高中物理教學(xué)中融入物理學(xué)史的教學(xué)實(shí)踐策略

劉茵

（貴州師范大學(xué)附屬中學(xué)，貴州 貴陽(yáng) 550001）

引言：縱觀物理研究歷史，每位科學(xué)家均貢獻(xiàn)個(gè)人寶貴的時(shí)間，此種不畏艱難、堅(jiān)韌不拔的精神值得每個(gè)人學(xué)習(xí)，而處于高中階段的學(xué)生尚未完全成熟，教師可利用物理學(xué)史引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注科學(xué)探究過(guò)程，強(qiáng)化嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)意識(shí)，確保知識(shí)的準(zhǔn)確傳遞。學(xué)生知曉科學(xué)家們的研究過(guò)程將刺激主動(dòng)探究意識(shí)的產(chǎn)生，促進(jìn)形成自主學(xué)習(xí)的習(xí)慣，調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)積極性。

一、在高中物理教學(xué)中融入物理學(xué)史的現(xiàn)實(shí)意義

物理學(xué)史真實(shí)地反映了科學(xué)家的研究過(guò)程，而在物理教材中一般僅介紹了科學(xué)家在研究此種定理所運(yùn)用的方法，不滿足全面了解研究過(guò)程的需求，利用展開(kāi)的物理學(xué)史，可細(xì)化具體的辯證、歸納和演繹的過(guò)程，學(xué)生置身于探究場(chǎng)景中，無(wú)形間刺激學(xué)生興趣的產(chǎn)生[1]。有些物理理論需要幾年甚至幾十年的推導(dǎo)，每位科學(xué)家均付出了時(shí)間和精力，將自身貢獻(xiàn)給科學(xué)事業(yè)的發(fā)展，學(xué)生聆聽(tīng)科學(xué)家自傳的過(guò)程中，潛移默化間融入個(gè)人情感，將物理學(xué)家視為榜樣，延續(xù)其嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神，反思自身在處理物理知識(shí)和實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)所需要提升的空間，結(jié)合教師給出的引導(dǎo)方向，可指定針對(duì)性的優(yōu)化意見(jiàn)，形成具備個(gè)人發(fā)展特色的理論框架，確保能力的提升和素養(yǎng)的深化，滿足新課標(biāo)的相關(guān)要求?？茖W(xué)探究從來(lái)不是簡(jiǎn)單的了解最終的結(jié)論，重要的是理順定理產(chǎn)出過(guò)程，確定其中使用了何種物理方法，教師將此種具備現(xiàn)實(shí)作用的解決問(wèn)題的方式傳遞給學(xué)生，能夠拉近與實(shí)際生活的距離，幫助學(xué)生在面對(duì)生活中的困難時(shí)合理分析，冷靜思考，契合核心素養(yǎng)內(nèi)化的要求[2]。

二、如何將物理學(xué)史融入高中物理課堂教學(xué)中

（一）課前導(dǎo)入環(huán)節(jié)

學(xué)生進(jìn)入高中階段已經(jīng)具備很強(qiáng)的主觀意識(shí)，其興趣將直接決定學(xué)習(xí)行為，因此教師要注重培養(yǎng)學(xué)生興趣。在課前導(dǎo)入環(huán)節(jié)，教師可充分利用在線資源，查閱有關(guān)物理學(xué)家研究過(guò)程的史料，下載重要的圖片，轉(zhuǎn)變物理抽象的學(xué)科特征，解決學(xué)生在理解上的問(wèn)題，同時(shí)促進(jìn)探究欲望的產(chǎn)生?？茖W(xué)家們的生平將很好地展現(xiàn)在物質(zhì)匱乏的年代，如何利用有限的材料得出物理定理，學(xué)生了解到整個(gè)研究環(huán)境，對(duì)比自己生活的年代，有助于形成珍惜當(dāng)前生活環(huán)境的意識(shí)，并且學(xué)生跟隨物理學(xué)家的研究進(jìn)程，確定物理知識(shí)對(duì)于現(xiàn)實(shí)生活的作用，啟發(fā)學(xué)生深入到實(shí)際探究活動(dòng)中，感受物理學(xué)習(xí)的魅力。

