物理教學(xué)中滲透物理學(xué)史的策略探析

黃頂峰

摘 要：在物理課堂教學(xué)中滲透物理學(xué)史知識，能讓學(xué)生了解物理學(xué)家思考問題的思維方式、解決問題的探究過程、面對挫折的頑強精神，并與物理學(xué)家進行跨越時空的精神交流，獲得啟迪與鼓舞，從而深刻地理解與領(lǐng)悟科學(xué)的內(nèi)在本質(zhì)。教師可采用穿插法、融入法、活動法三種方法介紹物理學(xué)史知識，從而培養(yǎng)學(xué)生的物理核心素養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：高中物理；物理學(xué)史；核心素養(yǎng)；穿插法；融入法；活動法

中圖分類號：G633.7 文獻標(biāo)志碼：A 文章編號：1008-3561（2018）21-0062-01

物理學(xué)史是物理學(xué)發(fā)展至今的史實，它是物理學(xué)科體系中不可缺少的組成部分。物理學(xué)史教學(xué)不是讓學(xué)生粗淺地了解物理的發(fā)展過程，而是通過閱讀了解相關(guān)的物理學(xué)史知識培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)意識、科學(xué)精神并習(xí)得方法。在素質(zhì)教育不斷推進的今天，物理學(xué)史教學(xué)更是培養(yǎng)學(xué)生物理核心素養(yǎng)的客觀要求，本文主要從穿插法、融入法、活動法三種方面研究物理學(xué)史知識的教學(xué)策略。

一、 穿插法，把握時機

穿插法是依托教材基本知識點及基礎(chǔ)技能的教學(xué)，有意識、有目的、適時地把與教學(xué)內(nèi)容相關(guān)的物理學(xué)史有機地滲透到物理教學(xué)的一種方法。這種方法的趣味性及內(nèi)容的精練化極高，學(xué)生易于接受。例如，在教學(xué)“牛頓第一定律”時，教師可在講臺上放置一本書，問學(xué)生：“如何讓書運動起來？”“用力推。”學(xué)生說。教師引入探究問題：由此可以看出力可以使物體運動，那么力是物體運動的原因嗎？學(xué)生毫不猶豫地說：“是。”教師趁機引入物理學(xué)史知識：“你們的觀點恰好和幾千年前亞里士多德的觀點一致，他認(rèn)為必須有力作用在物體上，物體才運動，沒有力物體就會靜止，即力是物體運動的原因。但是許多年后伽利略不這么認(rèn)為，他認(rèn)為在水平面上運動的物體停下來是因為受到了摩擦力。”教師在多媒體上為學(xué)生演示了伽利略的斜面實驗，強調(diào)了他是以理論推理的方式完成了“理想實驗”。教師問學(xué)生：“想不想體驗一下伽利略的理想推理方法”在學(xué)生高漲的興致中，教師與學(xué)生一起進行了小球斜面實驗，推理f=mgμ，當(dāng)μ→0時，小球會一直保持勻速直線運動，驗證牛頓第一定律。

穿插法的運用把物理學(xué)史知識與教學(xué)內(nèi)容有機地結(jié)合起來，激發(fā)了學(xué)生探究的興趣，推動了教學(xué)進程，使學(xué)生在學(xué)習(xí)物理學(xué)史知識的過程中習(xí)得了物理學(xué)家思考與探究問題的理論方法，提升了科學(xué)素養(yǎng)。

二、 融入法，結(jié)合內(nèi)容

融入法是指選擇與課程內(nèi)容相關(guān)的物理學(xué)史，將科學(xué)背后的發(fā)展過程系統(tǒng)地以符合學(xué)生當(dāng)前認(rèn)知水平的語言進行介紹。教師可以集中講授的方式將系統(tǒng)性強、內(nèi)容較多的物理事件進行講解，讓學(xué)生對物理學(xué)史與教材知識有更深入的理解。例如，教學(xué)“自由落體運動”時，教學(xué)難點是：受生活經(jīng)驗的限制，學(xué)生難以理解質(zhì)量不同的物體在自由落體運動中具有相同的加速度。課堂上，教師拿一個鐵球與一片羽毛，使二者在同一高度下落，問：“是否是相同物體同時著地，不同物體則不同？”學(xué)生若有所思地說：“我覺得是重的物體著地快，就像您演示的一樣?！苯處熞胛锢韺W(xué)史：“亞里士多德在生活經(jīng)驗的基礎(chǔ)上提出物體落地的快慢由物重決定，但之后伽利略卻提出著名的‘落體佯謬加以反駁，想知道他是怎么反駁的嗎？假設(shè)亞里士多德是正確的，大鐵球與小鐵球綁在一起從同一高度下落，大的下落快向下扯小的，小的下落慢向上扯大的，那這個組合的下落快慢如何呢？”教師問道，一名學(xué)生不確定地說：“介于大鐵球與小鐵球下落速度之間嗎？”另一名學(xué)生立刻反駁道：“不對，應(yīng)該是比大小鐵球都快，因為組合的重量最大，但這就與亞里士多德的觀點矛盾了呀！”教師會心一笑，說：“這就是伽利略的落體佯謬。”在做了牛頓管實驗及學(xué)習(xí)了自由落體的概念后，學(xué)生用公式F=G=mg，由a=f/m推出a=G/m=mg/m=g，驗證了此結(jié)論。

在課程中融入物理學(xué)史，可以使學(xué)生明確自有觀念的錯誤性，并領(lǐng)悟到伽利略沖破觀念束縛挑戰(zhàn)權(quán)威的強大勇氣，體會到思維的嚴(yán)謹(jǐn)性在物理學(xué)習(xí)中的重要性。

三、 活動法，探討應(yīng)用

活動法是教師通過形式多樣的課外活動，調(diào)動學(xué)生的積極性，讓學(xué)生自主學(xué)習(xí)物理學(xué)史的方法，如邀請專家開設(shè)專題講座，指導(dǎo)學(xué)生閱讀相關(guān)書籍，探究所學(xué)知識的現(xiàn)實應(yīng)用等。例如，教學(xué)完“萬有引力定律”后，教師為學(xué)生設(shè)置了一張萬有引力定律發(fā)現(xiàn)史的人物表，讓學(xué)生通過閱讀書籍或網(wǎng)絡(luò)查詢完善相關(guān)人物的事跡。此任務(wù)表包括：托米勒、哥白尼、第谷、開普勒、牛頓等。另外，為了檢驗學(xué)生對萬有引力定律的掌握程度及讓學(xué)生體會偉人的科學(xué)探究思維，教師讓學(xué)生查閱資料及數(shù)據(jù)自主完成牛頓“地月實驗”的計算。借助此過程，學(xué)生夯實了萬有引力公式，也加深了對物理史實知識的理解。

相較于課堂上物理史學(xué)知識滲透的方式，課外活動學(xué)習(xí)的方式靈活性更大，帶給學(xué)生的體驗更深刻，但對學(xué)生的自主性及自控性要求更高。這就要求教師設(shè)置靈活多樣的、執(zhí)行性強的活動來激發(fā)學(xué)生的興趣，以豐富物理史學(xué)教學(xué)的途徑。

總之，教無定法，教師應(yīng)采用靈活多樣的教學(xué)方法，加強學(xué)史與教材的聯(lián)系，從而拉近物理學(xué)史與學(xué)生間的距離，激發(fā)學(xué)生了解學(xué)史的興趣，從而促進課堂教學(xué)效率的不斷提升。

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