在中學物理史課堂中融入科學方法思維的實踐,普通教育論文

在中學物理史課堂中融入科學方法思維的實踐,普通教育論文高中物理課程標準必修2教學資料第6章萬有引力與航人第1節(jié)是行星的運動，這節(jié)內(nèi)容的特點是:知識容量相對較少，但蘊含著豐富的科學思想和科學方式方法的教育資源，教學中適當補充有關科學探尋求索的背景、科學發(fā)現(xiàn)經(jīng)過以及方式方法論方面的史學材料，如從地心講到日心講的發(fā)展。歷程中碰到了哪此困難?科學家們在面對這此困難的時候，是怎么想的?這此困難最終是怎樣得以解決的?只要在這此方面有所突破，才能充分挖掘物理學史的教育功能.當前的普遍現(xiàn)在狀況是:不講物理學史或簡單播放相關的錄像片，代替講物理學史的現(xiàn)象很多.即便講也僅限于講故事，貼德育標簽(即在講完故事后，加上幾句II弓)的傳統(tǒng)教學方式方法.這已在某種程度上偏離了史學教學的方向.從科學發(fā)展經(jīng)過上來看，科學的本質(zhì)是探究，是不斷地追求真理、不斷地修正錯誤、不斷地創(chuàng)新.在中學物理教學中，要改變重科學結論，輕探究經(jīng)過的形式，使學生認識到獲取科學知識必須依靠探究，讓學生像科學家從事科學探究那樣來學習科學，領悟科學探究的真理.1精心選擇素材，進行科學方式方法教育素材即未經(jīng)提煉和加工的實際生活現(xiàn)象，是學生感受物理與生活的密切聯(lián)絡，體驗物理學的價值，構成正確物理觀的重要資源.素材的選擇不僅影響物理學習的興趣、動淚(,以及對物理抽象與應用經(jīng)過的理解，還直接影響學習潛能的發(fā)揮.這需要我們開動腦筋、積極探尋求索，大膽創(chuàng)新，靈敏利用各種素材，巧妙地與教學資料相結合，激發(fā)學生學習物理的興趣，對學生進行科學方式方法教育。老師設計教學時，應捉住課題的內(nèi)容特征，挖掘史料在某此環(huán)節(jié)上的教育潛力，十分是讓史學材料怎樣為教學服務.如在日心講與地心講的爭論中，為什么日心講最終戰(zhàn)勝地心講?1609年的時候，伽利略用他改良的望遠鏡觀測人空時，對人空有了全新的認識，這里有一個重要的根據(jù):本星周圍有通顆衛(wèi)星(如此圖1所示).根據(jù)這個事實，你能不能推斷出它是支持地心講的還是支持日心講的?講出你推斷的理由.在教學中不是直接去陳述當時對這個現(xiàn)象的認識，而是用這此材料去引導學生對這個問題的考慮:究竟是太陽繞著地球轉(zhuǎn)，還是地球繞著太陽轉(zhuǎn)，人們是怎么通過觀測到的這個事實來判定它支持日心講而不支持地心講.學生在考慮這此問題的時候，他們的邏輯思維能力、分析推理能力才得到發(fā)展，還能夠把自個的思維與伽利略的思維進行比擬，從中汲取思維營養(yǎng)，而不是簡單地羅列史實后拋出結論.2模擬認識情景，浸透科學方式方法教育模擬科學認識經(jīng)過，就是讓學生沿襲前人科學發(fā)現(xiàn)和發(fā)明的思路來學習，學會科學研究的方式方法.詳細地講就是要擅長把學生推到若十年前，讓他們從當時的歷史背景出發(fā)去重溫科學家在什么問題上、什么環(huán)節(jié)中、用什么方式方法和思路作出了科學發(fā)明和發(fā)現(xiàn).這就要求我們將物理學史溶于物理教學之中，將科學方式方法教育溶于物理學史教學之中.發(fā)展學生獨立考慮和獨立推理的能力，體驗科學發(fā)現(xiàn)的新奇和艱苦，領悟科學家研究物理問題的科學思想和科學方式方法。如普勒從相信行星繞太陽做勻速圓周運動的觀點開場考慮問題，到對火星軌道70余次嘗試所得的結果都與第谷的觀測數(shù)據(jù)有至少8度偏差，但當時公認的誤差不超過2，假如你是開普勒，將怎么分析這個偏差?可能是什么原因?qū)е逻@么大的偏差?你準備采取什么樣的行動?講講你的思路.啟發(fā)學生獨立地對新問題產(chǎn)生自個的考慮，引導學生順著科學家對這個問題考慮的脈絡，去體驗當時的人們是怎么考慮這個問題的，突出了在人類探尋求索的這個里程中間究竟碰到了一此什么困難，這此困難又是怎么解決的.