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物理學(xué)史在初中物理教學(xué)中的作用論文
1物理學(xué)史的介紹，可以幫助學(xué)生更好地理解物理學(xué)知識
科學(xué)的發(fā)展過程始終是一個生動的歷史過程。教育重演論認(rèn)為，“現(xiàn)代學(xué)生的學(xué)習(xí)過程是對人類文化發(fā)展過程的一種認(rèn)知意義上的重演，即現(xiàn)代人的認(rèn)知發(fā)展是對其祖先認(rèn)知水平長期演化過程的濃縮”。如果學(xué)生對所學(xué)知識的來源和理論體系的形成感到深奧莫測，就很容易形成對這些知識的僵化的絕對化的理解。只有在相應(yīng)的文化背景中學(xué)習(xí)，才能構(gòu)建合理的知識體系。建構(gòu)主義的學(xué)習(xí)觀認(rèn)為，學(xué)習(xí)不是知識由教師向?qū)W生的傳遞，而是學(xué)生自己建構(gòu)知識的過程，學(xué)習(xí)者不是被動的信息吸收者，而是主動地建構(gòu)信息的意義，這種建構(gòu)不可能由其他人代替。所以物理學(xué)史應(yīng)該成為物理教學(xué)必不可少的有機(jī)組成部分。從整個物理學(xué)科的發(fā)展來看，物理學(xué)可以分成兩大塊，一塊是物理學(xué)知識，另一塊是物理學(xué)史和物理學(xué)方法論。如果說物理學(xué)的理論體系是骨架的話，那么物理學(xué)史就是附著在骨架上的血肉。對于物理學(xué)中各個基本概念、基本規(guī)律和基本理論，學(xué)生只有了解它們產(chǎn)生、形成和發(fā)展演化的過程，才能深刻掌握它們的意義。在物理教學(xué)時，教師不但要教學(xué)生物理知識，還應(yīng)該講清知識的由來和發(fā)展，講述它的成功，講它解決了哪些問題，當(dāng)然也要講清它的缺陷和局限性，使學(xué)生在很短的時間內(nèi)“親身經(jīng)歷”一下各部分物理知識的“系統(tǒng)發(fā)育過程”。這樣，不僅會消除學(xué)生對這些知識來源的神秘感，而且還會讓學(xué)生從知識的更替演變中認(rèn)識它的條件性、局限性，認(rèn)識科學(xué)理論的相對真理性。如果學(xué)生只是生硬地記住一些物理概念、數(shù)據(jù)、定律和公式，并不表示他們真正理解物理知識。對物理學(xué)知識的實質(zhì)的全面理解，有助于學(xué)生更好理解、掌握物理知識內(nèi)容，更好地應(yīng)用物理知識解決問題。比如探索微觀粒子的教學(xué)中，由于日常生活中學(xué)生無法親自看到或接觸到微觀粒子，使學(xué)生感覺很抽象，很難在頭腦里構(gòu)建相應(yīng)的物理情境，因此在認(rèn)識上較為模糊。如果在教學(xué)中能呈現(xiàn)這段歷史，將有助于學(xué)生形成對微觀粒子的認(rèn)識。1896年到1945年，這是令物理學(xué)家激動，同時也是科學(xué)史上最令人迷惑的50年。原子這一經(jīng)歷2300年之久的概念，在此期間經(jīng)歷了重大變化。當(dāng)物理學(xué)家發(fā)現(xiàn)還有更小的組成部分時，原子這一以前曾經(jīng)被看成是終極不可再分的粒子，在人們的頭腦里不再是原先的概念。鑒于在原子內(nèi)部還有帶負(fù)電的電子，于是人們起初把電子想象成圍繞著密集的原子核旋轉(zhuǎn)的微觀行星。而原子核同樣讓人吃驚，竟由具有質(zhì)量與正電荷的質(zhì)子與只有質(zhì)量沒有電荷的中子緊密結(jié)合而成。隨之又有更小的微粒被發(fā)現(xiàn)。
2物理學(xué)史的內(nèi)容能激發(fā)起學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣
