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课堂中渗透物理学史的教育意义

来源:用户上传      作者: 谢翠苗

  物理学史是研究人类对自然界各种物理现象的认识史,它研究的是物理学发生和发展的基本规律以及物理学概念和思想的发展和变革。学生通过物理学史的学习,不但能增长见识,加深对物理学的理解,更重要的是可以从中得到教育,得到启示,开阔视野,从前人的经验中吸取营养。
  一、有助于激发学生的学习兴趣
  物理学史记载了人类揭开世界奥秘和令人兴奋的探索历程,教师能抓住学生的心理,恰当地渗透相应的一些物理学史的材料,对培养学生学习物理的兴趣将会收到良好的效果。比如讲模拟闪电时可介绍富兰克林在用莱顿瓶进行放电实验的过程中,面对着电火花的闪光和劈啪声,总是禁不住联想到天空的雷电。他意识到莱顿瓶的电火花可能就是一种小型雷电。为了验证这个想法,必须将天空中的雷电引到地面上来。1752年7月的一个雷雨天,富兰克林用绸子做了一个大风筝。风筝顶上安上一根尖细的铁丝,丝线将铁丝联起来通向地面,丝线的末端拴一把铜钥匙,钥匙则插进一个莱顿瓶中。富兰克林将风筝放上天空等待打雷。突然,一阵雷电打下来,只见丝线上的毛毛头全都竖立起来,用手靠近铜钥匙,即发出电火花,天电终于被捉下来了。富兰克林发现,储存了天电的莱顿瓶可以产生一切地电所能产生的现象,这就证明了天电和地电是一样的。这样的史实不仅能使学生对所学的内容印象深刻,同时还会引发学习物理知识的兴趣,乐于探索自然现象和日常生活中的物理学道理。
  二、有助于教给学生科学方法
  在物理学科中,最具价值,也是最活跃的部分正是科学研究方法。每一个物理问题的解决、每一个物理定律的得出,总是伴随着科学方法的应用与产生。同样,新的科学方法的产生与应用又总可转化为更多物理概念的形成与物理问题的解决。
  在初中物理教材中,渗透了很多科学方法。比如伽利略对落体运动的研究,是用逻辑推理与理想实验的研究方法得到落体运动规律,从而否定了统治人们上千年的亚里士多德的观念;为了形象而方便地表示看不见摸不着的磁场,法拉第引入了磁感线模型,使物理学研究抽象问题的过程更直观、形象;能量守恒和转化定律的确立,是从个别的理论和实验,通过个性(即特殊性)揭示出自然界最一般规律(即共性)的,是归纳推理的具体应用。
  物理学发展史就是一部科学方法论发展史,在物理教学中插入物理学史,将实验方法、模型法、归纳推理法、逻辑推理与理想实验法相结合等这些方法灵活机动地在教学中适时引入,可以使学生在掌握知识的同时掌握科学方法, 使学生能更好地学好物理。
  三、有助于培养学生科学精神
  科学需要人的诚实、意志、毅力,敢于怀疑、敢于自我否定、强烈的创新意识等品质,正是这些品质构成了科学精神。
  科学精神的培养重在熏陶,在教学过程中,可充分发掘物理学史中的丰富资料,在授课中有机地穿插物理学家的科学精神的生动事例,在情感上吸引学生,使他们对科学产生一种热爱,了解科学家是怎样工作的,科学家为什么而工作,科学家对人类进步所作出的贡献,从而在潜移默化之中收到科学精神培养的成果。比如布鲁诺为捍卫“日心说”牺牲在罗马鲜花广场的熊熊烈火之中;伽利略在教会的迫害下坚持真理的故事;富兰克林为了研究雷电而冒险进行“费城实验”,科赫曼为此而遭雷击身亡;居里夫妇为提炼镭元素而冒受放射性元素射线的威胁;开普勒放弃一年半的计算成果,坚持修正8弧秒的火星轨道的误差,从而发现了行星的椭圆轨道的史实。诸如此类史实,都是培养学生科学精神的极好素材。
  四、有助于培养学生的社会责任感
  将物理学史知识渗透于教学中,有助于正确认识科学的影响,培养学生的社会责任感,树立可持续发展的意识,还能够帮助学生正确把握科学的社会功能。科学是一面双刃剑,要使科学真正造福人类,就要让学生对物理学发展的历史有所了解,对物理学上的重大突破在人类认识史上所产生的震撼人心的冲击以及在人类社会发展史上引起的重大技术变革有所了解。如麦克斯韦发现电磁场而建立电磁波理论,推动了信息技术革命的发展,同时进入到当今的现代化通信时代,但如今电磁波泛滥已危及到飞机的导航与人类的健康;水力发电为人类造福的同时,修建大坝对环境造成负面的影响;核技术可以用作医疗、能源,同时将产生核污染,核放射会污染环境甚至摧毁地球。对这些史实的了解,必将增加学生的社会责任感,并能在个人力所能及的范围内,比如节约用电、用水,对社会的可持续发展有所贡献。
  责任编辑 罗峰
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