高中物理電磁學深度融合物理學史

黃益輝

摘 要：科學家的深度研究為現如今的美好生活提供了一定的支持，因此應當體會他們所具備的科學精神，并將其滲透到日常生活中。教學的目的是培養對社會有用的人才，因此要注重對個人能力和精神的培養，通過將物理學史與課程教學緊密結合，達成以上目標。重點研究高中物理電磁學深度融合物理學史的基本方式，以期確保在后續的教學中提升學生的個人素養。

關鍵詞：高中物理;電磁學;物理學史;融合

物理學史包含科學家展開研究的整個過程，將其引入實際的教學中能夠解決學生對于定理推導、實驗原理無法深入理解的問題，通過展示物理學家的研究過程，直觀參與到定理的推導環節，有助于突破時間、空間的限制，與科學家對話，從而提升學生的學習興趣。與此同時，任何一項定理的推演過程都十分艱辛，科學家嚴謹、不畏艱難的精神值得學生學習，因此可將物理學史與高中物理教學深度融合，發揮提升學生基本物理素養的作用。

一、課程導入階段

在課程導入階段，教師的行為將直接影響學生對本課的興趣，為此要想激發興趣，應當創設相應的學習情境或引入一些趣味性話題，從而激活學生的內在動力，使其積極參與到后續的教學過程中。而物理學史對于學生來講具有一定的新奇感，教師要重視在課程導入階段對物理學史的融入。為了保證融入的效果，教師需要針對學生的發展情況以及課程基本內容確定課程展開的最終目標，并借助信息技術查閱網上資料對物理學的有關內容加以細化，保證在應用過程中激發學生的興趣[1]。

例如，在開展靜電場和恒定電流的教學活動過程中，其展現了從靜電到動電的轉化過程，通過引入從靜電到動電最終到電流發現的物理學史，可使學生感受到在整個過程中科學家的研究精神，并使學生以積極的態度參與到后續的學習過程。具體的引入方式如下：教師可在課前導入環節，為學生播放意大利生理學家伽伐尼在解剖過程中所發生的趣事，在青蛙的不遠處有一個起電機，此時生理學家用刀觸碰青蛙，觀察到其四肢劇烈痙攣而起，電機也出現火花，隨即更換另一種金屬也會出現同樣的現象。在此種條件下伽伐尼認為產生這一情況的原因是動物電，但在之后一段時間里，伏打對這種觀點并不認同，他覺得是潮濕物體與金屬接觸，兩個物體所帶電荷的種類不同，由此引起的痙攣現象，基于此發明了伏打電堆。此電堆，可提供恒穩的電流。將此物理學史融入具體的教學環境當中，能引發學生對于恒定電流的興趣，從而使他們更好地參與到后續的探究環節當中。

二、思想方法滲透階段

在核心素養的實施背景下，教師應當基于學科特點，向學生傳遞具備學科特征的思想以及思維方式，但傳統模式下采取的灌輸方法并不符合學生思維發展以及能力培養的特征，為此教師應當對現有的方法進行改良，積極引入物理學史的有關內容，從而起到刺激物理探究方法產生的作用[2]。

對于物理這門學科，針對其較為基礎的推理思想，教師可在庫侖定律、電流磁效應以及電流定律的發現過程中引入相應的物理學史，達到滲透類比思想的效果。如在庫侖定律的講解過程中，可為學生播放富蘭克林實驗的視頻，視頻中將軟木球用一根絲線懸掛于帶電金屬桶附近，但并不像富蘭克林做實驗前的預期，沒有觀察到電力所產生的作用，而后普利斯特利就此實驗進行了改良，但發現的結果與初次實驗相同，此時普利斯特利與力學原理中關于牛頓所推出的兩塊物質間的引力以及距離之間的關系所做的實驗進行類比，分析重物之間的電荷引力和其距離之間的關系是否也呈現出反比的特點。但這僅僅是一個大膽的推測，無法將其作為定理應用于實際問題的解決中，經過多年的研究庫侖，最終運用庫侖扭秤將此轉變為定理，并說明所帶電荷量與靜電力之間的關系，為庫侖定律的生成做出了貢獻。通過以上物理學史的引入，引導學生關注在整個過程中所運用的類比思維，可更好地幫助學生感知物理方法。

三、實驗探究階段

實驗活動的開展是保證知識內化以及理論體系形成的必要措施，教師應當重視在實驗開展過程中利用物理學史引導學生對此實驗的本質有所了解，這就要求教師分清引入的階段，基于實驗本質及其重難點部分合理引入相應的實驗案例[3]。

例如，在開展庫侖定律的教學活動當中，學生需要了解庫侖扭秤實驗，此時教師可展示庫侖所給出的扭秤結構，其通過對儀器設備的觀察發現扭秤的高、直徑等數量關系所存在的特點?；诖耍處熆砷_展定量實驗活動，說明在整個實驗中庫侖所應用的方法，結合控制變量以及類比推理等多個物理方法，在開展實驗的過程中加入操作原理，使實驗數據更具有可借鑒的價值。

綜上所述，在高中物理教學中融入物理學史所起到的作用十分明顯，教師應當重視在電磁學中積極與科學家的研究過程和具體背景等相聯系，從其具體的行為中引發學生的思維感知，體會研究的不易，并培養嚴謹的科學精神，從而將其應用于物理問題的解決當中，提升學生的思維能力以及學習水平。

參考文獻：

[1]都鵬程.物理學史與高中物理教學過程的融合研究[D].大連：遼寧師范大學，2020.

[2]許敏萱.核心素養下將物理學史融入高中物理教學的研究[D].大連：遼寧師范大學，2020.

[3]孫軍法.高中力學深度融合物理學史的案例開發[D].廣州：廣州大學，2020.

注：本文系河源市2020年中小學（幼兒園）教學研究課題“高中物理深度融合物理學史的案例開發”（課題編號：hy20074）。