溫國(guó)杰

在初中物理課堂教學(xué)中向?qū)W生剖析物理學(xué)史案例，滲透物理學(xué)史能有助于提高學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣，有助于學(xué)生了解物理知識(shí)的發(fā)生發(fā)展過(guò)程和科學(xué)探究的方法，有助于學(xué)生進(jìn)行知識(shí)的構(gòu)建，有助于學(xué)生理解科學(xué)的本質(zhì)，有助于培養(yǎng)學(xué)生的情感、態(tài)度與價(jià)值觀。本人針對(duì)初中生的心智特點(diǎn)，結(jié)合教育學(xué)、心理學(xué)、物理學(xué)史的有關(guān)理論，在課堂教學(xué)中滲透物理學(xué)史，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)方面進(jìn)行了初步的探索。

1. 新授課中穿插史料，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)態(tài)度

在講授新的物理知識(shí)時(shí)，教師可以及時(shí)穿插歷史案例，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生進(jìn)一步加深對(duì)知識(shí)的理解，還可以讓學(xué)生的心靈受到多方面的啟迪。如在講電壓?jiǎn)挝环貢r(shí)，可在課堂教學(xué)中用多媒體課件等形式向?qū)W生講述電池的發(fā)明靈感來(lái)源于青蛙腿的故事，剖析物理學(xué)史上伏特與伽伐尼之爭(zhēng)這個(gè)案例。這個(gè)案例除了具有一定的趣味性外，更重要的是它能向?qū)W生展示幾個(gè)重要的觀點(diǎn)：（1）對(duì)同一現(xiàn)象，不同的人由于自身的知識(shí)背景不同會(huì)有不同的解釋。作為醫(yī)生和動(dòng)物學(xué)家的伽伐尼提出 “動(dòng)物電”，而作為物理學(xué)教授的伏特提出 “金屬電”。（2）實(shí)驗(yàn)是檢驗(yàn)理論是否正確的重要方法。伏特一派能占上風(fēng)是通過(guò)不斷的實(shí)驗(yàn)去證明自己理論的正確，而就是在這個(gè)過(guò)程中獲得了伏特電堆這個(gè)重要的發(fā)明。（3）人類(lèi)的認(rèn)識(shí)是具有局限性的，但也是不斷進(jìn)步的。當(dāng)初處于下風(fēng)，不被大部分物理學(xué)家接納的伽伐尼，其動(dòng)物神經(jīng)中有電源的觀點(diǎn)，以現(xiàn)今人類(lèi)的認(rèn)識(shí)來(lái)看并不是完全錯(cuò)誤。（4）科學(xué)家的人格魅力。伏特雖然在學(xué)術(shù)爭(zhēng)執(zhí)中獲勝，但他也真誠(chéng)地贊揚(yáng)伽伐尼的工作“在物理學(xué)和化學(xué)史上，是足以稱(chēng)得上劃時(shí)代的偉大發(fā)現(xiàn)之一”。為了紀(jì)念伽伐尼，伏特還把伏特電池叫做伽伐尼電池，引出的電流稱(chēng)為伽伐尼電流。在后面學(xué)到電磁感應(yīng)實(shí)驗(yàn)，使用靈敏電流計(jì)G表（galvanometer）的時(shí)候，可與這個(gè)故事呼應(yīng)。

2. 科學(xué)探究中融入史料，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)方法

愛(ài)因斯坦曾說(shuō)：“科學(xué)結(jié)論幾乎是完成的形式出現(xiàn)在讀者面前，讀者體會(huì)不到探索和發(fā)現(xiàn)的喜悅，感覺(jué)不到思想形成的生動(dòng)過(guò)程，也很難達(dá)到清楚地解釋全部情況。”因此把課堂上的科學(xué)探究與物理學(xué)史相融合，更能有助于學(xué)生了解物理知識(shí)的發(fā)生發(fā)展過(guò)程和科學(xué)探究的方法。根據(jù)英國(guó)科學(xué)教育學(xué)者孟克與奧斯本提出的融合模式，我們可把科學(xué)探究分為陳述現(xiàn)象、引出觀念、學(xué)習(xí)歷史、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、總結(jié)與評(píng)價(jià)六個(gè)環(huán)節(jié)。如在講授電流的磁效應(yīng)知識(shí)時(shí)：（1）讓學(xué)生根據(jù)之前學(xué)習(xí)的知識(shí)和觀察到的現(xiàn)象歸納出電和磁的相似點(diǎn)。（2）引出電和磁是否有聯(lián)系的問(wèn)題。（3）向?qū)W生剖析奧斯特實(shí)驗(yàn)這個(gè)物理學(xué)史上的案例。其中包括奧斯特在探索這個(gè)問(wèn)題時(shí)，科學(xué)家們所持的主流觀點(diǎn)和他前期的做法是把導(dǎo)線垂直地放在磁針的上方；他如何一次偶然地他把導(dǎo)線和磁針平行放置；再而他又如何必然地用他物理學(xué)家的頭腦，用科學(xué)的方法去改進(jìn)實(shí)驗(yàn)，最后總結(jié)出電流具有磁效應(yīng)的結(jié)論。（4）讓學(xué)生根據(jù)提出的問(wèn)題和所吸收到的歷史材料結(jié)合現(xiàn)有的器材去設(shè)計(jì)再現(xiàn)奧斯特實(shí)驗(yàn)。（5）讓學(xué)生分組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，觀察并比較導(dǎo)線與磁針垂直放置、平行放置兩種情況下的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，觀察改變電流方向后的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。（6）根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象總結(jié)出電和磁的關(guān)系，然后引導(dǎo)學(xué)生去評(píng)價(jià)奧斯特獲得成功的偶然性和必然性。引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)奧斯特抓住偶然看見(jiàn)的現(xiàn)象后并沒(méi)有立即結(jié)束實(shí)驗(yàn)，而是立刻去改變電流方向再做實(shí)驗(yàn)，之后還在導(dǎo)線和磁針間放置不同介質(zhì)的物體再次進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。物理學(xué)家在科學(xué)探究上會(huì)使用到的如有效控制實(shí)驗(yàn)條件等多種的科學(xué)方法，偶然的背后藏著必然。

3. 知識(shí)歸納時(shí)整合史料，優(yōu)化學(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu)

一個(gè)教學(xué)單元結(jié)束，進(jìn)行知識(shí)歸納時(shí)，如果教師只是將知識(shí)重新列舉一遍，學(xué)生往往會(huì)覺(jué)得失去興趣并且反感。如果這時(shí)我們能結(jié)合物理學(xué)史材料，從歷史的角度去進(jìn)行分析總結(jié)，能大大激發(fā)學(xué)生的興趣，讓學(xué)生構(gòu)建出清晰的知識(shí)脈絡(luò)，并了解科學(xué)技術(shù)對(duì)社會(huì)發(fā)展的影響，從而進(jìn)一步優(yōu)化學(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu)。幫助學(xué)生回顧這段歷史，更可讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)起初幾乎所有的電磁現(xiàn)象研究都是純學(xué)術(shù)性的，一旦出現(xiàn)應(yīng)用的可能性時(shí)，技術(shù)性的研究便蓬勃發(fā)展起來(lái)，產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益，技術(shù)的進(jìn)步反過(guò)來(lái)對(duì)物理的發(fā)展也給予了有效的支持。

責(zé)任編輯 潘孟良