高中物理課堂引入物理學(xué)史的現(xiàn)狀研究和意義

曾雪琴

摘 要：隨著新課程改革的不斷深入，越來(lái)越多的物理教育者都逐漸認(rèn)識(shí)到培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的重要性。在高中物理教學(xué)中，教師應(yīng)積極轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)教學(xué)理念，引入物理學(xué)史激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣，養(yǎng)成學(xué)生良好的物理學(xué)習(xí)態(tài)度，進(jìn)而在提高學(xué)生物理成績(jī)的同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生物理學(xué)科素養(yǎng)，促進(jìn)教學(xué)質(zhì)量的提升。本文分析高中物理課堂引入物理學(xué)史的現(xiàn)狀，并提出解決策略，旨在為高中物理課堂教學(xué)水平的提升提供參考。

關(guān)鍵詞：物理學(xué)史；高中物理課堂；現(xiàn)狀

一門(mén)科學(xué)的歷史就是這門(mén)科學(xué)本身，并且在科學(xué)教學(xué)的過(guò)程中融入歷史的觀(guān)點(diǎn)有助于學(xué)生形成更具聯(lián)系性的系統(tǒng)知識(shí)體系。相較于初中物理，高中物理知識(shí)的更系統(tǒng)、更嚴(yán)密，知識(shí)面也更加寬闊，對(duì)學(xué)生獨(dú)立思考、自主專(zhuān)研的學(xué)習(xí)能力、態(tài)度等具有較高的要求，但在傳統(tǒng)的高中物理課堂教學(xué)中，理論灌輸和機(jī)械習(xí)題訓(xùn)練導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)熱情揮霍一空，逐漸失去學(xué)習(xí)物理、深入專(zhuān)研的興趣，不利于學(xué)生物理學(xué)科素養(yǎng)的提升。在高中物理課堂教學(xué)中引入物理學(xué)史的教育，可以使學(xué)生在了解歷史上物理學(xué)家形成物理概念、發(fā)現(xiàn)物理規(guī)律的過(guò)程的基礎(chǔ)上，針對(duì)物理學(xué)家遇到的困難、產(chǎn)生的想法，針對(duì)問(wèn)題做出的判斷等獲得啟迪，產(chǎn)生共鳴，從而讓學(xué)生正確理解和掌握物理知識(shí)，發(fā)掘物理學(xué)習(xí)的樂(lè)趣，養(yǎng)成良好的科學(xué)精神[ 1 ]。

1 關(guān)于高中物理教師物理學(xué)史教學(xué)的現(xiàn)狀分析

隨著新課程改革的深入，我國(guó)高中物理教師在物理學(xué)史教學(xué)上存在一些好的方面，同時(shí)也存在一些問(wèn)題。

1.1 大部分教師對(duì)物理學(xué)史重要性認(rèn)識(shí)較為充分

隨著新課程標(biāo)準(zhǔn)要求的指出，大部分高中物理教師都逐漸認(rèn)識(shí)到物理學(xué)史對(duì)教學(xué)的促進(jìn)作用，對(duì)物理學(xué)史有一定的了解，在課堂教學(xué)中遇到物理學(xué)史的內(nèi)容也會(huì)向?qū)W生介紹，已經(jīng)具備一定的物理學(xué)史教育意識(shí)和能力。大多數(shù)物理教師在課堂教學(xué)中都會(huì)嘗試應(yīng)用物理學(xué)史來(lái)營(yíng)造科學(xué)氛圍，引起學(xué)生共鳴，進(jìn)而激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，且部分物理教師也對(duì)如何將物理學(xué)史引入課堂教學(xué)中發(fā)表自己見(jiàn)解，為開(kāi)展物理學(xué)史教育打下良好基礎(chǔ)[ 2 ]。

