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(lái)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(guò)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(guò)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(huì)知識(shí)，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(jī)結(jié)合的綜合學(xué)科，具有知識(shí)傳授和創(chuàng)新能力培養(yǎng)的雙重功能。面對(duì)21世紀(jì)對(duì)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(dú)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(shí)、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(shí)（科學(xué)知識(shí)）的過(guò)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(shí)融為一體?？茖W(xué)不僅是事實(shí)的揭示、規(guī)律的發(fā)現(xiàn)、科學(xué)知識(shí)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(rèn)識(shí)和體會(huì)：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(shí)

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(wèn)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(shuō):“我認(rèn)為好的先生不是教書(shū)，不是教學(xué)生，乃是教學(xué)生學(xué)?！币虼耍虒W(xué)生學(xué)會(huì)科學(xué)的思維方法是整個(gè)教學(xué)活動(dòng)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(huì)。如在學(xué)習(xí)自由落體運(yùn)動(dòng)時(shí)，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(cuò)誤觀點(diǎn)。他設(shè)計(jì)了“沖淡重力”的實(shí)驗(yàn)，即著名的斜面實(shí)驗(yàn)，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(yùn)動(dòng)是勻加速運(yùn)動(dòng)。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(shí)驗(yàn)驗(yàn)證修正推廣。伽利略實(shí)質(zhì)上使用了把實(shí)驗(yàn)和邏輯(數(shù)學(xué))結(jié)合起來(lái)的方法。牛頓非常重視實(shí)驗(yàn)在科學(xué)研究中的作用，他的成功在于創(chuàng)造性地把實(shí)驗(yàn)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(yùn)用分析和綜合的方法把它們構(gòu)筑成一個(gè)科學(xué)方法體系。在介紹牛頓第二定律實(shí)驗(yàn)史實(shí)中，可向?qū)W生介紹實(shí)驗(yàn)條件設(shè)計(jì)中的科學(xué)方法控制變量法，實(shí)驗(yàn)環(huán)境的等效法平衡摩擦法，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理的科學(xué)方法圖像法;在介紹布朗運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)史實(shí)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(jī)制，提出假說(shuō)，運(yùn)用數(shù)學(xué)和邏輯的手段得出特殊推論，通過(guò)物理或思想的實(shí)驗(yàn)對(duì)推論進(jìn)行檢驗(yàn)，對(duì)假設(shè)進(jìn)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(guò)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(wú)一不對(duì)學(xué)生產(chǎn)生深刻的影響;物理學(xué)家運(yùn)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(dòng)、具體的科學(xué)思想教育。在伽利略之前，對(duì)于物體的運(yùn)動(dòng)，人們普遍抱有亞里斯多德的觀點(diǎn)。認(rèn)為物體運(yùn)動(dòng)在于外力的推動(dòng)，一旦外力停止作用，物體靜止，所以力是維持物體運(yùn)動(dòng)的唯一原因。這個(gè)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(dòng)一輛小車在路上，小車并不立即停止，還會(huì)再走一段路。如果路面平滑這段路還會(huì)更長(zhǎng)些。為了證明他的這一想法，

6、他設(shè)計(jì)了一個(gè)著名的實(shí)驗(yàn)，即用一個(gè)表面非常光滑的斜面上滾下第二個(gè)非常光滑的斜面，實(shí)驗(yàn)表明所達(dá)到的高度幾乎和它開(kāi)始滾下時(shí)的高度相等。于是他緊緊抓住這個(gè)線索不放，并由此巧妙地設(shè)計(jì)了一個(gè)理想實(shí)驗(yàn)。伽利略斷定金屬球在兩個(gè)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(jìn)一步推想，在完全沒(méi)有摩擦力的情況下，不管第二個(gè)斜面的傾斜度多么小，金屬球在它上面總要達(dá)到在第一個(gè)斜面上開(kāi)始滾下時(shí)的高度。如果第二個(gè)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(wú)限長(zhǎng)的平面上永遠(yuǎn)不斷地運(yùn)動(dòng)下去。從上面案例中可以看出，伽利略所假想的沒(méi)有摩擦的實(shí)驗(yàn)條件是永遠(yuǎn)不可能實(shí)現(xiàn)的，而且客觀上無(wú)法造出一個(gè)無(wú)

