高中物理電磁學(xué)深度融合物理學(xué)史

黃益輝

摘 要：科學(xué)家的深度研究為現(xiàn)如今的美好生活提供了一定的支持，因此應(yīng)當體會他們所具備的科學(xué)精神，并將其滲透到日常生活中。教學(xué)的目的是培養(yǎng)對社會有用的人才，因此要注重對個人能力和精神的培養(yǎng)，通過將物理學(xué)史與課程教學(xué)緊密結(jié)合，達成以上目標。重點研究高中物理電磁學(xué)深度融合物理學(xué)史的基本方式，以期確保在后續(xù)的教學(xué)中提升學(xué)生的個人素養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：高中物理;電磁學(xué);物理學(xué)史;融合

物理學(xué)史包含科學(xué)家展開研究的整個過程，將其引入實際的教學(xué)中能夠解決學(xué)生對于定理推導(dǎo)、實驗原理無法深入理解的問題，通過展示物理學(xué)家的研究過程，直觀參與到定理的推導(dǎo)環(huán)節(jié)，有助于突破時間、空間的限制，與科學(xué)家對話，從而提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。與此同時，任何一項定理的推演過程都十分艱辛，科學(xué)家嚴謹、不畏艱難的精神值得學(xué)生學(xué)習(xí)，因此可將物理學(xué)史與高中物理教學(xué)深度融合，發(fā)揮提升學(xué)生基本物理素養(yǎng)的作用。

一、課程導(dǎo)入階段

在課程導(dǎo)入階段，教師的行為將直接影響學(xué)生對本課的興趣，為此要想激發(fā)興趣，應(yīng)當創(chuàng)設(shè)相應(yīng)的學(xué)習(xí)情境或引入一些趣味性話題，從而激活學(xué)生的內(nèi)在動力，使其積極參與到后續(xù)的教學(xué)過程中。而物理學(xué)史對于學(xué)生來講具有一定的新奇感，教師要重視在課程導(dǎo)入階段對物理學(xué)史的融入。為了保證融入的效果，教師需要針對學(xué)生的發(fā)展情況以及課程基本內(nèi)容確定課程展開的最終目標，并借助信息技術(shù)查閱網(wǎng)上資料對物理學(xué)的有關(guān)內(nèi)容加以細化，保證在應(yīng)用過程中激發(fā)學(xué)生的興趣[1]。

例如，在開展靜電場和恒定電流的教學(xué)活動過程中，其展現(xiàn)了從靜電到動電的轉(zhuǎn)化過程，通過引入從靜電到動電最終到電流發(fā)現(xiàn)的物理學(xué)史，可使學(xué)生感受到在整個過程中科學(xué)家的研究精神，并使學(xué)生以積極的態(tài)度參與到后續(xù)的學(xué)習(xí)過程。具體的引入方式如下：教師可在課前導(dǎo)入環(huán)節(jié)，為學(xué)生播放意大利生理學(xué)家伽伐尼在解剖過程中所發(fā)生的趣事，在青蛙的不遠處有一個起電機，此時生理學(xué)家用刀觸碰青蛙，觀察到其四肢劇烈痙攣而起，電機也出現(xiàn)火花，隨即更換另一種金屬也會出現(xiàn)同樣的現(xiàn)象。在此種條件下伽伐尼認為產(chǎn)生這一情況的原因是動物電，但在之后一段時間里，伏打?qū)@種觀點并不認同，他覺得是潮濕物體與金屬接觸，兩個物體所帶電荷的種類不同，由此引起的痙攣現(xiàn)象，基于此發(fā)明了伏打電堆。此電堆，可提供恒穩(wěn)的電流。將此物理學(xué)史融入具體的教學(xué)環(huán)境當中，能引發(fā)學(xué)生對于恒定電流的興趣，從而使他們更好地參與到后續(xù)的探究環(huán)節(jié)當中。

