浅谈物理学史在教学设计中的作用

第一篇：浅谈物理学史在教学设计中的作用

浅谈物理学史在教学设计中的作用

江苏省沙溪高级中学

唐耀东

情感态度价值观是新课程要实现的三维目标之一，这个目标与前二维的知识与技能、过程与方法比较起来似乎有点虚，然而这个目标却是为了改变传统的教学过程中过分注重基础知识与基本技能的教学，造成了学生主体性的缺失、情感性的缺失，“高分低能”、“有才无德”等现象的产生就是传统教学弊端，为了让学生选对做人的方向，为了让学生学会终身学习，情感态度价值观这个目标是必须的贯彻的。

物理教学中，物理学史的穿插教学是必须的，如果能在课堂教学中有机整合物理学史，是贯彻落实情感态度价值观目标的有效途径之一。下面通过一个具体的例子来谈谈。

物理学上能量守恒定律是三个科学家独立发现的，首先是德国的迈尔医生，在讲授能量守恒定律这堂课时，把迈尔医生的发现，尝试设计成故事的形式讲给学生听，并通过幻灯片的播放展现。

在西方，大约从公元4世纪开始有一种放血的治病方法，德国医生迈尔随船队在印度尼西亚爪哇岛的航行中，当他为一些患病的水手放血治疗时，他发现这些德国同胞静脉里的血是鲜红鲜红的，起初他还误以为是切错了动脉。于是激起他深入思考，血液所以是红的，是因为里面含有氧，氧在人体内燃烧产生热维持人的体温，这里正是赤道附近，气候炎热，人的体温并不需要用许多氧去维持，血里的氧消耗不多，静脉管里的血液自然就还是鲜红鲜红的。机会永远光顾有准备的头脑，医生迈尔从童年时期就一直注意到当时许多人进行永动机的实验都以失败而告终，这些使他猜想“机械功根本不可能产生于无”。迈尔进一步思考身体内食物转化为热量以及身体能够做功这个事实，从而得出结论，热和功是能够相互转化的。在1841年9月12日他给友人的信中最早提及了热功当量。他说：“对于我的能用数学的可靠性来阐述的理论来说，极为重要的仍然是解决以下这个问题：某一重物（例如100磅）必须举到地面上多高的地方，才能使得与这一高度相应的运动量和将该重物放下来所获得的运动量正好等于将一磅0℃的冰转化为0℃的水所必要的热量。”

1842年3月，迈尔写了一篇短文《关于无机界的力的看法》并发表于《药剂学和化学编年史》。机械的热功当量在这篇文章中得到第一次说明。文中说：“人们发现，一重物从大约365米高处下落所做的功，相当于把同重量的水从0℃升到1℃所需的热量。”随后他参加了各处的物理学术会议，介绍他的能量是不生不灭的发现。迈尔说 “你们看，太阳把能量洒向地球，地球绝不会让这些能量浪费掉，植物吸收阳光到处生长着，并生成各种化学物……”由于是一个医生讲的物理，内容是物理中从来没有过的新思想，下面听众议论纷纷，有人说 “这纯粹是胡扯，是瞎猜，没有根据？”有人就是不愿意相信医生迈尔能说物理，有人甚至说：“看来他是疯了。”迈尔气极了，大声抗议：“什么叫疯子？疯子是不常规想事、做事，但不寻常规的人不一定都是疯子。哥白尼、布鲁诺、伽利略、不是都打破了常规，都曾被人称为疯子吗？可是历史会证明他们思想是正确的”

“哈哈，原来你是想做哥白尼啊！”

“你还是当一个医生吧，先治治自己的精神病吧！”会场上一片哄笑。心理承受能力偏弱的迈尔医生被世俗的冷嘲热讽和顽固保守逼疯了------然而，真理终究是真理，如金子总会发光的，和迈尔同时代的英国啤酒匠焦耳，1843年发表了论文《论水电解时产生的热》与《论电磁的热效应和热的机械值》。特别在后一篇论文中，焦耳在英国学术会议上宣称：“自然界的能是不能毁灭的，那里消耗了机械能，总能得到相当的热，热只是能的一种形式。” 焦耳与迈尔关于能不能毁灭，做功与传热等效的思想几乎不谋而合。虽然有物理学家对此怀疑，然而顽强的焦耳不断改进测量方法，提高测

量精度，最后经过几百次的实验得到了一个被称为“热功当量”的物理常数，自然界的能量守恒终于被人类认识。

焦耳自幼身体虚弱，只是家庭经济条件较好，他父亲为他提供了一个家庭实验室，因此他一心读书研究，别人对他不理解，他却越挫越勇，最后闪闪发光的真理向他招手了------故事讲完后，师生交流发言。