7、限長(zhǎng)的平面供小球運(yùn)動(dòng)。因此，這一實(shí)驗(yàn)只能在伽利略的思維中進(jìn)行而不能在實(shí)現(xiàn)中進(jìn)行。我們把這類實(shí)驗(yàn)稱為思想實(shí)驗(yàn)。不同的學(xué)生可從中體會(huì)科學(xué)家的思想過(guò)程，結(jié)合自己的知識(shí)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(yùn)用這些史料，將有利于鼓勵(lì)學(xué)生形成問(wèn)題意識(shí)，讓他們自覺(jué)地從同質(zhì)信息中提升出新的見(jiàn)解或者從異質(zhì)信息中發(fā)現(xiàn)新問(wèn)題，進(jìn)而有所突破，發(fā)展學(xué)生的創(chuàng)新思維水平。三.運(yùn)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(shí)事求是，懷疑一切既定權(quán)威；相信理性，追求知識(shí)，注重可操作程序；熱愛(ài)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(shí)，探究萬(wàn)物之理愛(ài)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(diǎn)。物理學(xué)史能在其中發(fā)揮重要作用，這一點(diǎn)在當(dāng)今國(guó)際科學(xué)教育領(lǐng)域已經(jīng)形成共識(shí)。如目前在國(guó)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(qiáng)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(yáng)的歷史，其在物理教學(xué)中的滲透，可以讓學(xué)生對(duì)科學(xué)家的精神產(chǎn)生“欣賞性認(rèn)識(shí)”，這有助于學(xué)生科學(xué)精神的形成。適當(dāng)介紹我國(guó)古代和現(xiàn)代物理學(xué)家的成就，可鼓勵(lì)學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)家熱愛(ài)科學(xué)、善于創(chuàng)新的精神以及追求真理、獻(xiàn)身科學(xué)的素質(zhì)。如中國(guó)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(shí)世界上占領(lǐng)先地位，使我們中華民族毫無(wú)愧色地屹立于世界民族之林。例如，我國(guó)東漢時(shí)期的科學(xué)家張衡、北宋時(shí)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(shì)、不避風(fēng)險(xiǎn)，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(guò)無(wú)理審判”，但他沒(méi)有被征服，仍然從事科學(xué)研究，終于完成了力學(xué)和運(yùn)動(dòng)兩種科學(xué)的問(wèn)答這部著作。1980年一個(gè)有世界著名科學(xué)家組成的委員會(huì)重新審理伽利略案件”，為沉冤300年的伽利略昭雪，這說(shuō)明真理是不可抗拒的;居里夫人為研究釙，被放射性元素?fù)p害了健康;哥自尼學(xué)說(shuō)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(duì)科學(xué)真理的信仰，1600年被活活燒死在羅馬百花廣場(chǎng)，為科學(xué)真理英勇獻(xiàn)身。課堂上巧妙運(yùn)用物理學(xué)史，在激發(fā)學(xué)生的責(zé)任感和進(jìn)取心的同時(shí)，徹底改變了對(duì)物理知識(shí)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(jǐn)慎小心，絕不能將道聽(tīng)途說(shuō)作為立論依據(jù)，“信口開(kāi)河”地將一些名人軼事作為史實(shí)在教學(xué)中“發(fā)揮”比如，在萬(wàn)有引力定律的教學(xué)中常常會(huì)用到“牛頓看到蘋果落地，得到萬(wàn)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(méi)有揭示簡(jiǎn)單現(xiàn)象背后的深邃思想過(guò)程，那么就是對(duì)物理學(xué)史不負(fù)責(zé)任的、沒(méi)有意義的濫用。不能把物理學(xué)史的應(yīng)用停留在講幾個(gè)故