1.2 物理學(xué)史的獲取途徑單一

雖然大部分物理教師逐漸認(rèn)識(shí)到物理學(xué)史的重要性，但是他們獲取物理學(xué)史的途徑較為單一，通常是根據(jù)教材中提到的物理學(xué)史通過(guò)網(wǎng)絡(luò)查找，僅僅只是知道物理學(xué)史這樣一個(gè)概念及大致內(nèi)容，沒(méi)有詳細(xì)、系統(tǒng)的去學(xué)習(xí)，深入了解物理學(xué)史的內(nèi)容，并使其恰當(dāng)?shù)囊氲秸n堂教學(xué)中。

1.3 對(duì)物理學(xué)史的認(rèn)識(shí)不足

大部分物理教師對(duì)物理學(xué)史的認(rèn)識(shí)不夠充分，且受到傳統(tǒng)教育的束縛，認(rèn)為物理學(xué)史教育雖能促進(jìn)學(xué)生對(duì)物理知識(shí)的理解和掌握，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，但是會(huì)將本就時(shí)間較緊的課堂教學(xué)弄得更加緊張，導(dǎo)致教學(xué)任務(wù)無(wú)法達(dá)成，物理知識(shí)難以全部傳授，甚至有部分教師認(rèn)為物理學(xué)史知識(shí)傳授是在浪費(fèi)時(shí)間，與高考目標(biāo)相沖突[ 3 ]。

1.4 缺少科學(xué)的方法指導(dǎo)

由于高考中牽涉到的物理學(xué)史的知識(shí)很少，教學(xué)大綱中關(guān)于這方面的要求也很少，導(dǎo)致了大部分教師僅僅只是通過(guò)教材對(duì)物理學(xué)史產(chǎn)生一定的了解，沒(méi)有視之為重點(diǎn)深入了解，這就導(dǎo)致很多物理教師缺乏科學(xué)的方法指導(dǎo)，不知道如何開(kāi)展物理學(xué)史的教育，將其適當(dāng)?shù)囊氲礁咧形锢碚n堂中。

2 關(guān)于高中學(xué)生物理學(xué)史學(xué)習(xí)的現(xiàn)狀分析

高中學(xué)生在物理學(xué)史學(xué)習(xí)上存在一些好的方面，同時(shí)也存在一些問(wèn)題。

2.1 大部分學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)物理學(xué)史內(nèi)容興趣較高

在高中物理堂課教學(xué)中，大部分學(xué)生都希望引入物理學(xué)史的內(nèi)容，包括科學(xué)的研究方法、研究過(guò)程等，學(xué)生學(xué)習(xí)物理學(xué)史知識(shí)熱情較高，對(duì)物理概念的產(chǎn)生背景有著濃厚的興趣。學(xué)生表示樂(lè)于通過(guò)深入了解物理概念、物理規(guī)律、物理實(shí)驗(yàn)的形成過(guò)程去理解和掌握物理知識(shí)，認(rèn)為這種方式更有樂(lè)趣，也更能使其將精力投入，對(duì)促進(jìn)其物理知識(shí)學(xué)習(xí)有著重要作用。

2.2 物理學(xué)史內(nèi)容獲取途徑單一

學(xué)生在高中物理課堂中學(xué)習(xí)物理學(xué)史的知識(shí)的興趣較高，但利用課外時(shí)間自主學(xué)習(xí)物理學(xué)史興趣卻不高。由于高中學(xué)業(yè)較重，學(xué)生多通過(guò)課堂上教師講解及課文相關(guān)知識(shí)內(nèi)容了解物理學(xué)史，手段單一，且多抱著聽(tīng)故事的想法，沒(méi)有深入、認(rèn)真學(xué)習(xí)[ 4 ]。