這個發(fā)展經(jīng)過中有很多的創(chuàng)新，還有很多思維方式上的變化:開普勒能夠最終放棄這一1u:1u:代代為人們所信仰的完美圖形圓，而堅信第谷的精到準確觀察數(shù)據(jù)，這不僅需要嚴謹?shù)目茖W態(tài)度與科學精神，也需要科學智慧與英勇.這樣，在教授知識的同時，使學生感受科學方式方法在建立概念、發(fā)現(xiàn)規(guī)律中的作用，激發(fā)學生自覺地學習和運用科學方式方法解決實際問題的積極性。3運用物理學史，公正客觀評價地心講地心講的主要觀點:地球是宇宙的中心，是靜止不動的，太陽、月亮以及其他行星都繞地球做圓周運動.我們以往的物理教學往往以為這是一種錯誤的觀點，在教學時就一帶而過，甚至會夸張這個模型為什么是錯誤的，而很少去介紹這個模型有什么可取之處、進步之處，沒有挖掘出史學的教育功能，不利于培養(yǎng)學生實事求是的科學態(tài)度，學生看不到地心講模型在方式方法論上的突破，在物理學發(fā)展進程中的作用.托勒密第1次提出行星運行軌道的概念，設計出了一個本輪、均輪模型，利用本輪和均輪能很好地解釋行星的逆行現(xiàn)象，并且通過一此數(shù)學計算還能把一此行星的位置預測出來，這在當時是一大進步，是地心講獲得的一個了不起的成就，是思維方式的一種變化:用數(shù)學模型描繪敘述行星的運動軌道，對行星可能出現(xiàn)的位置進行預測.這種變化對人們認識行星的運動具有啟發(fā)性，對學生來講也是有意義的，我們要把它的優(yōu)點以及它怎樣獲得的進步，展示給學生，引導學生辯證地看待這一發(fā)展經(jīng)過，更不應抹殺它的歷史功績.使學生在學習知識的同時潛移默化地遭到辯證唯物主義教育，培養(yǎng)學生實事求是的科學態(tài)度，教育學生從實際出發(fā)，一分為二地看待物理學發(fā)展進程中的一此史實。4總結提升，體驗探究歷程我們回首一下從地心講到日心講的整個發(fā)展歷程(如此圖2所示):首先從析學考慮的角度，提出了思辨性的宇宙觀，后來由于數(shù)學中幾何學與三角學的發(fā)展，人們通過數(shù)學模型描繪敘述行星的運動，創(chuàng)立了地心講，并且日心講也開場萌動，隨著人們觀測水平的進一步提高，對行星的觀測越來越準確，人們對地心講模型進行修正并創(chuàng)立了日心講，由于觀測技術的進步(伽利略望遠鏡的出現(xiàn))和新的人文現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)，使日心講真正走向主導地位.由于日心講模型中一此不可忽略的理論與數(shù)據(jù)的偏差，人們對模型進行修正，得到開普勒三定律。上面我們從人類認識方式和事實根據(jù)的角度進行了總結，這樣的總結能展示整個歷史發(fā)展的脈絡，使學生體會到自然現(xiàn)象或者規(guī)律的發(fā)現(xiàn)、發(fā)展，通常需要細致的觀察、工具的創(chuàng)新和發(fā)展，以及思維方式的改變，理論的建立必須經(jīng)過實踐的檢驗，才能得出最終的結論.通過總結幫助學生揭示出科學探究的一般程序:析學考慮數(shù)學模型修正創(chuàng)立實踐檢驗模型修正，使學生更深亥」地理解科學的本質(zhì)，了解科學探究的經(jīng)過，體會科學精神并領悟科學家的這種思想和方式方法，進行科學思維方式方法的熏陶，有利于學生從機械學習、被動考慮、獲得知識向靈敏學習、積極考慮、勇于探尋求索轉(zhuǎn)化，進而獲得真正的智慧。在物理教學經(jīng)過中引入物理學史，必需要有明確的教學目的，教學的主要任務是使學生系統(tǒng)地把握物理學知識.我們應該考慮:在教學經(jīng)過中為什么要進行物理學史教學;在哪此詳細教學環(huán)節(jié)上引入;物理學史的教育價值女II何具體表現(xiàn)出.高中物理教學要讓學生經(jīng)歷科學探究的經(jīng)過、了解物理學的研究方式方法、理解物理學的發(fā)展歷史，教學中要把物理知識的邏輯展開與物理學的發(fā)展有機地結合起來，把知識學習轉(zhuǎn)化成為歷史上的創(chuàng)造者與今人的學習者之間的對話，讓學生以物理學家認識世界的本來面目去認識世界，使學生在獲得物理知識的同時，全面提高他們的科學素養(yǎng).英國學者貝爾納指出:假如學生不