物理學(xué)史在高中物理教學(xué)中的運(yùn)用

劉偉

【摘要】在高中物理教學(xué)中，通過引入物理學(xué)史能有效地強(qiáng)化學(xué)生的概念和思維能力，使其能夠充分地體驗(yàn)物理學(xué)科的趣味性并進(jìn)一步強(qiáng)化學(xué)習(xí)水平，鑒于此，本文主要針對物理學(xué)史在高中物理教學(xué)中的運(yùn)用進(jìn)行相關(guān)解析，以期進(jìn)一步促進(jìn)高中物理教學(xué)水平的提升，僅供參考.

【關(guān)鍵詞】物理學(xué)史;高中物理;高中教學(xué)

近年來越來越強(qiáng)調(diào)素質(zhì)教育的重要性，因此在物理實(shí)際教學(xué)過程當(dāng)中應(yīng)該更加注重學(xué)科本身的發(fā)展，以此實(shí)現(xiàn)學(xué)生對于學(xué)科的充分認(rèn)知，而不是讓學(xué)生局限于對知識(shí)的理解和掌握.為此，應(yīng)該通過這種物理學(xué)史的融入來強(qiáng)化物理學(xué)科的教學(xué)價(jià)值，實(shí)現(xiàn)邏輯與歷史的辯證統(tǒng)一.

1 物理學(xué)史在高中物理教學(xué)中運(yùn)用的價(jià)值

1.1 強(qiáng)化學(xué)生的綜合素質(zhì)

在學(xué)習(xí)過程當(dāng)中越來越強(qiáng)調(diào)素質(zhì)和創(chuàng)新理念價(jià)值，因此，要讓學(xué)生在學(xué)習(xí)過程當(dāng)中不僅能夠解決當(dāng)下問題，還能通過舉一反三深入挖掘問題中的新看法和新見解.在學(xué)習(xí)過程當(dāng)中，如果想實(shí)現(xiàn)全面發(fā)展，就需要兼顧非邏輯和非理性等多方面的素質(zhì)，因此，讓學(xué)生通過這種物理學(xué)史料的融入來講清問題的來龍去脈，不斷接受這種非邏輯思維的發(fā)展避免形成固定化的思維.

1.2 強(qiáng)化學(xué)生的價(jià)值觀和情感

通過引入物理學(xué)史，一方面能夠讓學(xué)生充分地產(chǎn)生對物理學(xué)習(xí)的興趣和熱情，使其能夠認(rèn)識(shí)到該學(xué)科的趣味性，并且有效地帶動(dòng)學(xué)生求知的欲望以及提升課堂教學(xué)效率.

例如 在學(xué)習(xí)“庫侖定律”和“萬有引力”這些內(nèi)容時(shí)，就可以將科學(xué)家的背后小故事給予有效的融入，將生活、物理和自然緊密聯(lián)系使課堂也變得更加有趣味性，學(xué)生能夠有更多的參與熱情和想象的空間.物理學(xué)史的引入能讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到探知科學(xué)的過程中也會(huì)遇到成功或失敗，快樂和煩惱，實(shí)現(xiàn)了深層次強(qiáng)化學(xué)生對于知識(shí)的探索欲望和堅(jiān)持不懈的精神.同時(shí)，還能強(qiáng)化學(xué)生的科學(xué)精神和科學(xué)態(tài)度，通過在物理教學(xué)中為其融入物理學(xué)史.

例如 鄧稼先為了我國原子彈科研工作，在實(shí)驗(yàn)失敗時(shí)冒著被輻射的危險(xiǎn)且在只是做了簡單防護(hù)措施的情況下，就去親手抱起原子彈的碎片獲得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，以至于后期他體內(nèi)形成了多種癌細(xì)胞，失去了寶貴的生命.居里夫人不顧放射性毒素的傷害，對鐳進(jìn)行了提煉和研究.通過融入這些史料故事，讓學(xué)生們知道科學(xué)家們所有的成功都不是一蹴而就的，都是需要通過反復(fù)的取值和變化來不斷的實(shí)現(xiàn)對于事物的認(rèn)知的，進(jìn)一步強(qiáng)化學(xué)生的科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神，同時(shí)還能夠培養(yǎng)學(xué)生辯證唯物主義思想，在物理學(xué)當(dāng)中我們也可以充分的將這些哲學(xué)思想融入其中.

