物理學(xué)家的研究思想在高中物理教學(xué)中的顯化

鄧毅

摘 要：在人類的思想發(fā)展過(guò)程中，有十多個(gè)世界著名思想實(shí)驗(yàn)，其中包括社會(huì)學(xué)、倫理學(xué)以及哲學(xué)等，但是在思想實(shí)驗(yàn)當(dāng)中還有“薛定諤的貓”“伽利略的重力實(shí)驗(yàn)”和“愛因斯坦的光線”等，諸如此類的物理實(shí)驗(yàn)。單是針對(duì)某一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)來(lái)說(shuō)的話，看起來(lái)更像是無(wú)法論證的假說(shuō)或者是悖論，但是自該實(shí)驗(yàn)思想提出至今，對(duì)于物理學(xué)的發(fā)展確實(shí)起到了積極的推動(dòng)作用，因此我們需要對(duì)當(dāng)前高中物理教學(xué)有一個(gè)更加客觀的認(rèn)識(shí)與把握。

關(guān)鍵詞：物理學(xué)家;研究思想;高中物理教學(xué);顯化

引言：

物理學(xué)本身就屬于一門綜合性比較強(qiáng)的學(xué)科，它將數(shù)學(xué)、化學(xué)以及物理等理科性學(xué)科融合到一起，它還包含了語(yǔ)文、地理以及歷史等學(xué)科的特點(diǎn)。另外，物理學(xué)本身也屬于一門自然學(xué)科，它利用實(shí)驗(yàn)等教學(xué)方式培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和思考意識(shí)，但是在教學(xué)的過(guò)程中，我們也不得不承認(rèn)高中物理教學(xué)依舊存在很多的不足和弊端。

一、物理學(xué)家的研究思想在物理教學(xué)當(dāng)中的價(jià)值

物理學(xué)家的研究思想都是經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的實(shí)驗(yàn)、演練以及總結(jié)而得出的恒定規(guī)律，其實(shí)也就是我們所說(shuō)的定律。不管是針對(duì)量子力學(xué)還是相對(duì)論，都可以找到一個(gè)側(cè)面來(lái)解釋經(jīng)驗(yàn)物理無(wú)法解釋的物理現(xiàn)象。換言之，愛因斯坦在經(jīng)歷了十年的假設(shè)、試驗(yàn)以及思路，才從狹義相對(duì)論突破到了廣義相對(duì)論的層面上，而提出量子力學(xué)的過(guò)程中更是經(jīng)過(guò)了無(wú)數(shù)的挑戰(zhàn)。所以我們可以認(rèn)為，物理學(xué)家的研究思想無(wú)論是在思想的方法、物理思維的培養(yǎng)還是經(jīng)驗(yàn)物理的教學(xué)當(dāng)中，其教學(xué)價(jià)值都十分重要。因?yàn)椋环矫妫拇嬖谌笔軌蜃屛覀冋莆崭嗾n本之外的未解之謎，進(jìn)而吸引學(xué)生對(duì)于物理學(xué)習(xí)的興趣;另外，當(dāng)代的物理學(xué)研究思想能夠與時(shí)俱進(jìn)，同時(shí)填補(bǔ)了經(jīng)典物理當(dāng)中的不足，進(jìn)而對(duì)于高中物理教學(xué)起到一定的啟示作用。

二、高中物理教學(xué)中存在的問題

（一）注重結(jié)果，忽視過(guò)程

在教學(xué)過(guò)程中對(duì)于結(jié)果過(guò)分的強(qiáng)調(diào)，因此忽視了對(duì)于定律、定理以及概念的形成進(jìn)行講解，進(jìn)而導(dǎo)致學(xué)生對(duì)于背景知識(shí)的掌握少之又少。比如學(xué)習(xí)萬(wàn)有引力定律時(shí)，只是通過(guò)牛頓發(fā)現(xiàn)蘋果落地的自然現(xiàn)象進(jìn)而得出萬(wàn)有引力定律，其實(shí)事實(shí)并不是如此簡(jiǎn)單，牛頓得出萬(wàn)有引力定律是經(jīng)過(guò)很強(qiáng)的推理才得出的結(jié)論。這樣的教育方式會(huì)導(dǎo)致學(xué)生對(duì)于物理學(xué)缺乏深刻的認(rèn)識(shí)。