师：迈尔医生发现赤道边上病人的血鲜红鲜红的，没有让这个特别的发现轻易溜走，而是深入思考研究直到发现能量是守恒的，我们要向迈尔学习什么？

参考答案：我们都要和迈尔医生一样有一颗好奇心，拥有一颗对自然敏感、敬畏之心，尊重事实，勇于开拓。

师：迈尔从偶然发现鲜红鲜红的血，到能够揭示能量不生不灭，能量守恒，是因为迈尔撞大运吗？我们从中能学会什么？

参考答案：迈尔不是撞大运，他的成功是他长期关心科学的结果，如他从小以来一直关注永动机。他的探索体现着一种科学精神，迈尔的贯穿于科学活动之中的基本的精神状态和思维方式是值得我们学习的。

师：迈尔故事里的一些人的冷嘲热讽、顽固保守，为了避免这些负面因素我们应当学会如何面对？

参考答案：对自己未知的事物应当妄加评论，肯定和否定都必须借助科学的方法，盲目地嘲笑别人，说明了自己的无知。我们每个人应当学会尊重，尊重是一种科学的态度，尊重是科学的开始。

师：迈尔在冷嘲热讽中倒下，焦耳却越挫越勇，我们应当这样经营好自己？

参考答案：首先我们自己必须有永恒光明的心，淡化功利意义上的成功，对探索过程中的错误和失败要重视和珍惜，从失败中学会弥补我们自身的不足，烦恼就是智慧，在烦恼中悟道。我们永恒光明的心要始终相信：我尽志了，我生无悔。每一次成功或者失败都是造物主赐给我们的生命财富。

第二篇：物理学史在中学物理教学中的作用

1．物理学史的渗入有助于激发学生的学习兴趣 传统教学学生主体意识淡薄，老师习惯于边讲述，边板书，学生只是被动听课和记录，没有独立思考的时间和空间；教师代替学生思考和总结，缺乏师生交流、生生互动；关注学生的心理状况、兴趣和爱好不够，只关注学生的学习成绩等。新课标强调学生的感受和对“过程”的经历与体验，要求老师在课堂教学中，尊重学生的想法和见解，哪怕是不对的；鼓励学生质疑书本、质疑教师；要承认学生的差异；要重问题的思考、重认知的形成。“兴趣是最好的老师”只有当学生对学习有了兴趣，才能表现出学习的自觉性、主动性，才能积极主动去克服学习中遇到的困难。对物理学史的回顾，了解物理学家的生平、各学派间的争端以及尚未解开的物理课题等可以消除学生对物理知识来源的神秘感。学生就不会认为各个物理学概念、原理和定律的获得只是历史上的某些科学伟人们的“灵感”，不是历史的巧合和偶然的机遇，科学家也是付出艰辛的努力才能获得巨大的成功（灵感、顿悟只垂青于天才而又勤奋的头脑），以此来激发学生学习物理的兴趣。

在讲述物理学史时还可以将科学家作为普通人的一面讲给学生听以引发学生的兴趣。如麦克斯韦少年就出名，牛顿、爱因斯坦学生时代却并不出色；科学家也会犯错误，约里奥.居里夫妇把已经发现的中子错误解释为伽玛射线；著名科学家的身份又是也很普通的，比如爱因斯坦是专利局职员；莫尔斯是画家；亚当斯、勒维利是学生和天文爱好者；欧姆是中学教师。法拉弟、焦耳、瓦特都是自学成材。这些科学家不畏艰险，不慕利禄，不怕权威，追求真理的高尚品质，对培养学生实事求是的科学态度、献身科学的探索精神起着潜移默化的作用。

2． 物理学史的渗入有利于培养学生的科学思想方法 物理学之所以被人们公认为一门重要的科学, 不仅仅在于它对客观世界的规律作出了深刻的揭示，还因为它在发展、成长的过程中, 形成了一整套独特而卓有成效的思想方法体系。例如：观察和实验、类比和联想、猜测和试探、分析和综合、佯谬和反证方法、科学假设方法等等。

物理学最基本的研究方法是：假说——实验——理论（或新假说）。科学家在研究问题时，一般根据以往的观察、实验或各种实验得来的知识进行推断，得出初步的结论，这就是“假说”。为了验证假说是否正确，需要进一步“实验”，如果大量的实验结果证明假说是正确的，这种“假说”就上升为“理论”；否则，就要被修改、补充或放弃，这就是科学发展的一般规律。

