物理学史在高中物理课堂中的应用

发表时间:2021/4/7   来源:《中小学教育》2021年1月1期   作者:王昱杰
[导读] 随着新课程改革的发展和完善,当前中国的教育工作也开辟了一个全新的局面

        王昱杰
        黑龙江省柴河林业局第一中学
        摘要:随着新课程改革的发展和完善,当前中国的教育工作也开辟了一个全新的局面。特别是在高中物理课程中,教师作用对学生提高技能和素养至关重要。本文研究了许多有效的教学方法和工具,并将其完全应用于学生。这些方法不仅可以有效地提高学生的物理学习能力,而且还可以促进学生的发展和提高综合素养。
        关键词:物理学史;高中物理在教室里教学;实施方法
        早在18世纪,法国著名的哲学家和社会学家奥古斯特·孔德(Auguste Comte)就明确提出了发展人才的想法,即在教育和培训活动中利用科学史发展知识。物理是极其抽象的东西。教师根据教科书的内容运用物理知识,对于抽象思维能力低的高中生,用这种教学方法会学生对物理知识内容很难理解。当前,物理学史可以被学生用来理解物理知识内容的产生和演化,以帮助学生在知识发展过程中建立系统的知识结构,并发展学生的科学思维。
一、在物理学史上发现重力定律时的科学家踪迹
        第谷(Tycho)致力于测量行星的位置。它将天体位置的测量误差从大约10'减少到2'。他的观察结果为哥白尼的日心说提供了重要的支持。
开普勒整理了第谷的数据,希望能更准确地描述这颗行星的轨道。他确信第谷数据的准确性,在根据哥白尼的理论检查了行星绕太阳的圆周运动是否偏离观测数据之后,他第一次质疑天体是否做出了“完美”的平稳圆周运动。根据第谷的说法,开普勒经过几年的初步计算,终于提出了三项开普勒定律。
二、物理学史在学习物理中的作用
(一)将物理学的历史与物理学联系起来
        许多教师知道,通过使用有关物理学史的相关知识来指导高中学生,可以有效地提高学生物理学习能力的发展和进步。但是,许多教师无法在实际教学过程中有效地协调他们。这将导致一些教师必须进行这种教学。毕竟,教师的教学工作不能始终如一地完成,这会使学生的学习困惑。首先,要解决这个问题,教师需要解决如何将物理学的历史与物理课紧密联系起来,以便学生正确理解知识。
例如,在解释微生物时,教师可以结合莱文·虎克(Levin Hooke)发明的显微镜历史来进行分类。通过学习放射性材料,教师可以结合居里夫人镭的发现来教学生。这样,它可以有效地促进学生对物理历史的理解以及对物理知识的兴趣。此外,为了充分培养学生将物理学史和物理学知识联系起来的能力,教师还必须总结物理学史上的情感态度、文化内容、研究精神和学术价值,然后将其整个教给学生。让学生在学习过程中养成良好的学习习惯和行为习惯。
(二)丰富学生的物理知识
        当教师的工作内容是激发学生学习热情时,教师不仅需要指导学生进入物理学史,而且还需要将各种方法和丰富的知识相结合。通过这种方法,可以进一步提高学生的学习技能和学习素养,并且他们还可以了解物理学史,对学生终身学习过程中个人物理学习的起着重要作用。除了丰富和提高学生的物理知识外,还可以帮助他们在学习过程中养成良好的学习习惯和正确的学习态度。
例如,亚里士多德提供力的原因是保持物体运动,但他是第一个研究物体运动与力之间关系的人。伽利略推翻了现有的亚里士多德。经典的倾斜表面理想滚动球实验设计得到了其他人的支持,尽管他认为“没有力可以迫使物体移动”,笛卡尔用数学方法解释了伽利略的错误方法,并且是第一个认识到力是物体运动状态变化的原因的人。牛顿站在巨人的肩膀上,总结了其前任的各种经验和结论,并提出了牛顿著名的第一定律。

