浅论物理学史在物理教学中的重要性

为切实可行落实新课程理念, 教育部结合中学基础教育实际情况, 提出了三维的课程目标:知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观。中学物理教育已经慢慢转变教育方式, 在课堂上采用教师演示实验和学生分组实验来调动学生学习的积极性和有效性来体会物理学习的过程的方法, 这确实起到事半功倍的效果。

一、物理学史丰满物理课堂学生精神世界

科学的发展过程就是一场生动而深刻的历史发展过程。就物理学科的发展来看, 物理学可以分成三大板块, 第一大板块包含是物理学知识, 另一板块和物理学方法论最后这一板块是物理学史。物理学的理论体系是好比人身上的骨架, 物理学方法论就是附着在骨架上的血肉, 而物理学史则为人的情感和灵魂。这三者相辅相成, 不可分割。

教师在物理课堂中, 补充物理知识生成的背景和该时代物理学史的发展, 会让物理教学显得自然而充实而只有在相应的文化背景中学习, 才能构建合理的知识体系, 使学生在很短的时间内“亲身经历”一下各部分物理知识的“系统发育过程。”也才能让理性而严谨的物理教学, 变得充满时代的特征, 变得有血有肉。

例如, 在介绍哥白尼《日心说》, 一定要介绍《日心说》建立的残酷和艰难时代背景。可以介绍当时盛行的《地心说》。“地心学”说被教会奉为和《圣经》一样的经典, 长期居于统治地位。而当时布鲁诺勇敢地捍卫和发展了哥白尼的太阳中心说, 最后被宗教裁判所判为“异端”烧死在罗马鲜花广场。宗教裁判所判处布鲁诺火刑, 布鲁诺以轻蔑的态度听完判决书后, 正义凛然地说:“你们对我宣读判词, 比我听判词还要感到恐惧”。行刑前, 刽子手举着火把问布鲁诺:“你的末日已经来临, 还有什么要说的吗?”布鲁诺满怀信心庄严地宣布:“黑暗即将过去, 黎明即将来临, 真理终将战胜邪恶!” 他最后高呼:“火, 不能征服我, 未来的世界会了解我, 会知道我的价值。”52岁的布鲁诺在熊熊烈火中英勇就义。他死后, 教会甚至害怕人们抢走这位伟大思想家的骨灰来纪念他, 匆匆忙忙把他的骨灰连同泥土一起抛撒在台伯河中。这些物理学发展过程的时代背景的讲解, 甚至对于科学家为真理献身的故事, 会让学生热血沸腾, 会让学生感同身受。也会让学生更加珍惜当下的幸福生活, 让学生明白科学的发展也是残酷艰难, 真理的建立也伴随着血和泪的斗争。也让以理性探究的物理课堂充满感性的情感冲突, 让学生树立勇于探索的献身精神。

二、物理学史使物理课堂趣味横生

心理学研究证明, 只有当人们对获得知识产生兴趣时, 才能引发其认知的需要, 它是学习最重要、最稳定的动机, 是促使人们进一步探究的内在驱动力。在初二无物理书的第一节中强调物理是有趣的。而物理的趣的建立多数老师采用引导学生观察身边的现象, 启发学生思考产生现象的原因, 诱发矛盾的生成, 激发学生思考, 再通过实验验证。这确实是学生的最感兴趣的部分。但是物理学史中那些千千万万个伟大的科学家, 他们也是从小孩变成大人, 从学生变成伟人。他们在成长过程中也会经历很多和学生们一样的一些啼笑皆非的事情。要让学生明白, 即使是伟大的科学家, 但首先他是人不是神, 他和其他普普通通的人一样, 也会贪玩, 也会撒谎, 也会失败, 唯有对科学真心的热爱, 唯有坚持不懈才能获得最后的成功。

比如, 在介绍牛顿时, 除了介绍他生平为做出的伟大贡献, 可以介绍《牛顿请客》的故事:牛顿专心做实验, 随手一抓, 把挂表当作鸡蛋, 放到小锅子里去煮了。这样的小故事即能反映科学家专研科学过程中废寝忘食的精神, 也可以让学生们感受到那些伟人们不是留在书中一个个冷冰冰的形象, 而是真正生活在那个时代有血有肉的人。也会犯错误也会闹笑话, 和我们周围的人没有什么不同。这样一下就拉近了科学家和学生之间的距离。让他们体会到只要和科学家们一样的专注和坚持, 自己也可能成为他们中的一员。

三、物理学史带领学生重走物理学家探究之路

学生个体认识发展过程同人类整体认识的物理学发展历史也是吻合的。教学中的难点, 好往往是物理学发展史上难以攻克的科学难题;教学中的重点, 也往往是物理学发展史上关键性的突破和物理学家们伟大贡献的精华之点;物理学的学习方法很多也都是科学家们在重大发现过程中创造的科学方法。可以说, 物理学的发展史, 是学生学习物理过程缩影的原版。模拟物理学家的思维过程, 分析过程, 不是简单机械的重复, 而是在此基础上学习物理发展过程中, 从发现问题, 到分析问题, 最后解决问题的科学的思维过程。这一方法, 可以培养学生正确的思维习惯和科学的思维过程。

比如, 在讲解牛顿第一定律时, 可以先从生活中的例子引入, 比如用力推小车, 小车运动, 不使力小车停止运动。介绍经验自然的导从亚里士多德的“力是维持物体运动的原因”, 可以先介绍亚里士多德所处的时代背景, 亚里士多德是怎样一个人, 这样便于学生科学正确的认识科学家。在引导学生, 小车推出去后还受到推力没有?小车又是否运动?在这样的启发下, 讲解伽利略是怎样提出疑问, 他又是怎样思考这个问题的?接着又提问, 为什么小车会停下来?那如果没有阻力小车又会做什么运动?再提问同学们, 你想怎样解决这个问题, 伽利略又是怎样设计?这样就自然引入了伽利略理想斜面实验。进而在介绍笛卡尔通过伽利略的理论, 又提出怎样的完善, 最后才是牛顿压轴出场, 他站在在巨人们的肩膀上看的更远, 他归纳总结了前人们的观点和理论, 才有了牛顿第一定律。在这样完全按照物理学史发展却重走科学家们的探究之路, 让同学们切身体会到, 物理学必须是清清楚楚明明白白, 必须是科学严谨真实可信还必须不断完善和总结。科学的探究要敢于质疑权威, 敢于挑战权威, 才能最后的到真理。