例如牛頓的《哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》是一部經(jīng)典巨著，其中提到很多物理的新發(fā)現(xiàn)和哲學(xué)思潮都會(huì)產(chǎn)生更多的羈絆和聯(lián)系，因此在學(xué)習(xí)物理學(xué)時(shí)不僅要學(xué)習(xí)物理學(xué)知識(shí)的本身，還要能夠通過該問題去折射到社會(huì)的各方面并與其進(jìn)行系統(tǒng)性的串聯(lián)，從而加深對相關(guān)知識(shí)的理解，在學(xué)習(xí)中教師通過生動(dòng)形象有感染力的敘述，將歷史與辯證唯物主義思想給予進(jìn)一步的融合，從而實(shí)現(xiàn)對于相關(guān)問題的論證，有助于學(xué)生形成更好的修養(yǎng).

1.3 有利于學(xué)生形成科學(xué)的思維和方法

物理學(xué)史的教學(xué)是對學(xué)生思維訓(xùn)練的有效路徑.例如，在學(xué)習(xí)牛頓通過蘋果落到地面而引發(fā)思考時(shí)，可以引申到月球圍繞地球運(yùn)動(dòng)等物體與物體之間的聯(lián)系，從而學(xué)習(xí)和引出了萬有引力定律.這些故事的引入能讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到科學(xué)家思維經(jīng)驗(yàn)的理解和延伸的角度，通過這些物理學(xué)史的引入，讓學(xué)生對于理想模型法、微元法、邏輯推理法、假設(shè)法和控制變量法等諸多學(xué)習(xí)方法有更為深入的了解，充分地識(shí)別了科學(xué)家在探究和解決問題的整個(gè)過程，了解了每個(gè)方法的使用具體應(yīng)用.

2 當(dāng)前高中物理教學(xué)中應(yīng)用物理學(xué)史的現(xiàn)狀及其存在的主要問題

2.1 物理學(xué)史呈現(xiàn)方式比較淺顯

在教材中會(huì)呈現(xiàn)很多物理學(xué)史，其主要是以一種科學(xué)成果的方式來呈現(xiàn)，這僅僅是對結(jié)果給予展示而并不能充分地揭露物理學(xué)史背后所隱藏的教育價(jià)值和重要意義，當(dāng)然這也主要是由于教材的篇幅受到限制而無法將整個(gè)物理學(xué)史給予有效的延伸.

2.2 物理學(xué)史的教學(xué)方法比較局限

很多教師依舊采取講授的方法教學(xué)，然而，物理學(xué)史本身是一種實(shí)踐的學(xué)科，是在人們不斷的體驗(yàn)中去發(fā)展的學(xué)科.因此，僅僅通過講授法已無法滿足學(xué)生對于物理的學(xué)習(xí)需求，而且也很容易使得物理學(xué)習(xí)變得比較單一和局限.

2.3 學(xué)生對于物理學(xué)史的認(rèn)知比較片面

很多學(xué)生在學(xué)習(xí)過程當(dāng)中，對于物理學(xué)史的學(xué)習(xí)都是在課下進(jìn)行趣味性閱讀，不注重對于教育價(jià)值的體會(huì)，而且在教學(xué)過程當(dāng)中，高中階段時(shí)間緊迫，學(xué)生在學(xué)習(xí)時(shí)也沒有過多時(shí)間去學(xué)物理學(xué)史，學(xué)生對于物理學(xué)史也很容易產(chǎn)生誤解，進(jìn)而只是對于物理學(xué)史有片面的認(rèn)知.

3 物理學(xué)史在高中物理教學(xué)中的應(yīng)用策略

3.1 對物理學(xué)史的資源進(jìn)行充分的整合

物理學(xué)史蘊(yùn)藏著豐富的精神財(cái)富，因此教科書是物理學(xué)史的主要來源.然而，由于篇幅有限并不能將整個(gè)物理學(xué)史的發(fā)展過程及優(yōu)缺點(diǎn)呈現(xiàn)，教師應(yīng)該系統(tǒng)性地將物理學(xué)史的資源整合，使教育結(jié)果更加多樣化.

