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物理学史在物理教学中的作用

发布时间:2021-07-20 08:41:24 浏览数:

经过十年的教学实践,在教学中还有许多的东西值得自己学习,自己也在不断地探索着怎样把物理学的思想展现给学生,让学生在物理学的海洋中获取一定的营养,以及培养他们对科学的兴趣,为他们以后能进一步学习打下基础.物理学的伟大发现都离不开科学家的努力与奉献,为科学而奋斗的精神值得我们去学习.然而,许多的学生总是认为物理的学习很难,其中有大部分认为,难从做题中反映出来.物理学的学习局限与在做题上,而没有发现物理的科学之美,渐渐地失去了对物理的兴趣.兴趣是最好的老师,许多的物理学家都是对物理有特别的爱好,最终走上科学的道路.如果对物理学不感兴趣,物理学是很难学好的.作为物理教师,要让学生对物理有兴趣,就需要采取一点办法,如果一味地让学生沉浸在计算、公式之中,物理的教学就没有很大的意义.物理学是有思想的,要让学生深刻地体会到物理学的思想,物理学所蕴含的科学之美.

结合自己的教学经历,我喜欢把物理学史穿插在物理的教学之中,物理学史可以给教学带来许多的好处,学生也对物理有了兴趣.新课程改革赋予物理学史很多教育功能,可以说,在课堂上引入物理学史,有利于物理课程的三维目标,即知识与技能,过程与方法,态度、情感和价值观的达成,有利于学生综合素质的提高,下面结合自己的教学经历浅谈物理学史在物理教学中的作用.

一、引入物理学史的内容,可以发展学生的兴趣,激发其继续学习物理的欲望

爱因斯坦有句名言:“兴趣是最好的的老师.”古今中外,凡有成绩者无不对自己所从事的事业有着浓厚的兴趣,兴趣推动着他们孜孜不倦地追求而取得成功.学生只有对学习感兴趣,才能把心理活动指向和集中在学习对象上,使感知活跃,注意力集中,观察敏锐,记忆持久而准确,思维敏锐而丰富,激发和强化学习的内在动力,从而调动学习的积极性.

物理学史是一幅理论与实验交叉,失败与成功并存,逻辑与非逻辑思维并用的丰富多彩的画面,是一部跌宕起伏,曲折前进的英雄乐章,物理学家的生平事迹,高尚的情操,成功与挫折,智慧与幽默,分歧与争论,物理学思想与方法的演变,物理学发展跳动的脉搏,都可以调动学生的情绪,唤起他们强烈的好奇心和奋发向上的激情,引起浓厚的兴趣和积极的思考.物理学史中有大量物理学家自我实现的事例,通过介绍这些事例,可以创设使学生分享科学家“自我实现”的情境,激发学生“自我实现”的主观愿望,潜移默化地使学生的学习动力得到了加强.比如法拉第利用十年的时间研究电与磁的关系,为了实现自己的科学梦想,坚持不懈的探索着.当英国皇家学会要给他最高的荣誉时,他拒绝了,他的研究是为了科学,而不是为了个人的荣誉.当税务人员问他发现的磁能生电这个有什么用时,他说这个过不了多久你们就可以向它收税了.

二、引入物理学史的内容,有利于促进学生对物理学规律的理解,提高问题解决的能力

物理教科书的知识呈现方式往往是比较简明的,物理知识好像就是概念、定律、数学公式的集合.学生掌握物理知识不是通过阅读物理学史,而是记住一大堆陌生的符号、公式、定律,然后就是利用公式去计算题目.但是,学生真正地理解了这些知识了吗,教学实践中许多生动的例子给予了否定的回答,光记住一些物理概念,定律和公式,并不表示真正理解了物理学.

比如学习力的概念时,如果只是一味地先去给力下个定义,然后就告诉它的规律,之后就是大量的练习,这样讲力的概念学生是知道了,也会解题了,可是这样做失去了一次很好地培养学生发现问题能力的机会,在学生的头脑中只有那概念.如果通过从《墨经》到亚里士多德的直观认识再到牛顿在总结了伽里略、笛卡儿等人的研究成果后透过现象看本质的客观分析,在回顾力的研究中,使学生头脑中的观念不知不觉地发生改变,从而纠正原有思维中的错误.这比直接从现象和概念出发不但要生动得多,而且印象也会更深刻,极少犯跟亚里士多德一样的错误.又如关于浮力、密度概念,在教学中可渗透阿基米德的趣事.又比如,“质点”虽然是一个简单的理想化模型,但这个模型的建立能够帮助学生从众多现象看到事物的本质,帮助学生提高解决问题的能力.

