刘芳
福建省福州第八中学 350000
摘要:物理学史是研究物理学发生、发展的历史,是解释物理学概念、定理、规律和变革过程的认识史。在高中物理教学中渗透物理学史内容,不仅有助于提高学生的学习兴趣,而且能够将德育融入物理课堂教学中,发挥出物理学科育人的价值。在当前的物理课堂中,很多老师忽视向学生传授物理学史,认为这样的知识对于学生的物理成绩提升不大,导致很多学生出现了为了应付考试而死记硬背物理史的情况,达不到物理新课标的要求。作为一名一线物理教师,有责任挖掘物理史背后蕴藏的价值,并将其积极的融入课堂教学中,促进学生物理核心素养能力的提升。
关键词:高中物理;物理学史;自由落体
随着新课程改革的不断深入,科学史与学科教学相结合的课题越来越受到重视。在科学教学中,不但要注重知识本身,更要注重知识形成发展的过程。因此,在高中物理教学中渗透物理学史的内容就显得至关重要。
在高中物理教学中渗透物理学史,有助于培养学生的科学态度、科学素养,促进学生正确科学观的形成。物理学史将物理概念、定律的历史发展过程呈现给学生,使学生通过对历史的回顾,重温科学家发现规律的思维过程和研究方法,并从科学家的成功中得到启发和鼓舞。学生掌握这些内容比学习物理知识、技能更为重要。学生在学习过程中自然而然地得到了科学思维模式的培养和训练,而这种思维习惯会对他将来的学习、研究产生深远的影响。接下来,我就以高中物理必修第一册《自由落体运动》这节课为例,谈谈我是如何在教学过程中渗透物理学史的。
一、通过具体的物理实例渗透物理学史
自由落体运动在日常生活中比较常见,具有重要的研究价值。历史上曾经有很多科学家研究过落体运动,亚里士多德、伽利略等对落体运动的研究,对物理学的发展起到了非常重要的推动作用,通过向学生介绍相关的物理学史,可以让学生受到科学精神、科学方法的熏陶。
教师首先介绍对自由落体运动的认识,历史上的两种观点:
(1)亚里士多德的错误观点:物体下落的快慢是由它们的重量来决定的。
(2)伽利略的观点:重物与轻物应该下落得一样快。
接着介绍伽利略的猜想:自由落体是一种简单的变速运动,即匀变速直线运动。
此时教师引导学生思考:在发明打点计时器、频闪照相技术之前,伽利略就已经提出“自由落体运动是一种匀变速运动”的猜想,那他是怎么证实的呢?他在证实的过程中遇到了哪些问题,又是如何克服的?
该实验难点一:各个时刻的速度难以测得。若且,必有。伽利略巧妙地将难以测量的速度转化为方便测量的位移进行研究。难点二:落体运动时间太短,无法准确测量。解决方法:“冲淡”重力,使其加速度减小。
于是,伽利略从直接研究自由落体运动,转向研究物体在斜面上的运动。具体方案:证明在光滑斜面上,从不同位置由静止开始下滑做加速直线运动的小球,其位移与时间平方的比值是一个常数。接着,他不断增大斜面倾角,发现对于每个对应的倾角,小球从斜面不同高度滑下时保持不变,在此基础上合理推测,当斜面倾角增大至90度,其比值依然保持不变,即自由落下的小球做匀变速直线运动。最后,师生共同总结伽利略的理想实验法:提出假设→数学推理→实验验证→合理外推。
伽利略对自由落体运动的研究是方法教育和情感教育的好素材。通过对这段物理学史的介绍,让学生体会伽利略的理想实验研究方法,体会科学家的探索精神,体会物理实验与科学推理在物理学研究中的作用,培养学生严谨认真、实事求是的科学态度与责任。
二、在课堂教学中穿插渗透物理学史
在高中物理课堂教学中渗透物理学史并不是一件容易的事情,需要教师在课下结合学生的学情认真备课,结合一些学生感兴趣的社会热点巧妙的进行渗透,这样才能调动其学生学习物理学史的积极性。教师可以在正课讲解中利用“结合”、“穿插”等手段将物理学史融入到课堂中,让学生在潜移默化中接受物理学史的熏陶教育。比如在进行《牛顿第一定律》讲解之前,可以利用多媒体生动的视频和图片,与学生一起回到牛顿所在的时代,讲述牛顿发现万有引力定律的过程,让学生知道任何一项伟大的发现或者发明都不是一蹴而就的,都是科学家们经过仔细观察和反复论证才得出的,提升学生的科学思维。此外,在正课开始前,教师也可以给学生安排一些小任务,比如课前查阅相关物理学家的资料,在课堂中预留出几分钟的时间让学生上台讲解一下自己查到的内容,教师组织进行课堂大讨论,让学生在正课开始前就能吊起胃口,加深对接下来所讲内容的理解。
结语
综上所述,随着物理新课标和素质教育的发展,物理学史在高中物理教学中受到的重视度越来越高,在一定程度上提高了物理教育教学的质量。受到传统教育教学理念的影响,当前高中物理教师对于物理学史的讲解很少,学生虽然能够对物理定理和概念等理解,但是对于一些定理的发现过程了解甚少,这是不符合当前物理学科教学要求的,学生的物理科学素养也不会提高很多。下一步,在高中物理教学中,教师要结合学生的物理学情和兴趣爱好,积极的在课堂教学中渗透物理学史,突出学生主体地位,让学生受到科学家们科学精神、科学方法的熏陶,最终提高其物理核心素养。
参考文献
[1]张辉军.高中物理渗透物理学史教学的研究探析[J].读写算,2019,000(009):137-138.
[2]吴丽娟.基于培养学生物理核心素养的物理学史功能分析[J].湖南中学物理,2019,34(08):48+90.
[3]谢秋菊.基于"问学"模式下协同学习——以高中物理"玻尔的原子模型"为例[J].物理教师,2020 041(001):18-20.