例如，在講解歐姆定律的相關(guān)內(nèi)容時(shí)，教師可布置搜集歐姆定律演繹過(guò)程和歐姆生平資料預(yù)習(xí)任務(wù)，學(xué)生和教師共同查閱資料，了解到歐姆尚未研究電阻、電流和電壓間的關(guān)系之前，人們并沒(méi)有電阻的概念，但在首次嘗試的過(guò)程中沿用之前的科學(xué)家使用的電流扭力秤，沒(méi)能測(cè)量出電流具體變化值。教師可將課堂轉(zhuǎn)變?yōu)闅W姆定律的研究場(chǎng)所，學(xué)生在了解到整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程后，確定歐姆定律所研究的核心是電流，而非電阻，在外界環(huán)境和用電器性質(zhì)尚未改變的前提下，電阻不變，改變的是電流，解決學(xué)生認(rèn)知上的問(wèn)題[3]。同時(shí)，教師還可延續(xù)歐姆定律的研究方式，深度剖析在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程所用到的儀器設(shè)備，辨別鉍銅溫差電偶與實(shí)驗(yàn)室所使用的電源之間的差別，感受?chē)?yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神對(duì)于物理定律推導(dǎo)的作用。

（二）推演實(shí)驗(yàn)過(guò)程

很多學(xué)生反應(yīng)在高中物理的學(xué)習(xí)中很容易碰壁，有些知識(shí)在課堂聽(tīng)講的環(huán)節(jié)感覺(jué)已經(jīng)完全掌握，但在處理實(shí)際問(wèn)題的環(huán)節(jié)卻難以找到問(wèn)題突破口，出現(xiàn)此種現(xiàn)象的原因是學(xué)生并未完全掌握物理反應(yīng)原理，僅通過(guò)記憶定理公式的辦法無(wú)法內(nèi)化具體知識(shí)，利用物理學(xué)史可演示定理的推演過(guò)程。教師利用信息技術(shù)，在實(shí)驗(yàn)操作中，首先為學(xué)生展示某個(gè)定理演繹視頻，學(xué)生觀看視頻內(nèi)容，明確科學(xué)家所做的努力；其次，需要邀請(qǐng)幾名學(xué)生演示整個(gè)過(guò)程，教師起到引導(dǎo)和糾正錯(cuò)誤方向的作用，在學(xué)生出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，準(zhǔn)確介入，利用啟發(fā)的方式刺激靈感的產(chǎn)生；最后，在學(xué)生演示實(shí)驗(yàn)完畢后，確定實(shí)驗(yàn)主題，要求學(xué)生以小組為單位，利用實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有資源完善實(shí)驗(yàn)步驟，選擇喜歡的方式，細(xì)化實(shí)驗(yàn)流程，在學(xué)生交換思路的環(huán)節(jié)逐漸產(chǎn)生創(chuàng)新意識(shí)，刺激創(chuàng)造力的產(chǎn)生[4]。

例如，在講解有關(guān)牛頓第一定律的知識(shí)時(shí)，在課前導(dǎo)入環(huán)節(jié)增加關(guān)于牛頓和伽利略生平的介紹，從課程開(kāi)始階段刺激興趣的產(chǎn)生，借助學(xué)生高昂的學(xué)習(xí)積極性，教師可模擬伽利略的斜面實(shí)驗(yàn)，準(zhǔn)備小球、斜面等材料，根據(jù)伽利略實(shí)驗(yàn)的過(guò)程完成演示任務(wù)。首先放好兩個(gè)斜面，將兩個(gè)斜面對(duì)接，小球從其中一個(gè)斜面頂端自由下落后滾到另一個(gè)斜面，此時(shí)教師可重復(fù)幾次實(shí)驗(yàn)動(dòng)作，詢問(wèn)學(xué)生：“通過(guò)觀察你能發(fā)現(xiàn)什么規(guī)律？”，學(xué)生發(fā)現(xiàn)小球滾下的高度和上升的高度基本持平，但上升的高度略低于初始高度，教師結(jié)合學(xué)生的反饋，提出伽利略的觀點(diǎn)：若兩個(gè)斜面表面足夠光滑，那么兩個(gè)高度應(yīng)當(dāng)相等。然后，放置幾個(gè)傾角逐漸降低的斜面，拉長(zhǎng)斜面長(zhǎng)度，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，學(xué)生觀察到斜面逐漸延長(zhǎng)，為達(dá)到初始高度小球?qū)⒊掷m(xù)運(yùn)動(dòng)，由此教師提出：“結(jié)合觀察的現(xiàn)象，能否得出‘若傾角為0，則小球?qū)⒁恢卑凑找欢ǖ乃俣冗\(yùn)動(dòng)下去’的理論？”，學(xué)生置身于牛頓第一定律的研究環(huán)境中，通過(guò)理順伽利略的實(shí)驗(yàn)步驟，摒棄物體受力才會(huì)運(yùn)動(dòng)的錯(cuò)誤理念，有助于學(xué)生正確認(rèn)識(shí)牛頓第一定律。

