高中物理教學(xué)論文 滲透物理學(xué)史教育培養(yǎng)學(xué)生的“三科”（通用）

1、滲透物理學(xué)史教育培養(yǎng)學(xué)生的“三科” 內(nèi)容提要：本文主要介紹了在物理課堂上適當(dāng)講授物理學(xué)史，來培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)方法、科學(xué)思想、科學(xué)精神“三科”關(guān)鍵詞：科學(xué)素養(yǎng)、科學(xué)方法、科學(xué)思想、科學(xué)精神物理學(xué)是研究物理現(xiàn)象及其規(guī)律的一門自然科學(xué)。物理學(xué)史研究物理學(xué)發(fā)展過程、描述物理學(xué)發(fā)展歷史，包括物理思想、物理概念、物理規(guī)律的發(fā)展過程。記載和反映了物理學(xué)逐步創(chuàng)新和完善、融合了與物理學(xué)有關(guān)的自然科學(xué)及科學(xué)社會知識，是一門自然科學(xué)、人文科學(xué)、思維科學(xué)等多門科學(xué)滲透、交*有機結(jié)合的綜合學(xué)科，具有知識傳授和創(chuàng)新能力培養(yǎng)的雙重功能。面對21世紀(jì)對人才素質(zhì)的要求，學(xué)校教育必須重視培養(yǎng)真正能在受教育者身上起作用的素質(zhì)。物理學(xué)

2、史以其獨特的內(nèi)容及豐富的教育因素，在素質(zhì)教育中可以發(fā)揮特殊的作用。把物理學(xué)史融入到物理教學(xué)中，具有多方面的積極作用，有助于提高學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新素質(zhì)、科學(xué)素養(yǎng)。所謂科學(xué)素養(yǎng)是科學(xué)知識、科學(xué)方法、科學(xué)思想、和科學(xué)精神融為一體。在物理課堂上，教師在傳授物理知識（科學(xué)知識）的過程中，如何滲透物理學(xué)史培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)方法、科學(xué)思想、和科學(xué)精神，將“三科”與科學(xué)知識融為一體?？茖W(xué)不僅是事實的揭示、規(guī)律的發(fā)現(xiàn)、科學(xué)知識的形成，而且也是科學(xué)思想、科學(xué)方法和科學(xué)精神的形成與發(fā)展。下面從幾方面談?wù)勎业恼J識和體會：一.講解物理學(xué)史讓學(xué)生從中吸取其精髓科學(xué)家的科學(xué)方法掌握科學(xué)方法要比單純地掌握科學(xué)知識

3、重要的多，這也是當(dāng)前新課程改革積極倡導(dǎo)的，這里的科學(xué)方法不是指如何解題的“解題方法”，而是提出、解決問題的方法，是“科學(xué)發(fā)現(xiàn)”與“科學(xué)創(chuàng)新”的方法。陶行知先生曾說:“我認為好的先生不是教書，不是教學(xué)生，乃是教學(xué)生學(xué)?！币虼?，教學(xué)生學(xué)會科學(xué)的思維方法是整個教學(xué)活動的根本宗旨。在眾多的物理學(xué)史中，有很多的事例可以讓學(xué)生體會。如在學(xué)習(xí)自由落體運動時，介紹伽利略用歸謬法駁斥了亞里斯多德關(guān)于“重的物體比輕的物體落得快”的錯誤觀點。他設(shè)計了“沖淡重力”的實驗，即著名的斜面實驗，在多次觀察了從同一高度下落的輕重不同物體的下落情況，并結(jié)合數(shù)學(xué)演繹他大膽猜想自由落體運動是勻加速運動。他的研究方法可以概括為:觀察

4、假設(shè)猜想數(shù)學(xué)演繹實驗驗證修正推廣。伽利略實質(zhì)上使用了把實驗和邏輯(數(shù)學(xué))結(jié)合起來的方法。牛頓非常重視實驗在科學(xué)研究中的作用，他的成功在于創(chuàng)造性地把實驗和數(shù)學(xué)結(jié)合，數(shù)理和邏輯結(jié)合，歸納和演繹結(jié)合，并運用分析和綜合的方法把它們構(gòu)筑成一個科學(xué)方法體系。在介紹牛頓第二定律實驗史實中，可向?qū)W生介紹實驗條件設(shè)計中的科學(xué)方法控制變量法，實驗環(huán)境的等效法平衡摩擦法，實驗數(shù)據(jù)處理的科學(xué)方法圖像法;在介紹布朗運動實驗史實中，可向?qū)W生介紹研究微觀世界的重要方法利用宏觀信息探討微觀機制，提出假說，運用數(shù)學(xué)和邏輯的手段得出特殊推論，通過物理或思想的實驗對推論進行檢驗，對假設(shè)進行修正和推廣等。讓學(xué)生掌握方法舉一反二、觸類

5、旁通才是教師的最終目的。二.通過介紹物理學(xué)史誘發(fā)學(xué)生的科學(xué)思想一部物理學(xué)史就是一部物理先驅(qū)創(chuàng)造、發(fā)明的歷史物理學(xué)家質(zhì)疑、求變和科學(xué)思維方法無一不對學(xué)生產(chǎn)生深刻的影響;物理學(xué)家運用各種科學(xué)方法，攀登科學(xué)之顛的足跡，都可使學(xué)生受到形象、生動、具體的科學(xué)思想教育。在伽利略之前，對于物體的運動，人們普遍抱有亞里斯多德的觀點。認為物體運動在于外力的推動，一旦外力停止作用，物體靜止，所以力是維持物體運動的唯一原因。這個似是而非的論斷，欺騙了世人2000多年，直到引起伽利略的懷疑為止。伽利略這樣想：有人推動一輛小車在路上，小車并不立即停止，還會再走一段路。如果路面平滑這段路還會更長些。為了證明他的這一想法，