这样,按照时间顺序向学生介绍了研究第一牛顿定律的过程,这与学生的认知能力和思维方式相对应。学生可以清楚地了解科学家如何在悠久的发展历史中探索物理知识及其观点。加深对定理的理解。这种方法不仅可以提高学生的综合学习能力,而且可以促进学生对物理知识和物理学史的深入理解和应用。
(三)培养学生对研究的兴趣
        兴趣是最好的老师。在向学生教授物理时,教师还需要分析和探索学生的爱好。并且,必须将物理学史的知识与开展学生教育兴趣结合起来。这种方法可以快速发展和提高学生的物理学习水平和综合的物理素养,并在终身学习过程中激发兴趣和好奇心,从而开展积极的研究和自学学习习惯。
例如,第谷花费了20多年的时间观测天体,并且一直坚持要进行准确的观测。他编辑的星表中的数据用肉眼甚至达到了肉眼分辨率的极限。开普勒仔细检查了许多年,经过多次仔细的数学计算,他开始质疑哥白尼关于行星轨道是圆形的信念的正确性。它是椭圆形的。直到找到基本解决方案后,开普勒仍然需要花费几个月的时间进行复杂的计算,这证实了他的理论与第谷的观察是一致的,这个过程花了16年。牛顿从1665年到1685年花了20年的时间来证明“离心力和重力”概念的演变顺序,最后提出“重力”概念。由此,我们可以想象科学家在这一过程中付出的辛勤工作,而他们坚持不懈的研究精神给我们留下了深刻的印象。
(四)丰富学生的物理知识
        为了提高学生的学习兴趣并激发学生的学习热情,教师每天进行教学工作时,教师不仅必须要教导和引导学生进入物理学史,而且还必须将各种方法与知识相结合。通过这种方法,可以进一步提高学生的学习技能和学习素养,并且他们还可以了解物理学史对学生的终身学习中个人的物理学习起着重要作用。除了丰富和提高学生的物理知识外,教师还可以帮助他们在学习过程中养成良好的学习习惯和态度。
例如,在物理教学中,高中一年级的“自由落体运动”,如果教师对物理历史知识更深入,那么可以将物理历史的内容纳入教学中:亚里士多德提出了“物体坠落的速度与其重量成正比的观点”。这种观点在西方学院占据了将近2000年的历史。后来,伽利略的“两架倾斜的铁塔”实验“铁球同时降落”驳斥了亚里士多德的理论和更多的科学主张。关于下落物体的运动遵守自由下落定律,该说法似乎不正确。在真空条件下,可以同时降低不同重量的物体。后来,当美国宇航员戴维·斯科特(David Scott)降落在月球上时,他试图同时放下羽毛和铁锤,并且它们同时降落,这也证明了自由落体定律的准确性。如果教师将自由落体定律的形成融入课堂物理课的教学中,那么学生将对历史有更深刻,更好的理解。
(五)体验科学家对地球的严格态度并尊重事实
        开普勒和牛顿在质疑和创新时始终采取尊重事实的严格态度,他们也不会过分质疑和创新。开普勒为何怀疑天体正在做出完美的平滑旋转运动?这是因为他发现此基本概念与Tycho的观测数据不一致。牛顿的创新也建立在以前的惯性研究基础之上。通过对惯性的研究,他提出速度的任何变化(包括速度方向的变化)都需要力,因此认为太阳在行星上具有重力。进一步提出所有物体都具有重力。可以看出,科学家在尊重事实的基础上对他们的研究采取了严格的科学方法。我们不仅必须在研究中遵循这些科学家的精神,而且在日常生活中如果没有这些精神也无法做到。
三、总结
总而言之,物理课程是高中教学过程中非常重要的一门科目。在教学中,老师需要注意使用正确的教学方法和工具。只有这样,才能有效地提高学生的学习机会,并迅速提高学生的热情,这可以从根本上改变学生对物理知识的认知和改变学生的学习的态度,以便学生可以积极主动地进行分析和探索。
参考文献
[1]傅良有.物理学史在高中物理教学中的应用[J].中学课程辅导(教师教育),2019(18):5.
[2]常娟.物理学史在初中物理教学中的教育功能探讨[J].启迪与智慧(教育),2019(08):66+72.
[3]唐超.高中物理教学中的历史教学法[J].数理化解题研究,2017(21):64-65.
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