師對火星運行軌道的觀測值有8的誤差。正是開普勒對著這8誤差的反復(fù)核算,才使得他發(fā)現(xiàn)了著名的開普勒天文學三大定理。

        我們在嘆服科學家的嚴謹認真、一絲不茍的同時,也號召學生學習這種精神和態(tài)度,用這種理念來指導我們的生活和工作。

        3 結(jié)合中國物理學史進行物理教學,有助于對學生進行愛國主義思想教育

        據(jù)大致的統(tǒng)計,高中教科書中提及的物理史料不算少,但其中涉及的物理學史取材大部分都為外國科學家的歷史事實,而很少提及中國物理學史,使得學生造成一個錯覺就是中國的物理學發(fā)展與國外相比有很大的差距。實際上,我國作為世界四大文明古國之一,物理學在中國有著悠久的歷史。我國的物理學在春秋戰(zhàn)國時期形成,代表人物是墨翟和他的弟子。從秦漢到隋唐是我們古代物理學發(fā)展時期。到宋元時期達到了我國物理學的鼎盛時期,其中代表人物就是沈括。只是后來到了明、清時代,由于閉關(guān)鎖國的消極落后思想,才造成了我國古代物理學逐漸走向衰落,與西方近代物理學相比,處于相對落后的階段。到了近代,我國的物理學又有了新的發(fā)展,涌現(xiàn)了吳有訓、王淦昌、錢學森等在國際上均有一定影響的科學家。

        利用中國物理學史,在輔助教學的同時,可以培養(yǎng)學生的民族自豪感和自信心。

        以北宋科學家沈括的著作《夢溪筆談》為例,《夢溪筆談》一書記載了古代勞動人民在科學技術(shù)方面的卓越貢獻和沈括自己的研究成果,內(nèi)容涉及了天文、歷法、氣象等諸多領(lǐng)域。書中大部分的篇幅是記載自然科學知識,而且不少科技知識都具有極高的價值,在當時世界也是處于領(lǐng)先的地位。如《夢溪筆談》上指出了“方家以磁石磨針鋒,則能指南,然常微偏東,不全南也?!闭f明沈括已經(jīng)在實驗中發(fā)現(xiàn)了磁偏角。西方一般都認為是哥倫布在1492年遠渡大西洋時首先觀測到磁偏角,實際上沈括的發(fā)現(xiàn)要比哥倫布早400多年。

        教師在中學物理的教學過程中,應(yīng)該讓學生對我國的物理學史有一定的認識,使學生了解我們古今科學家在世界物理學史上的貢獻,辯證地看待我國物理學發(fā)展的先進之處和不足。這樣才能讓學生以更正確的態(tài)度,更充分的信心去認識科學,研究科學。

        總之,教師在中學物理教學過程中,應(yīng)該適當?shù)匮a充物理學史,在幫助學生形成知識體系的同時,挖掘物理學史的教育價值。這樣不僅有利于提高學生的科學文化水平,對學生的科學世界觀的形成也有著深遠的影響。

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