例如 在物理學(xué)習(xí)當(dāng)中，實(shí)驗(yàn)、概念和規(guī)律是重要的三大領(lǐng)域，因此在歷史長河之中，如何將這些內(nèi)容有效地通過文本、多媒體、物理實(shí)驗(yàn)等諸多方面來展現(xiàn).

首先，文本性資料是針對物理學(xué)史的文字?jǐn)⑹霾糠?，在高中物理教學(xué)過程當(dāng)中，通過物理知識(shí)發(fā)生的背景和當(dāng)時(shí)的科學(xué)水平以及事物本質(zhì)等角度來對物理學(xué)史知識(shí)進(jìn)行引導(dǎo)是非常有助于資源收集的.

例如 在學(xué)習(xí)伽利略之前還沒建立起速度的明確含義，沒有秒表等精準(zhǔn)的工具等，為了對自由落體進(jìn)行研究，伽利略開拓性地進(jìn)行了斜面實(shí)驗(yàn)，來進(jìn)一步對沖重力對落體運(yùn)動(dòng)的影響以及速度隨時(shí)間變化的規(guī)律等問題進(jìn)行研究，最后在一次次的挑戰(zhàn)之中獲得成功.

很多物理學(xué)知識(shí)也是在不斷發(fā)生變化的，因此在這個(gè)過程中教師也可以針對電磁感應(yīng)的發(fā)展過程，通過奧斯特、安培、克拉頓和法拉第等人在發(fā)展過程中所作出的不同貢獻(xiàn)和變化來進(jìn)行文本資料的積累.

其次是通過多媒體資源進(jìn)行整合，物理學(xué)史有很多資料也可以借助音頻、視頻、模型和動(dòng)畫進(jìn)行展示，通過多種感官的刺激更有助于學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的激活，還能夠?qū)崿F(xiàn)對相關(guān)內(nèi)容的補(bǔ)充.

例如在學(xué)習(xí)“波粒二象性”的發(fā)展過程中就會(huì)出現(xiàn)很多科學(xué)家的名字，而學(xué)生常常對他們并沒有充分的認(rèn)知，可以通過向?qū)W生展示第五次索爾維會(huì)議的合影照片來進(jìn)一步地介紹這些人物，讓整個(gè)物理內(nèi)容更加豐富，更加飽滿.

除此之外，針對于實(shí)驗(yàn)類的物理學(xué)史資料，也就是說在講解物理學(xué)史中針對實(shí)驗(yàn)的科學(xué)背景、發(fā)展現(xiàn)狀以及實(shí)驗(yàn)相關(guān)學(xué)家的簡介和社會(huì)反響等也都可以進(jìn)行講解.

例如針對于“泊松亮斑”的案例或者是“法拉第電磁感應(yīng)定律”等，這些都不是簡單歸納總結(jié)的，而是在發(fā)展史的過程當(dāng)中經(jīng)過了著名的論戰(zhàn)，從而在一步步的資料積累和實(shí)驗(yàn)過程中讓學(xué)生強(qiáng)化其自身嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度.

3.2 有的放矢地凸顯物理學(xué)史的教育價(jià)值

物理學(xué)史的教學(xué)并不僅僅是激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)意識(shí)和學(xué)習(xí)興趣，而是要從多方面來培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)，從國家、社會(huì)和公民三個(gè)角度去進(jìn)一步讓學(xué)生感受到物理學(xué)史的教育功能，老師應(yīng)該從多個(gè)環(huán)節(jié)去應(yīng)用物理學(xué)史.

首先，針對于課堂導(dǎo)入環(huán)節(jié)教師就可以利用物理學(xué)史來創(chuàng)造相應(yīng)的情境來激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣.

例如 在學(xué)習(xí)“黑體輻射”概念時(shí)，如果是直接去講黑體的概念，學(xué)生就很容易由于缺乏感情認(rèn)知而無法充分對問題進(jìn)行理解，此時(shí)教師就可以讓學(xué)生去了解在當(dāng)時(shí)的社會(huì)以及工業(yè)發(fā)展背景下對輻射的研究，來進(jìn)一步引入黑體及黑體腐蝕的概念，有助于學(xué)生在基于一定的背景知識(shí)下實(shí)現(xiàn)對于事物的感性認(rèn)知，更容易接受相應(yīng)的黑體和黑體輻射的概念.