三、引入物理学史的内容,有利于提高学生科学素养和人文素养

科学文化是求真求实,人文文化是求善求美,在新课程理念中就提到,物理教学应该展现科学的人文价值,物理学史就是一部完整的物理学家奋斗史,通过学习使学生理解像居里夫人的祖国情怀,体会到科学家与他人合作的重要性,体会到在科学研究中兴趣,让学生深刻地知道科学是需要我们的共同努力才可以完成.物理教学中,使学生正确认识物理学的进步对人类社会发展的重大作用,从而激发起对物理学的兴奋感情,树立顽强学习刻苦钻研物理知识的决心.比如在学习万有引力定律的过程中,从哥白尼对天体运动的描述到第谷对天体28年的观察发现,再到开普勒的精心研究,再到牛顿对天体运动规律的总结,回顾的过程中学生深刻地体会到科学精神.又如英国人瓦特在已有蒸汽机的基础上,发明了高效能蒸汽机使当时的工业得到了迅猛发展,引起了工程技术上的全面改革,科学技术尤其是物理扮演了举足轻重的角色,促成了社会生产力的巨大进步,第一次凸显了科学技术的生产力功能,并在科学上促进了热力学理论的建立.从18世纪末到19世纪,为提高蒸汽机和金属冶炼的热效率,为解决工业、交通和军事上的若干技术问题,又有力地推动了物理学的研究:拉格朗日的《分析力学》出版,仑福特提出热的运动说,卡诺设计了理想热机并提出卡诺定理,迈耳、焦耳和赫姆霍兹等提出能量守恒定律,W·汤姆生创立热力学温标,提出绝对零度是温度下限的论点,克劳修斯和W·汤姆生提出热力学第二定律.对统计物理作出重大贡献的有麦克斯韦,吉布斯和玻尔兹曼等.第一次工业革命延伸了人的肢体功能.从此,人类进入机械化时代,极大地提高了劳动生产率,蒸汽机在100年使所创造的生产力,比过去一切时代创造的全部生产力还要多,还要大.第一次工业革命深刻地改变了社会形态,也促进了科学(物理学等)的发展.

通过这些的讲解,学生在物理学家的身上学到了物理的美.

四、引入物理学史的内容,有利于培养学生不断创新的科学精神

物理学的不断完善,是一代又一代的物理学家以前人的研究成果为基础不断进行探索不断进行修正的结果,他们的这种不断创新的精神,很值得我们学习.因此在物理教学中,结合物理学的发展过程对学生进行这方面的教育,有助于学生培养成为具有创新精神的现代新型人才.例如学习原子物理学时,人们对原子结构的认识,首先从汤姆生发现电子而创立了汤姆生的原子模型开始,在此基础上卢瑟福依据α粒子散射实验的结果提出了核式结构型,玻尔进一步把量子理论运用到原子系统上,建立了玻尔原子模型,这样使人们对原子结构的认识由错误到正确并不断加以完善.值得向学生介绍的是上述研究原子结构理论的三位物理学家中卢瑟福是汤姆生是学生,玻尔是卢瑟福的学生,三代物理学家对原子结构的研究都有自己独到的见解,如果他们仅是承袭前人的理论而没有创新,便没有原子物理学的飞速发展,也就没有师徒共建原子大厦的佳话.

科学需要不断地创新的,如果没有科学的创新,也许物理学还在以经典力学、热力学、统计物理学和经典电动力学为主要内容的物理学,就像威廉汤姆孙在《新春献词》的演说中说的那样,“科学大厦已经基本建成……后辈物理学家只需要做一些零碎的修补工作就行了.”但是话音刚落,他的预言就被一个接一个的重大的发现所粉碎.正是有着风华正茂、思想敏捷的年青科学家,让物理学增添光彩.人类在不断进步,同样对自然的认识也会不断深化,而且永无止境.像这样以物理学史的发展教育和影响学生,利于培养学生善于质疑和敢于批判的创新勇气.

五、引入物理学史的内容,有利于学生树立科学世界观和人生观

在科学的道路上有许多的坎坷,许多物理学家为了科学奉献了自己的一生,通过介绍欧姆为了探究欧姆定律花了10年的时间,在这10年间付出了多少的劳动,甘愿寂寞,为了得出结论,一次又一次的实验.开普勒为了研究他老师第谷研究的天体问题,花费了20年的时间在草稿纸上一遍有一遍的演算着,如果没有对科学的热爱与执着,就没有现在的科学的发展.这样让学生领会他们的思想感情,体会这些科学家克服困难的勇气和毅力,让他们懂得是什么促使科学家献身科学,真正做到心悦诚服,并以他们为榜样,学习他们的精神并在自己的实践中努力照着做,往往会起很大的鼓舞作用.

综上所述,只是我的一点看法,在以后的教学中还需要自己不断地去思考.力求让物理学史在新课程物理的教学中发挥更大的作用.

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