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物理學史在初中物理教學中的作用論文
1物理學史的介紹，可以幫助學生更好地理解物理學知識
科學的發(fā)展過程始終是一個生動的歷史過程。教育重演論認為，“現(xiàn)代學生的學習過程是對人類文化發(fā)展過程的一種認知意義上的重演，即現(xiàn)代人的認知發(fā)展是對其祖先認知水平長期演化過程的濃縮”。如果學生對所學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。只有在相應的文化背景中學習，才能構(gòu)建合理的知識體系。建構(gòu)主義的學習觀認為，學習不是知識由教師向?qū)W生的傳遞，而是學生自己建構(gòu)知識的過程，學習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。所以物理學史應該成為物理教學必不可少的有機組成部分。從整個物理學科的發(fā)展來看，物理學可以分成兩大塊，一塊是物理學知識，另一塊是物理學史和物理學方法論。如果說物理學的理論體系是骨架的話，那么物理學史就是附著在骨架上的血肉。對于物理學中各個基本概念、基本規(guī)律和基本理論，學生只有了解它們產(chǎn)生、形成和發(fā)展演化的過程，才能深刻掌握它們的意義。在物理教學時，教師不但要教學生物理知識，還應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，當然也要講清它的缺陷和局限性，使學生在很短的時間內(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，不僅會消除學生對這些知識來源的神秘感，而且還會讓學生從知識的更替演變中認識它的條件性、局限性，認識科學理論的相對真理性。如果學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。對物理學知識的實質(zhì)的全面理解，有助于學生更好理解、掌握物理知識內(nèi)容，更好地應用物理知識解決問題。比如探索微觀粒子的教學中，由于日常生活中學生無法親自看到或接觸到微觀粒子，使學生感覺很抽象，很難在頭腦里構(gòu)建相應的物理情境，因此在認識上較為模糊。如果在教學中能呈現(xiàn)這段歷史，將有助于學生形成對微觀粒子的認識。1896年到1945年，這是令物理學家激動，同時也是科學史上最令人迷惑的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。當物理學家發(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物理學史的內(nèi)容能激發(fā)起學生學習物理的興趣
心理學研究證明，只有當人們對獲得知識產(chǎn)生興趣時，才能引發(fā)其認知的需要，它是學習最重要、最穩(wěn)定的動機，是促使人們進一步探究的內(nèi)在驅(qū)動力。初中學生剛剛開始接觸物理，心中充滿了好奇感和神秘感。一方面，物理學史中有許多科學家的奇聞趣事，在課堂教學的情境設置時可以充分地應用，以激起學生的學習興趣。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一章的引入。在電學一章的引入時，可以介紹富蘭克林的傳奇故事，來激發(fā)學生的求知欲。另一方面，興趣的養(yǎng)成又可以激發(fā)學生繼續(xù)學習物理的欲望。杜威指出：“最重要的態(tài)度是能養(yǎng)成繼續(xù)學習的欲望。如果這方面的動力減弱而不加強，那么，就會發(fā)生比僅僅缺乏預備更加嚴重得多的事情�！眰鹘y(tǒng)的教學往往只重視知識的傳遞，卻忽視了對學生學習欲望的培養(yǎng)，就會導致學生學習的后續(xù)動力不足，不利于學生的“終生學習”能力的培養(yǎng)。而物理學史恰好可以彌補這方面的不足。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”。物理學史中有大量物理學家自我實現(xiàn)的事例，通過介紹這些事例，可以創(chuàng)設使學生分享科學家“高峰體驗”的情境，激發(fā)學生“自我實現(xiàn)”的主觀愿望，潛移默化地使學生的學習動力得到加強。
3物理學史的內(nèi)容可以培養(yǎng)學生質(zhì)疑的精神和探究精神
物理學發(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)系的思想為標準來審視一切科學假說與科學理論，不迷信權(quán)威，這是科學能不斷向前發(fā)展的動力。以往的物理教學過分強調(diào)學科體系，過分注重知識的系統(tǒng)性傳授，在教學過程中要做到滴水不漏。一節(jié)節(jié)的物理課上下來，學生面前所呈現(xiàn)的物理知識是一個整體，這牢不可破的形式足以嚇退學生探索物理的嘗試，從而讓學生失去學習物理的信心，更沒有勇氣去懷疑、去探究。學生逐漸形成了這樣的觀念：這就是真理，學習它、記住它。久而久之，發(fā)展著的科學理論被神圣化、教條化，學生不知道這個理論從何而來，為什么會是這樣的？這種灌輸式的教學不自覺地剝奪了學生的懷疑和批判精神，扼殺了學生發(fā)現(xiàn)問題、提出問題的積極性，抑制了學生的創(chuàng)新思維。因此通過物理學史在物理教學中的滲入，能讓學生認識到：物理學充滿了懷疑、批判和超越。讓學生用發(fā)展的、動態(tài)的眼光看待物理學，養(yǎng)成敢于懷疑，勇于批判的科學態(tài)度，形成獨立思考和獨立判斷的能力，從而在學習和探究物理的過程中發(fā)展個性。獨立思考和獨立判斷的能力，首先表現(xiàn)在懷疑和批判的精神。物理學史上大量事例表明，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。科學家們決不容許科學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)，而科學過程就是這一思考與再思考的經(jīng)典過程，這也正是科學推進的方式�？茖W家提出的理論，有時正確，有時錯誤，這些理論被后人反復糾正、擴展或者簡化，不斷完善。這種勇于創(chuàng)新的批判性思維，正是科學最寶貴的精神所在。
4物理學史的內(nèi)容可以幫助學生掌握科學方法和進行科學思維的訓練
初中階段學生身心發(fā)展基本成熟，同時可塑性強。他們具有一定的抽象思維能力，思維活躍，具有強烈的探究欲望，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)。在物理教學中要注重于幫助學生掌握科學方法，如觀察和實驗既是研究物理問題的基本方法，也是學習物理學的基本方法，物理學史描述了許多科學家善于從不被人注意的一些平�，F(xiàn)象中細心地觀察與思考的事例。比如倫琴一生在物理學領(lǐng)域中進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生形成“對稱”的思想……。又如“建模”的方法，物理學史中物理學家合理的“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生從眾多現(xiàn)象中看到事物的本質(zhì)，對學生的思維發(fā)展大有裨益。在中學物理教學中引入物理學史，有利于學生知識和技能的掌握，讓學生了解科學發(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史的內(nèi)容融入物理教學中，以促進學生綜合素質(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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