黃瑞銓
摘 要:對物理學史教學認識存在誤區(qū),我們應該重新審視其教育功能。本文介紹了在應用過程中易被人忽略的幾點。
關鍵詞:歷史背景;教條說教;思維過程;合理引用
物理學史是物理學的重要分支之一,在以往的中學教材中,一般作為課外閱讀材料出現(xiàn),其作用定位于“提高學生學習興趣,擴大學生知識面”,在中學教學中處于可有可無地位。新的教學理念給中學物理教學打開了廣闊的天空,新高考要求在教學中提高全體學生的科學素養(yǎng),當我們從新的教學理念開始重新審視物理學史時,發(fā)現(xiàn)它竟然是一座具有豐富教育功能的知識寶庫。物理學史是一部人類認識和改造自然的發(fā)展史,展示了物理學概念、規(guī)律及理論形成的來龍去脈,深刻揭示了物理研究方法;物理學史還是一部哲學史,物理學在崇拜、懷疑、批判前人中發(fā)展,在不同理論間的紛爭、沖突中進化,它能促進學生建立正確的人生觀,養(yǎng)成實事求是的科學態(tài)度;物理學史還是一部人文史,物理學家們在探索宇宙真理的過程中,不畏權威、勇于斗爭,為后人樹立了一座座道德豐碑……
利用物理學史進行教學在國外已經(jīng)是較成熟的教學手段,而在我國開展研究的時間還不久,在教學過程中還不能充分發(fā)揮其作用,主要表現(xiàn)在引用方法層次較低,停留在“講故事”的水平;對物理學史資源的作用認識不足,僅僅局限在“課堂氣氛活躍”層面上,因而介紹物理學史時,熱衷介紹物理學中的趣人趣事,如法拉第是“偶然”觀測到感應電流的,盧瑟福是“偶然”發(fā)現(xiàn)“α粒子大角度散射”的。如何用好物理學史,挖掘其教育功能,是擺在每一位教師面前的新課題,下面筆者談談幾點自己在教學中的體會。
1 要還原當時歷史背景
中學物理教育界一度出現(xiàn)要給亞里土多德平反的聲音,因為在我們的學生眼中,亞里士多德是錯誤和幼稚的代名詞,他觀點是給后來的科學家來批判用的。之所以會出現(xiàn)這種現(xiàn)象,其原因是因為我們在介紹亞里土多德的觀點時,沒有結合當時的歷史背景,沒有指出其觀點相對當時柏拉圖的唯心主義進步的一面,沒有指出物理學總是在螺旋式的發(fā)展。我們的學生按照今天的觀點去認識亞里土多德的觀點,自然會出現(xiàn)這種現(xiàn)象。
我們所學的物理學,是人類幾千年艱苦探索的結晶,我們按系統(tǒng)和嚴密的方法進行學習,這使得我們無論進行怎樣的探究,其困難都要遠小于科學家當時的情況例如,在研究電磁感應過程中,我們是先學習了磁場、磁感線和磁通量幾個概念,再進行磁生電規(guī)律的探究,正是因為具備了這些基本概念,才使我們能在幾節(jié)課的時間內就完成磁生電的研究。而法拉第在研究電磁感應時,不僅要面對儀器的簡陋和粗糙,更要面對混亂的基本概念,法拉第正是憑著對“自然力統(tǒng)一”的堅定信念,才能十年如一日的堅持研究,逐漸把握了電磁感應的內在本質,建立了磁感線、電場線的概念,為電與磁的統(tǒng)一奠定了基礎。
由此可見,還原歷史背景,讓學生和科學同呼吸、共困惑,與科學家一起經(jīng)歷其思維過程,學生就不會認為科學研究很簡單,才能體會科學家的信念和世界觀對物理研究的指導作用,感受科學家的嚴謹?shù)膽B(tài)度和光輝的思想,完成三維目標的實現(xiàn)。
2 避免教條式的說教
物理學史引入到我們教學中,其功能之一就是其德育功能。通過科學家對真理的追求,為學生樹立正確的榜樣,激發(fā)他們探索未知世界的志趣,形成正確的人生觀。但在聽課過程中,常??吹接行┙處煵]有將物理學史滲入教學中,只是在規(guī)律得出后,教條地用“這個規(guī)律是某某科學家經(jīng)過多年的探索發(fā)現(xiàn)的,我們要學習他不畏艱辛追求科學真理的精神”之類的話來進行教育,這是“喊口號、貼(道德)標簽”,其結果是在學生面前樹立一個權威,讓學生感到科學家是遙不可及的“神”,失去對科學進行探究的欲望。