（三）課堂講解環(huán)節(jié)

通過(guò)剖析物理教材可知，其內(nèi)容基本按照物理學(xué)史發(fā)展進(jìn)程設(shè)定，教師可利用這一特點(diǎn)，借助單元和理論內(nèi)在聯(lián)系編排課程內(nèi)容，從一個(gè)物理知識(shí)點(diǎn)出發(fā)，研究其理論分支內(nèi)容，形成連貫的理論框架，提升對(duì)物理知識(shí)的認(rèn)知水平。物理知識(shí)的學(xué)習(xí)并非獨(dú)立完成，每個(gè)知識(shí)點(diǎn)間都存在著千絲萬(wàn)縷的聯(lián)系，教師要利用物理學(xué)史的相關(guān)內(nèi)容，串起物理理論知識(shí)，引導(dǎo)學(xué)生建立全面的理論結(jié)構(gòu)，保證在處理綜合類的問(wèn)題時(shí)，能夠準(zhǔn)確定位其中所需要的定理，提升做題的效率和準(zhǔn)確性。

例如，在講解電磁學(xué)的相關(guān)知識(shí)時(shí)，尤其是復(fù)習(xí)階段，教師可按照理論發(fā)現(xiàn)的時(shí)間先后確定復(fù)習(xí)節(jié)奏。首先，展示電場(chǎng)有關(guān)物理學(xué)史，模擬庫(kù)倫定律研究的過(guò)程，結(jié)合的公式，確定庫(kù)倫在處理實(shí)驗(yàn)難題所采用的方法，引出電場(chǎng)的概念，提醒學(xué)生注意檢驗(yàn)電荷的要求。電場(chǎng)與磁場(chǎng)在某些方面存在一定的聯(lián)系，通過(guò)電場(chǎng)的具體含義轉(zhuǎn)移到磁場(chǎng)，展示安培和洛倫茲在研究通電導(dǎo)向在磁場(chǎng)中受力問(wèn)題所做出的貢獻(xiàn)，對(duì)比實(shí)驗(yàn)方式，結(jié)合安培力和洛倫茲力的具體含義，區(qū)分兩種力作用主體間的差異，強(qiáng)化對(duì)通電導(dǎo)向和運(yùn)動(dòng)電荷的理解程度，聯(lián)系運(yùn)動(dòng)學(xué)相關(guān)內(nèi)容，確定電荷在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡。重點(diǎn)普及法拉第電磁感應(yīng)定律研究過(guò)程，教師將學(xué)生的目光投放于“有效長(zhǎng)度”確定的研究中，開(kāi)展探究活動(dòng)，結(jié)合法拉第的研究過(guò)程給出有效長(zhǎng)度確定的方法，學(xué)生建立小組合作機(jī)制，與其他學(xué)生探討兩種有效長(zhǎng)度確定的研究流程，利用回路構(gòu)造法，基于平型切割和轉(zhuǎn)動(dòng)切割兩種方式，細(xì)化公式。通過(guò)上述教學(xué)活動(dòng)，教師不僅傳遞了科學(xué)家們認(rèn)真鉆研的精神，而且建立起不同物理知識(shí)間的聯(lián)系，解決獨(dú)立解決物理問(wèn)題的問(wèn)題，提醒學(xué)生全面看待物理學(xué)[5]。

（四）注重渲染精神

每位物理學(xué)家都經(jīng)歷了重重磨難才能獲得成功，而此種面對(duì)困難不畏懼且砥礪前行的態(tài)度正是當(dāng)代高中學(xué)生所欠缺的內(nèi)容，教師在為學(xué)生指點(diǎn)學(xué)習(xí)上的迷津的基礎(chǔ)上，應(yīng)當(dāng)利用物理學(xué)史，滲透優(yōu)秀的精神，幫助學(xué)生跳出舒適圈，積極投身于物理研究中。教師可結(jié)合具體的物理知識(shí)，連接現(xiàn)代生活，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注生活和學(xué)習(xí)中使用的現(xiàn)代化設(shè)備，追根溯源，確定做出積極貢獻(xiàn)的科學(xué)家，強(qiáng)化對(duì)物理知識(shí)的認(rèn)知程度，刺激學(xué)生產(chǎn)生創(chuàng)造力。

結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，物理學(xué)史對(duì)于高中物理教學(xué)質(zhì)量的作用不容小覷，教師要結(jié)合具體內(nèi)容，聯(lián)系物理學(xué)家的研究過(guò)程，提升學(xué)生的探究興趣。