2.3 學(xué)習(xí)物理學(xué)史內(nèi)容不夠深入

受限于知識(shí)儲(chǔ)備和學(xué)習(xí)能力，大部分高中學(xué)生學(xué)習(xí)物理學(xué)史內(nèi)容都只停留在表層，掌握物理學(xué)史知識(shí)的能力欠缺，僅僅了解到一些重要物理概念產(chǎn)生背景及科學(xué)實(shí)驗(yàn)過(guò)程及簡(jiǎn)單的研究方法等，沒(méi)有深入到理論的形成背景、爭(zhēng)論性概念形成等方面的學(xué)習(xí)。

2.4 沒(méi)有真正認(rèn)識(shí)到學(xué)習(xí)物理學(xué)史的目的

大部分學(xué)生還是沒(méi)有擺脫考試帶來(lái)的影響，認(rèn)為學(xué)習(xí)物理學(xué)史內(nèi)容的目的主要是提高學(xué)習(xí)興趣，將物理知識(shí)直觀(guān)化、生動(dòng)化，進(jìn)而提高學(xué)習(xí)效率，提高物理成績(jī)，最終目的還是為了應(yīng)付考試，沒(méi)有認(rèn)識(shí)到物理學(xué)科素養(yǎng)的重要性。

3 關(guān)于高中物理課堂引入物理學(xué)史的意義

英國(guó)哲學(xué)家培根說(shuō)過(guò)：“讀史使人明智”?？梢?jiàn)，高中物理課堂引入物理學(xué)史是很有意義的。

3.1 利用物理學(xué)史資料，創(chuàng)設(shè)物理課堂情景

物理的一些小實(shí)驗(yàn)可以創(chuàng)設(shè)物理情景，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣，而上課采用講故事的形式也一樣可以吸引學(xué)生的注意力，活躍課堂。例如，有一次聽(tīng)《萬(wàn)有引力定律及引力常量的測(cè)定》這節(jié)公開(kāi)課的時(shí)候，教師在講萬(wàn)有引力定律時(shí)，只注重知識(shí)的灌輸性傳授，單純直接介紹牛頓提出萬(wàn)有引力定律這一知識(shí)點(diǎn)，學(xué)生就覺(jué)得枯燥乏味。在我看來(lái)，教師可以介紹牛頓發(fā)現(xiàn)了萬(wàn)有引力的故事。23歲的牛頓是劍橋大學(xué)的學(xué)生，他經(jīng)常會(huì)想著，為什么月球不會(huì)掉落在地球上呢？為什么地球會(huì)繞著太陽(yáng)轉(zhuǎn)呢？ 有一天，一個(gè)蘋(píng)果從樹(shù)上落下來(lái)。這時(shí)候，他就想，為什么蘋(píng)果總是垂直落向地面呢？為什么蘋(píng)果不向上或向外運(yùn)動(dòng)呢？蘋(píng)果向著地球，也可看成是地球向著蘋(píng)果，物體和物體之間是相互朝著對(duì)方運(yùn)動(dòng)的，從而引出萬(wàn)有引力定律。這樣通過(guò)生動(dòng)有趣的故事，在物理課堂上介紹物理學(xué)史，創(chuàng)設(shè)物理課堂情景，可以消除學(xué)生對(duì)物理知識(shí)的神秘感，激發(fā)學(xué)生對(duì)物理學(xué)家的崇拜感，從而更努力地學(xué)習(xí)物理。

3.2 利用歷史背景資料，了解物理概念由來(lái)

物理學(xué)的知識(shí)，最核心的是物理概念。在實(shí)際的物理教學(xué)中，教師一般是由觀(guān)察或?qū)嶒?yàn)事實(shí)為依據(jù)，建立物理概念，但對(duì)于學(xué)生仍會(huì)因?yàn)椴焕斫庖恍┬赂拍詈托露啥鄲?，因此如果能在原?lái)的基礎(chǔ)上增加一些相關(guān)的物理學(xué)史的知識(shí)，了解這些物理學(xué)概念形成的歷史，更有利于學(xué)生對(duì)新概念和新定律的正確理解和領(lǐng)悟。