物理學史和其它教育手段一樣,都要講究其教育的方法,不能機械式的說教,科學家首先是一個人,有其喜怒哀樂,在研究過程中遇到困難時,也有迷惑和彷徨,但當我們感受到科學家經(jīng)歷的困惑時,不會降低科學家的威望,而是拉近我們與科學家的距離,更好地理解科學家的精神。亞里士多德做為柏拉圖的學生,卻尖銳批判其老師的唯心主義學說,當我們聽到他深情地說:“吾愛吾師,吾更愛真理”時,我們不禁黯然淚下;開普勒發(fā)現(xiàn)行星運動的三大定律時,欣喜若狂,他說到“以我一生最好的時光追尋那個目標……書已經(jīng)寫成了?,F(xiàn)代人讀或后代讀都無關緊要,也許要等一百年才有一個讀者”我們只有了解他研究過程中的曲折和困惑,才能體會到他的心情。在科學家人格魅力下,學生自然會進行情感的升華,樹立科學探索的志向。
3 側重介紹物理學家的思維過程
相對舊教材,新教材明顯增大了物理學史的地位和份量,如在《萬有引力定律》中,開普勒對行星運動的研究,從原來的閱讀材料變?yōu)榻滩恼x內容。但是由于篇幅和其它原因,教材不可能對每一部分的物理學史部份都詳細介紹,引入物理學史的方法也一般限于比較簡單,通常采用的模式是:
舊理論的困難——新假說的提出——新假說的驗證
而對其中而對科學家的思維過程這些關鍵的環(huán)節(jié),沒有詳細地分析,只是一筆帶過。典型的如《光電效應》,課本只介紹了在光電效應現(xiàn)象中,經(jīng)典電磁學遇到了困難,愛因斯坦受量子說啟發(fā),提出了光子說解決了這個問題;是什么原因使愛因斯坦提出光子說,他是如何思考的,期間是否遇到過什么困難,他是如何克服的,教材均沒有介紹。所以老師必須熟讀這部份歷史,站在更高的高度把握這段歷史,才能針對學生的學情,將物理學史合理地應用在我們的物理教學中,如果我們都只是按教材的高度進行介紹,就會限于“講故事”的水平,無法真正感受科學家所經(jīng)歷的艱辛和他們思維的火花,其教育功能就要大打折扣。
《物理學史》是筆者床頭常備書之一,閑來無事就拿來翻翻,每讀一次,筆者都會有新的體會。物理學史熟讀在心,課堂上就可以信手拈來,“潤物細無聲”地滲于物理課堂教學中。
4 合理地引用物理學史
利物理學史的教育功能進行教學,得到了中學物理教學界越來越多人的重視,但不是說課堂中介紹越多物理學越好,有的教師在每堂課都要插入大段的物理學史用物理學史進行教學,常常造成教學時間不夠,完不成教學任務,這是從一個極端走向另外一個極端。其原因仍然是對物理學史的功能模糊不清。
筆者聽過多堂《自由落體》的公開課,對于古人對自由落體的研究這一段物理學史,各位教師處理方法相差迥異。有的教師完全采用實驗探究方式,通過實驗、閃光照片、數(shù)據(jù)分析等環(huán)節(jié)得出結論,只將物理學史作為課外作業(yè)讓學生自行閱讀;有的教師則充分利用物理學史,采用“歷史探究”的方式,收集了大量相關資料,還原當時歷史背景,重現(xiàn)歷伽俐略的探究過程;更多的教師是將兩者進行結合,既采用現(xiàn)代實驗方法研究,也部份介紹伽俐略的探究過程。每一種處理方法,都有很成功的作品,展示了不同教師的教學特色。
由此可見,利用物理學史進行教學,是一種新的教學模式,是物理教學方法多樣性表現(xiàn)之一,同眾多其它教學方法一樣,要結合不同教材的特點,結合自己的教學風格,有選擇、有目的的采用,切不可只圖物理學史教學之名而引入物理學史。一個教師,首先要熟練掌握各種教學方法,在此基礎上,又對其中一種教學方法特別有研究體會,能在教學中融入不同的教學方法,又側重其中一教學方法,那么,教師就形成了自己的教學特色。
參考文獻
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