其次，在教學(xué)過程當(dāng)中，教師可以將物理學(xué)史作為相關(guān)知識(shí)的補(bǔ)充，學(xué)生在有限的時(shí)間之內(nèi)學(xué)習(xí)知識(shí)并實(shí)現(xiàn)對于知識(shí)的系統(tǒng)性掌握還是比較有局限性的.為此，應(yīng)在較短的時(shí)間內(nèi)豐富學(xué)生對于問題的認(rèn)知，延伸學(xué)生對于知識(shí)的廣度和深度.

例如 在講“能量守恒”時(shí)，教師就會(huì)帶領(lǐng)學(xué)生回歸到伽利略斜面實(shí)驗(yàn)中，從能量的角度去幫助學(xué)生重新認(rèn)識(shí)能量守恒，從運(yùn)動(dòng)學(xué)和能量等方面進(jìn)一步加深學(xué)生對于能量守恒定律的理解.其實(shí)在實(shí)驗(yàn)過程當(dāng)中也可以對學(xué)生進(jìn)行科學(xué)探究.

例如 在學(xué)習(xí)“磁生電”這一實(shí)驗(yàn)過程當(dāng)中，教師可以讓學(xué)生介紹“法拉第研究的磁生電”的過程，讓學(xué)生了解其中產(chǎn)生的條件并借助相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)來對整個(gè)電磁感應(yīng)過程給予再現(xiàn)，有效地實(shí)現(xiàn)對于相關(guān)知識(shí)的主動(dòng)探究.

3.3 及時(shí)反思促進(jìn)物理學(xué)史的應(yīng)用方法

教學(xué)模式和教學(xué)方法終究是為了服務(wù)教學(xué)目的，因此在實(shí)踐的過程當(dāng)中教師要及時(shí)地理清其所講內(nèi)容與教學(xué)目標(biāo)之間的偏差問題，通過不斷地理清教學(xué)邏輯對教學(xué)模式給予優(yōu)化.

首先，教師在教學(xué)過程當(dāng)中，可以讓學(xué)生在上課之前以體驗(yàn)的方式去感受物理學(xué)史的形成.

例如 教師可以帶學(xué)生去參觀科技館，通過觀察體驗(yàn)實(shí)現(xiàn)對于物理現(xiàn)象的感知，將生活與科學(xué)有效的聯(lián)系來激發(fā)學(xué)生的求知欲望.物理學(xué)史內(nèi)容非常豐富，但是高中課程比較緊湊，為此，教師在課堂上不能用過多的時(shí)間去對于物理學(xué)史相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行講解，只能讓學(xué)生通過課余時(shí)間進(jìn)一步消化和吸收.為此，教師可以和語文老師聯(lián)合進(jìn)行與重大史實(shí)相關(guān)的作文比賽以及物理學(xué)史知識(shí)的搶答等，通過學(xué)科之間的系統(tǒng)串聯(lián)來培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì).

其次，在空間上教師也要注重物理學(xué)史相關(guān)教學(xué)內(nèi)容多元化的發(fā)展，不僅可以在線下呈現(xiàn)還可以在線上以多媒體的方式來呈現(xiàn).

例如 可以通過微課的形式來對于物理知識(shí)進(jìn)行介紹，通過簡潔凝練和短時(shí)的方式來加強(qiáng)學(xué)生對相關(guān)物理學(xué)史的記憶和資源拓展.與此同時(shí)，也可以借助微課從多方面來對其內(nèi)容進(jìn)行演繹，讓學(xué)生對于物理學(xué)知識(shí)有更加充分的了解，感受到物理學(xué)的魅力并激發(fā)學(xué)生的情感共鳴.

4 結(jié)語

綜上所述，物理學(xué)史在高中物理教學(xué)中具有重要的應(yīng)用價(jià)值，能夠強(qiáng)化學(xué)生的核心素養(yǎng)、價(jià)值觀和情感以及科學(xué)的思維和方法，我們應(yīng)該對此給予足夠重視.為此，應(yīng)該結(jié)合在教學(xué)中的不足對其給予積極的完善和優(yōu)化，提升教學(xué)效果和質(zhì)量，為學(xué)生后期的學(xué)習(xí)和成長奠定更為堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ).

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