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浅议物理学史与高效课堂

  高效课堂,是指在有效课堂的基础上、完成教学任务和达到教学目标的效率较高、效果较好并且取得教育教学的较大影响力和社会效益的课堂。高中物理教学旨在进一步提高学生的科学素养,使学生通过学习初步形成科学方法、科学态度、科学世界观,强调认识和领悟科学的本质、科学与人文的关系,培养学生的社会责任感等。物理学史是研究人类对自然界各种物理现象的认识史,它的基本任务就是描述物理概念、定律、理论和研究方法的脉络,提示物理学观念、方法和内容的发生、发展的原因和规律性。所以物理学史理应成为一种珍贵的教学资源。本文从以下四个方面谈谈物理学史与高效课堂的关系。
  一、利用物理学史可对学生进行科学理想教育,激发学习兴趣和创造精神。
  熟知著名科学家的创造实践,了解历史上重大科学发现和发明产生的历史背景和突破过程,可以开阔眼界,坚定学生进行科学创造、推进科学发展的信心和理想。了解科学家的生平和伟大贡献,从中获得启示,往往可以使青年学生受益终生。介绍杰出科学家的至理名言,可以使学生感受科学家勇于追求真理、献身科学事业高贵品质。在教学中介绍物理学史能够使学生认识到:认识真理除了要克服科学实验上的困难和危险外,还要敢于突破传统偏见,大胆进行科学探索,冲破传统观念的束缚。要推动科学发展,不仅要尊重权威,虚心学习继承前人的正确理论知识,还要破除迷信和固守传统观念的思想,敢于创新。
  二、了解物理学史,可加深学生对物理知识的理解,弥补传统物理教学的人文缺陷。
  物理学的知识,主要是指物理概念和物理规律。一个基本概念、规律,它是根据哪些客观现象,由于何种研究的需要被引进物理学的呢?其原始意义是什么?随着物理学的发展,它又得到哪些补充和修正?这从一般教科书上难以全面了解。教科书往往只给一个定义,这容易使学生断章取义。在教学中增加一些相关的物理学发展史实,让学生了解这些物理学概念、规律逐步形成的历史,使逻辑性和历史性相结合,更有利于学生全面正确地理解和领悟。物理学发展史就是一部完整的科学家奋斗史,通过物理学史的渗透可以使学生理解居里夫人等科学家的爱国情怀,促进学生正确理解人与自然的关系,人与社会的关系并产生强烈的感情,形成对美和善的辨别力和追求热情,树立崇高的社会责任感和爱国主义情怀,起到提高科学素质和人文素质的作用。
  三、利用物理学史可对学生进行科学研究方法的熏陶,使其全面理解科学的本质。
  物理学的思想和方法是在物理学发展过程中形成的,是人类智慧的结晶。学生了解和掌握这些思想和方法,对于今后从事任何研究和工作都是很有用的。物理学方法包括:科学抽象和逻辑思维方法如分析法与综合法、归纳法与演绎法等;与物理学原理相联系的基本方法如受力分析法、统计平均法、能量守恒法等;物理学研究的常用方法如观察和实验、物理模型、理想实验、物理类比、物理假说等。在物理教学中渗透物理学史教育,将物理知识教学与物理学史结合起来,在展现物理学家探索物理知识的过程中,使学生从中领悟到物理学的研究方法。例如伽利略通过逻辑推理和实验方法发现了自由落体定律,利用理想斜面实验的方法得到了惯性定律;牛顿用实验观察方法和归纳方法研究光的色散现象,运用数学方法和综合方法得到了万有引力定律和力学三定律;库仑和欧姆分别运用类比研究方法得到了库仑定律和欧姆定律;爱因斯坦运用直觉思维和理想实验方法创立了相对论,等等。通过展现物理学家揭开自然界之谜和艰难的探索历程,使学生感受到他们用有效的方法一步一步掀开遮蔽真理帷幕的那种科学发现的震撼与激动,从身临其境地参与其中,获得科学方法论思想的熏陶与升华。物理学发展的历史就是探究的历史,在教学中渗透物理学史可以提高学生科学探究所需要的能力和增进对科学探究的理解,领悟科学的本质特征――探究。学生与科学家的探究思维本质上是一致的,只不过“科学家是为了求知而探究,而学生探究是为了求知”。让学生了解物理学史中典型的探究实例,有助于他们学会做学问、做研究的方法,从而养成探究习惯。
  四、了解物理学发展的历史,有助于学生树立辩证唯物主义观点。
  在物理学的发展史上,经常发生以下各种形式的理论变迁:以比较正确的认识代替错误的认识;以比较全面的认识代替片面的认识;以更深入的认识代替表面的认识;以更加普遍、精确的认识代替局部的近似的认识。这可使学生明白人们在一定条件下获得的物理学知识只能是近似性的、相对的真理。如果教师有意识地结合物理学特点,进行物质第一性,物质的运动性和对立性统一,量变与质变,否定之否定规律的教育,则可以使学生从中领会其中所包含的辩证唯物主义观点。如果教师只注意理论本身的逻辑结构,习惯于从少数几个基本假设或定律出发,运用数学方法推导出结论,这就掩盖了科学认识的具体发展过程。使学生对这些知识的来源、理论体系的形成,感到深奥莫测,认为各个物理学概念、原理和定律的获得都是一蹴而就的,只是那些智慧超人的“灵感”创造,是常人所不能及的。在教学中适当地做一些必要的历史回顾,有助于消除学生对物理学知识来源的神秘感。使学生认识到,发明创造不是某些人的特权。
  我们不仅要教给学生所必需的物理知识,还应教给学生科学的学习和研究方法,对学生进行科学理想教育,激发学生的学习兴趣和创造精神,增强学生的怀疑和批判精神,提高其科学素质和人文素质。物理学具有很强的继承性,许多科学家就是从对本学科的历史研究中,开始自己的创造活动的,牛顿说:“如果说我比别人看的远一点,那是因为我站在巨人的肩上。”所以把物理学史的知识融于物理教学中对于强化教学效果无疑具有重要价值。


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