（二）教學(xué)過(guò)程中單純地重視習(xí)題訓(xùn)練和分?jǐn)?shù)排名

我國(guó)傳統(tǒng)的人才培養(yǎng)和選拔制度導(dǎo)致教學(xué)過(guò)程中，很難在短時(shí)間內(nèi)改變應(yīng)試教育的思維模式。從某種角度上來(lái)分析，也正是這種過(guò)于重視習(xí)題訓(xùn)練和分?jǐn)?shù)的教學(xué)思想，導(dǎo)致教學(xué)過(guò)程中我們忽視對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰蛣?dòng)手能力的培養(yǎng)。如果加強(qiáng)對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)教育，缺少了習(xí)題演練，進(jìn)而導(dǎo)致習(xí)題的熟練度下降，那么高考時(shí)學(xué)生的物理成績(jī)必然不會(huì)很理想。

三、關(guān)于物理學(xué)家的主要研究思想概述

（一）相對(duì)論思想

愛因斯坦于1905年提出了狹義相對(duì)論，又在1916年提出了廣義相對(duì)論。狹義相對(duì)論的提出動(dòng)搖了牛頓生前提出的絕對(duì)時(shí)空觀，在相對(duì)論基礎(chǔ)上提出的相對(duì)力學(xué)，有效地揭示出物質(zhì)和運(yùn)動(dòng)的內(nèi)在統(tǒng)一以及質(zhì)量與能量之間的等效性。而在廣義相對(duì)論當(dāng)中，愛因斯坦又對(duì)物質(zhì)、運(yùn)動(dòng)、時(shí)間以及空間等四維之間的聯(lián)系下進(jìn)行了解釋，進(jìn)而改變?nèi)藗儗?duì)于物理的研究視角。

（二）量子力學(xué)思想

海森堡的“測(cè)不準(zhǔn)”原理是量子力學(xué)的核心思想，這成為近代物理一直爭(zhēng)論的話題。在量子物理的機(jī)械因果也會(huì)出現(xiàn)不確定性。力學(xué)思想當(dāng)中測(cè)量是重點(diǎn)，但是因?yàn)槲恢门c動(dòng)能無(wú)法進(jìn)行同時(shí)測(cè)量，所以經(jīng)典物理的機(jī)械因果決定論也就存在不確定性。

四、研究思想在高中物理教學(xué)中的顯化

高中物理教學(xué)的目的就是通過(guò)學(xué)習(xí)物理學(xué)家的研究思想，將物理原來(lái)的運(yùn)行定律還原，進(jìn)而講述該定律形成的過(guò)程，同時(shí)幫助學(xué)生理解并掌握這些研究思想。比如，高中物理學(xué)習(xí)階段我們把力定義為是物體之間的相互作用，其實(shí)這一點(diǎn)我們很容易理解。在講解完力的概念之后，重力又成為我們需要論述的對(duì)象，進(jìn)而幫助學(xué)生更好地理解這一概念。從某一層面上來(lái)說(shuō)，重力在我們的日常生活中隨處可見，但是卻不容易被察覺，更不容易形象化地展現(xiàn)出來(lái)。而摩擦力、彈力以及阻力能具象化地體現(xiàn)出來(lái)。在量子力學(xué)理論當(dāng)中，所有接觸力的本職都是因?yàn)殡姶胖g的相互作用，這一理論和教材當(dāng)中宏觀物體之間的相互作用不一致。其實(shí)，在物理教材當(dāng)中我們對(duì)于電磁的學(xué)習(xí)和講解沒有深入到“力”的層面，也沒有進(jìn)行外延，因此導(dǎo)致學(xué)生對(duì)于概念的掌握出現(xiàn)分歧和不理解。在此基礎(chǔ)上，我們?cè)诟咧形锢斫虒W(xué)當(dāng)中，把量子力學(xué)的研究思想滲透其中，加深學(xué)生對(duì)于磁場(chǎng)以及粒子等概念的把握和理解。

五、總結(jié)

物理實(shí)驗(yàn)當(dāng)中蘊(yùn)藏了很多物理學(xué)家們的研究思想需要我們?nèi)ネ诰颍窃诟咧姓n堂上不是所有的原始材料都能夠體現(xiàn)出來(lái)，因此教師就需要篩選有價(jià)值的信息傳授給學(xué)生。因此教學(xué)改革的主要任務(wù)就是培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力，盡可能地讓學(xué)生對(duì)物理概念、定律以及理論進(jìn)行深入的掌握，進(jìn)而讓學(xué)生領(lǐng)會(huì)到物理學(xué)家研究思想產(chǎn)生的過(guò)程和用到的實(shí)驗(yàn)方式。

參考文獻(xiàn)：

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