心理學(xué)研究證明，只有當(dāng)人們對獲得知識產(chǎn)生興趣時，才能引發(fā)其認(rèn)知的需要，它是學(xué)習(xí)最重要、最穩(wěn)定的動機(jī)，是促使人們進(jìn)一步探究的內(nèi)在驅(qū)動力。初中學(xué)生剛剛開始接觸物理，心中充滿了好奇感和神秘感。一方面，物理學(xué)史中有許多科學(xué)家的奇聞趣事，在課堂教學(xué)的情境設(shè)置時可以充分地應(yīng)用，以激起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。例如，牛頓在太陽光下吹肥皂泡研究白光色彩的故事可以用于光學(xué)一章的引入。在電學(xué)一章的引入時，可以介紹富蘭克林的傳奇故事，來激發(fā)學(xué)生的求知欲。另一方面，興趣的養(yǎng)成又可以激發(fā)學(xué)生繼續(xù)學(xué)習(xí)物理的欲望。杜威指出：“最重要的態(tài)度是能養(yǎng)成繼續(xù)學(xué)習(xí)的欲望。如果這方面的動力減弱而不加強(qiáng)，那么，就會發(fā)生比僅僅缺乏預(yù)備更加嚴(yán)重得多的事情�！眰鹘y(tǒng)的教學(xué)往往只重視知識的傳遞，卻忽視了對學(xué)生學(xué)習(xí)欲望的培養(yǎng)，就會導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)的后續(xù)動力不足，不利于學(xué)生的“終生學(xué)習(xí)”能力的培養(yǎng)。而物理學(xué)史恰好可以彌補(bǔ)這方面的不足。根據(jù)馬斯洛的“需要層次說”，“自我實現(xiàn)的需要”是人最高層次的需要，自我實現(xiàn)者與常人的區(qū)別是自我實現(xiàn)者能更經(jīng)常地產(chǎn)生“高峰體驗”。物理學(xué)史中有大量物理學(xué)家自我實現(xiàn)的事例，通過介紹這些事例，可以創(chuàng)設(shè)使學(xué)生分享科學(xué)家“高峰體驗”的情境，激發(fā)學(xué)生“自我實現(xiàn)”的主觀愿望，潛移默化地使學(xué)生的學(xué)習(xí)動力得到加強(qiáng)。
3物理學(xué)史的內(nèi)容可以培養(yǎng)學(xué)生質(zhì)疑的精神和探究精神
物理學(xué)發(fā)展的歷史向我們顯示了這樣一條真理：要有條件地有懷疑地思考，即力求以發(fā)展、變化、聯(lián)系的思想為標(biāo)準(zhǔn)來審視一切科學(xué)假說與科學(xué)理論，不迷信權(quán)威，這是科學(xué)能不斷向前發(fā)展的動力。以往的物理教學(xué)過分強(qiáng)調(diào)學(xué)科體系，過分注重知識的系統(tǒng)性傳授，在教學(xué)過程中要做到滴水不漏。一節(jié)節(jié)的物理課上下來，學(xué)生面前所呈現(xiàn)的物理知識是一個整體，這牢不可破的形式足以嚇退學(xué)生探索物理的嘗試，從而讓學(xué)生失去學(xué)習(xí)物理的信心，更沒有勇氣去懷疑、去探究。學(xué)生逐漸形成了這樣的觀念：這就是真理，學(xué)習(xí)它、記住它。久而久之，發(fā)展著的科學(xué)理論被神圣化、教條化，學(xué)生不知道這個理論從何而來，為什么會是這樣的？這種灌輸式的教學(xué)不自覺地剝奪了學(xué)生的懷疑和批判精神，扼殺了學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、提出問題的積極性，抑制了學(xué)生的創(chuàng)新思維。因此通過物理學(xué)史在物理教學(xué)中的滲入，能讓學(xué)生認(rèn)識到：物理學(xué)充滿了懷疑、批判和超越。