比如，介紹牛頓第一定律時(shí)，有些學(xué)生對(duì)牛頓第一定律倒背如流，但仍不能用它來(lái)分析、解釋生活中的相關(guān)現(xiàn)象和問(wèn)題。由于牛頓第一定律又稱(chēng)為慣性定律，教師可以引入慣性這一概念產(chǎn)生的歷史。這一概念發(fā)展經(jīng)歷了很長(zhǎng)的時(shí)間。從統(tǒng)治力學(xué)世界1400多年的亞里士多德的觀(guān)點(diǎn)“力是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因”，到伽利略進(jìn)行理想經(jīng)典的斜面實(shí)驗(yàn)，再到笛卡爾等人的“如果運(yùn)動(dòng)物體，不受任何力的作用，不僅速度大小不變，而且運(yùn)動(dòng)方向也不會(huì)變，將沿原來(lái)的方向勻速運(yùn)動(dòng)下去?！?，最終到牛頓的“第一運(yùn)動(dòng)定律”。不同的物理學(xué)家慢慢地對(duì)這個(gè)概念知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行完善，終于確定了最后正確的物理內(nèi)涵。因此，教師在物理概念知識(shí)點(diǎn)講解時(shí)，滲透物理學(xué)史，可讓學(xué)生了解物理概念知識(shí)點(diǎn)的形成過(guò)程，有利于培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度，進(jìn)而加深對(duì)概念的掌握。

3.3 滲透物理學(xué)史教學(xué)，感悟科學(xué)研究方法

在物理教學(xué)中滲透物理學(xué)史的教育，展示物理學(xué)家探索物理知識(shí)和規(guī)律時(shí)，不僅能使學(xué)生能身臨其境，還能使學(xué)生領(lǐng)悟到物理學(xué)的科學(xué)研究方法。例如牛頓運(yùn)用數(shù)學(xué)和綜合的方法得到萬(wàn)有引力定律，伽利略通過(guò)數(shù)學(xué)推理和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的方法發(fā)現(xiàn)自由落體定律，卡文笛許利用扭稱(chēng)這一裝置的實(shí)驗(yàn)方法測(cè)出引力常數(shù)等。這樣，讓學(xué)生走進(jìn)科學(xué)家的精神世界，培養(yǎng)學(xué)生吃苦耐勞的精神，讓學(xué)生從中感受到科學(xué)家勇于探索、堅(jiān)持不懈的精神，為以后能克服各種困難，堅(jiān)持不懈地努力學(xué)習(xí)作準(zhǔn)備。

4 結(jié)語(yǔ)

總之，物理學(xué)史引入高中物理課堂的現(xiàn)狀有好的方面，也存在較多問(wèn)題，教師和學(xué)生應(yīng)充分認(rèn)識(shí)到物理學(xué)史的重要性，在物理教學(xué)中融入物理學(xué)史的內(nèi)容，提高物理課堂教學(xué)效率，促進(jìn)學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)的提升。

參考文獻(xiàn)：

[1]趙塞君，顧鋒，李素娟等.物理學(xué)史與高中物理教學(xué)相結(jié)合的研究——以“自由落體運(yùn)動(dòng)”為例[J].物理教學(xué)，2017，39（5）：76-78.

[2]樊曉東，劉曉霞.高中物理學(xué)史教學(xué)中引入話(huà)劇形式的行動(dòng)研究——以“行星的運(yùn)動(dòng)”為例[J].中學(xué)物理教學(xué)參考，2016，45（18）：67-70.

[3]沙吾烈·廷阿什汗. 物理學(xué)史引入高中物理課堂的現(xiàn)狀研究[D].烏魯木齊：新疆師范大學(xué)，2016.

[4]尹浩.引入物理學(xué)史優(yōu)化高中物理課堂教學(xué)的相關(guān)反思[J].考試與評(píng)價(jià)，2015，12（4）：87.