二、思想方法滲透階段

在核心素養(yǎng)的實施背景下，教師應(yīng)當基于學(xué)科特點，向?qū)W生傳遞具備學(xué)科特征的思想以及思維方式，但傳統(tǒng)模式下采取的灌輸方法并不符合學(xué)生思維發(fā)展以及能力培養(yǎng)的特征，為此教師應(yīng)當對現(xiàn)有的方法進行改良，積極引入物理學(xué)史的有關(guān)內(nèi)容，從而起到刺激物理探究方法產(chǎn)生的作用[2]。

對于物理這門學(xué)科，針對其較為基礎(chǔ)的推理思想，教師可在庫侖定律、電流磁效應(yīng)以及電流定律的發(fā)現(xiàn)過程中引入相應(yīng)的物理學(xué)史，達到滲透類比思想的效果。如在庫侖定律的講解過程中，可為學(xué)生播放富蘭克林實驗的視頻，視頻中將軟木球用一根絲線懸掛于帶電金屬桶附近，但并不像富蘭克林做實驗前的預(yù)期，沒有觀察到電力所產(chǎn)生的作用，而后普利斯特利就此實驗進行了改良，但發(fā)現(xiàn)的結(jié)果與初次實驗相同，此時普利斯特利與力學(xué)原理中關(guān)于牛頓所推出的兩塊物質(zhì)間的引力以及距離之間的關(guān)系所做的實驗進行類比，分析重物之間的電荷引力和其距離之間的關(guān)系是否也呈現(xiàn)出反比的特點。但這僅僅是一個大膽的推測，無法將其作為定理應(yīng)用于實際問題的解決中，經(jīng)過多年的研究庫侖，最終運用庫侖扭秤將此轉(zhuǎn)變?yōu)槎ɡ?，并說明所帶電荷量與靜電力之間的關(guān)系，為庫侖定律的生成做出了貢獻。通過以上物理學(xué)史的引入，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注在整個過程中所運用的類比思維，可更好地幫助學(xué)生感知物理方法。

三、實驗探究階段

實驗活動的開展是保證知識內(nèi)化以及理論體系形成的必要措施，教師應(yīng)當重視在實驗開展過程中利用物理學(xué)史引導(dǎo)學(xué)生對此實驗的本質(zhì)有所了解，這就要求教師分清引入的階段，基于實驗本質(zhì)及其重難點部分合理引入相應(yīng)的實驗案例[3]。

例如，在開展庫侖定律的教學(xué)活動當中，學(xué)生需要了解庫侖扭秤實驗，此時教師可展示庫侖所給出的扭秤結(jié)構(gòu)，其通過對儀器設(shè)備的觀察發(fā)現(xiàn)扭秤的高、直徑等數(shù)量關(guān)系所存在的特點?；诖?，教師可開展定量實驗活動，說明在整個實驗中庫侖所應(yīng)用的方法，結(jié)合控制變量以及類比推理等多個物理方法，在開展實驗的過程中加入操作原理，使實驗數(shù)據(jù)更具有可借鑒的價值。

綜上所述，在高中物理教學(xué)中融入物理學(xué)史所起到的作用十分明顯，教師應(yīng)當重視在電磁學(xué)中積極與科學(xué)家的研究過程和具體背景等相聯(lián)系，從其具體的行為中引發(fā)學(xué)生的思維感知，體會研究的不易，并培養(yǎng)嚴謹?shù)目茖W(xué)精神，從而將其應(yīng)用于物理問題的解決當中，提升學(xué)生的思維能力以及學(xué)習(xí)水平。

參考文獻：

[1]都鵬程.物理學(xué)史與高中物理教學(xué)過程的融合研究[D].大連：遼寧師范大學(xué)，2020.

[2]許敏萱.核心素養(yǎng)下將物理學(xué)史融入高中物理教學(xué)的研究[D].大連：遼寧師范大學(xué)，2020.

[3]孫軍法.高中力學(xué)深度融合物理學(xué)史的案例開發(fā)[D].廣州：廣州大學(xué)，2020.

注：本文系河源市2020年中小學(xué)（幼兒園）教學(xué)研究課題“高中物理深度融合物理學(xué)史的案例開發(fā)”（課題編號：hy20074）。