讓學(xué)生用發(fā)展的、動態(tài)的眼光看待物理學(xué)，養(yǎng)成敢于懷疑，勇于批判的科學(xué)態(tài)度，形成獨(dú)立思考和獨(dú)立判斷的能力，從而在學(xué)習(xí)和探究物理的過程中發(fā)展個性。獨(dú)立思考和獨(dú)立判斷的能力，首先表現(xiàn)在懷疑和批判的精神。物理學(xué)史上大量事例表明，不局限于傳統(tǒng)理論和觀念，不迷信權(quán)威和書本，是科學(xué)創(chuàng)造的思想前提，批判的頭腦，質(zhì)疑的精神，是打開未知科學(xué)大門的鑰匙。如伽利略對亞里士多德的懷疑和批判，推翻了錯誤的落體定律，得出了慣性定律，為牛頓力學(xué)的建立打下了理論基礎(chǔ)；盧瑟福在做了大量α粒子散射實驗后，提出了原子核式結(jié)構(gòu)模型，否定了他的老師湯姆孫提出的葡萄干蛋糕模型。在愛因斯坦之前，洛侖茲和彭加勒已經(jīng)走到相對論的大門口，只是由于未能擺脫絕對時空觀的束縛，才沒有最終邁入相對論的門坎。正是由于愛因斯坦拋開了“絕對運(yùn)動”和“靜止以太”的觀念，并深刻地審察了“同時性”概念的物理學(xué)根據(jù)，才創(chuàng)建了狹義相對論，引起了人類時空觀的巨大變革。科學(xué)家們決不容許科學(xué)的停滯與思考的停止，即使面對世俗的諸多重壓也毫不妥協(xié)，而科學(xué)過程就是這一思考與再思考的經(jīng)典過程，這也正是科學(xué)推進(jìn)的方式�？茖W(xué)家提出的理論，有時正確，有時錯誤，這些理論被后人反復(fù)糾正、擴(kuò)展或者簡化，不斷完善。這種勇于創(chuàng)新的批判性思維，正是科學(xué)最寶貴的精神所在。
4物理學(xué)史的內(nèi)容可以幫助學(xué)生掌握科學(xué)方法和進(jìn)行科學(xué)思維的訓(xùn)練
初中階段學(xué)生身心發(fā)展基本成熟，同時可塑性強(qiáng)。他們具有一定的抽象思維能力，思維活躍，具有強(qiáng)烈的探究欲望，不滿足于對書本知識的簡單地死記硬背，在知識和能力方面具有了一定的研究基礎(chǔ)。在物理教學(xué)中要注重于幫助學(xué)生掌握科學(xué)方法，如觀察和實驗既是研究物理問題的基本方法，也是學(xué)習(xí)物理學(xué)的基本方法，物理學(xué)史描述了許多科學(xué)家善于從不被人注意的一些平�，F(xiàn)象中細(xì)心地觀察與思考的事例。比如倫琴一生在物理學(xué)領(lǐng)域中進(jìn)行過大量實驗研究工作，一次實驗中，他偶然發(fā)現(xiàn)包有黑紙的底片被曝光，他沒有放過這一個細(xì)小的現(xiàn)象。正是他這種觀察能力、分析能力使他發(fā)現(xiàn)X射線從而獲得諾貝爾獎，其實在倫琴發(fā)現(xiàn)X射線之前，1800年哥爾茨坦曾發(fā)現(xiàn)過這種現(xiàn)象；1887年克魯克斯曾發(fā)現(xiàn)過未知射線使他的底片變黑，他卻以為是底片質(zhì)量問題……。再如法拉第“電可以生磁，磁也一定可以生電”的歷史故事可以幫助學(xué)生形成“對稱”的思想……。又如“建模”的方法，物理學(xué)史中物理學(xué)家合理的“建�！睂栴}的解決起到了決定性的作用。簡單的理想化模型能夠幫助學(xué)生從眾多現(xiàn)象中看到事物的本質(zhì)，對學(xué)生的思維發(fā)展大有裨益。在中學(xué)物理教學(xué)中引入物理學(xué)史，有利于學(xué)生知識和技能的掌握，讓學(xué)生了解科學(xué)發(fā)現(xiàn)的過程與方法，同時在潛移默化的過程中滲透了對情感、態(tài)度、價值觀的教育。如何更好地把物理學(xué)史的內(nèi)容融入物理教學(xué)中，以促進(jìn)學(xué)生綜合素質(zhì)的提高，這需要廣大物理教師在實踐中積極探索。
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