6、他設(shè)計了一個著名的實驗，即用一個表面非常光滑的斜面上滾下第二個非常光滑的斜面，實驗表明所達到的高度幾乎和它開始滾下時的高度相等。于是他緊緊抓住這個線索不放，并由此巧妙地設(shè)計了一個理想實驗。伽利略斷定金屬球在兩個斜面上高度的微小差異是由于摩擦引起的，摩擦力越小，差異越小。他進一步推想，在完全沒有摩擦力的情況下，不管第二個斜面的傾斜度多么小，金屬球在它上面總要達到在第一個斜面上開始滾下時的高度。如果第二個斜面的傾斜度完全消除了，變成水平面之后，則金屬球?qū)⒁院愣ǖ乃俣仍跓o限長的平面上永遠不斷地運動下去。從上面案例中可以看出，伽利略所假想的沒有摩擦的實驗條件是永遠不可能實現(xiàn)的，而且客觀上無法造出一個無

7、限長的平面供小球運動。因此，這一實驗只能在伽利略的思維中進行而不能在實現(xiàn)中進行。我們把這類實驗稱為思想實驗。不同的學(xué)生可從中體會科學(xué)家的思想過程，結(jié)合自己的知識結(jié)構(gòu)去內(nèi)化自己的科學(xué)思想，不斷去創(chuàng)新。在教學(xué)中運用這些史料，將有利于鼓勵學(xué)生形成問題意識，讓他們自覺地從同質(zhì)信息中提升出新的見解或者從異質(zhì)信息中發(fā)現(xiàn)新問題，進而有所突破，發(fā)展學(xué)生的創(chuàng)新思維水平。三.運用物理學(xué)史培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神科學(xué)精神是科學(xué)的精髓，主要包括:實事求是，懷疑一切既定權(quán)威；相信理性，追求知識，注重可操作程序；熱愛真理，憎惡一切弄虛作假行為；遵循公正、普遍、創(chuàng)新等準(zhǔn)則，科學(xué)精神重在求真務(wù)實，探究萬物之理愛因斯坦把科學(xué)家分為終

8、極關(guān)懷型、功利型和智力愉悅型，其中前者正是科學(xué)精神的典范。如何幫助學(xué)生養(yǎng)成科學(xué)精神，是科學(xué)教育的重點。物理學(xué)史能在其中發(fā)揮重要作用，這一點在當(dāng)今國際科學(xué)教育領(lǐng)域已經(jīng)形成共識。如目前在國際上逐漸流行的、旨在培養(yǎng)科學(xué)精神的HPS科學(xué)教育(history-philosophy-socioloyofscience)就強調(diào)科學(xué)史在科學(xué)教育中的應(yīng)用一部科學(xué)史，就是科學(xué)精神形成、發(fā)揚的歷史，其在物理教學(xué)中的滲透，可以讓學(xué)生對科學(xué)家的精神產(chǎn)生“欣賞性認識”，這有助于學(xué)生科學(xué)精神的形成。適當(dāng)介紹我國古代和現(xiàn)代物理學(xué)家的成就，可鼓勵學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)家熱愛科學(xué)、善于創(chuàng)新的精神以及追求真理、獻身科學(xué)的素質(zhì)。如中國古代物理

9、學(xué)史上出現(xiàn)了不少杰出人物，做出了很多輝煌的成就，曾在當(dāng)時世界上占領(lǐng)先地位，使我們中華民族毫無愧色地屹立于世界民族之林。例如，我國東漢時期的科學(xué)家張衡、北宋時期的科學(xué)家沈括、清朝物理學(xué)家鄭復(fù)光等，他們自幼好學(xué)、刻苦鉆研、不畏權(quán)勢、不避風(fēng)險，畢生從事于科學(xué)事業(yè);還有，意大利科學(xué)家伽利略曾受過無理審判”，但他沒有被征服，仍然從事科學(xué)研究，終于完成了力學(xué)和運動兩種科學(xué)的問答這部著作。1980年一個有世界著名科學(xué)家組成的委員會重新審理伽利略案件”，為沉冤300年的伽利略昭雪，這說明真理是不可抗拒的;居里夫人為研究釙，被放射性元素損害了健康;哥自尼學(xué)說的熱情宣傳者布魯諾自1592年被宗教裁判所逮捕，連續(xù)8年受盡了毒刑拷打，但他始終不放棄對科學(xué)真理的信仰，1600年被活活燒死在羅馬百花廣場，為科學(xué)真理英勇獻身。課堂上巧妙運用物理學(xué)史，在激發(fā)學(xué)生的責(zé)任感和進取心的同時，徹底改變了對物理知識死記硬背的現(xiàn)象，提高了學(xué)習(xí)效率。但是，引用物理學(xué)史料應(yīng)當(dāng)謹慎小心，絕不能將道聽途說作為立論依據(jù)，“信口開河”地將一些名人軼事作為史實在教學(xué)中“發(fā)揮”比如，在萬有引力定律的教學(xué)中常常會用到“牛頓看到蘋果落地，得到萬有引力定律”的例子，如果未能免于流俗地將其故事化、庸俗化，而沒有揭示簡單現(xiàn)象背后的深邃思想過程，那么就是對物理學(xué)史不負責(zé)任的、沒有意義的濫用。不能把物理學(xué)史的應(yīng)用停留在講幾個故