第三篇：探析物理学史在物理教学中的作用毕业论文

探析物理学史在物理教学中的作用

论文关键词：学史 物理教学 作用

论文摘 要：在物理教学中讲授物史能够激发学生学习的兴趣和求知欲；能够使学生掌握科 学方法；能够培养学生严谨治学的精神和对学生进行爱国主义育。

物理学史集中地体现了人类探索和逐步认识物理世界的现象、特性、规律和本质的历程。了解和掌握物理学史，在教学中，恰当运用物理学史中各种生动有趣的史料,对激发学生学习兴趣，培养学生科学的探索方法,对学生进行爱国主义等方面起着积极的不可估量的作用。

一、学习物理学史，激发学生学习的兴趣和求知欲

爱因斯坦说过：“兴趣是最好的老师”。培养学生学习物理的兴趣，是搞好物理教学，提高教学质量的一个重要环节。我在教学中经常依据具体的教学内容引用一些精彩生动的物理学史料来激发学生的学习兴趣，增强求知欲。例如在讲“库仑定律”时，让学生了解在电磁学发展中不只库仑，还有卡尔文迪许、富兰克林及普里斯特利等科学家都为此项工作进行过不懈的努力，最终由法国的物理学家库仑利用库仑扭秤实验直接进行了证明。后人为了纪念他，把电量单位规定为“库仑”。在物理教学中，通过生动有趣的物理学史来讲述物理理论，就能克服单纯的物理概念和物理理论的枯燥讲解，使教学显得生动活泼，使学生的学习兴趣得以培养和提高。

二、学习物理学家的探索过程，使学生掌握科学的探索方法

物理学是研究自然界中各种物理现象的规律和物质结构的一门科学。而观察是研究物理问题最基本，最重要的方法。要学好物理，必须要善于观察，勤于思考。大家都知道，亚里士多德的落体观念认为：“重物比轻物下落得快。”伽利略从由思想实验得出的一个佯谬入手，对亚里士多德的落体学说提出了反驳。他提出，如果亚里士多德的学说是正确的，即物体下落的速度与其重量成正比，重物的下落速度肯定比轻物为快，那么就可以设想一个简单的实验：把两个轻重不同的下落物体连接在一起，由于两个物体原来的各自的下落速度不同而相互影响，它们连在一起后将以中间大小的速度下落；但是两个物体连在一起时当然要比原来较重的物体下落得更快些，由此可以得出，我们可以从“较重物体比较轻物体运动的快的假设推出了较重物体运动较慢的结论来,”从而证明了亚里士多德的学说是错误的。

物理学是一门以实验为基础的科学，实验是真理的重要手段。1878年，德国著名的物理学家赫尔姆赫兹向他在柏林大学的学生提出了一个竞赛题目，即用实验方法验证麦克斯韦的理论。赫尔姆赫兹的学生之一赫兹从那时起就致力于这个课题的研究。1886年，他在做放电实验时发现近处的线圈也发出火花，他敏锐地意识到这可能是电磁波在起作用。为了更好地确认这一点，赫兹再度布置实验。他设计了一个振荡电路用来在两个金属球之间周期性地发出电火花，按照麦克斯韦理论，在电火花出现时应该有电磁波发出。然后，赫兹又设计了一个有缺口的金属环状线圈，用来检测电磁波。结果，当振荡电路发出火花时，金属缺口处果然也有较小的火花出现，这就证明了电磁波的确是存在的。赫兹还进一步在不同的距离观测检测线圈，由电火花的强度的变化大致算出了电磁波的波长。1888年，赫兹发表了《论动电效应的速度》，证明了电磁波具有与光完全类似的特性，还证明了麦克斯韦理论的正确，也为人类利用无线电波开辟了道路。[1]

三、运用物理学史培养学生严谨治学的精神和进行爱国主义教育

介绍科学家在探索物理规律中一丝不苟的治学精神，介绍他们如何以毕生精力锲而不舍地从事科学研究，可以培养学生严谨的治学精神。在 粒子散射实验中马斯登与盖革若没有观察到“入射的 粒子中每8000个粒子有一个要反射的结果，卢瑟福也就不可能提出正确的原子结构模型；居里夫人为发现新元素，进行了1000多个日日夜夜的艰苦实验，终于从数十吨的铀矿渣中分离出了0.1克镭；[2]密立根关于基本电荷的测量，总共经历约21年的时间，进行了无数次的测量才于1910年发表了他精确测定基本电荷的实验。

在有关物理知识的教学中，适当介绍中国古代的物理学成就，是进行爱国主义教育的有效手段。中国古代有着光辉灿烂的科技成就，不少方面长期处于世界的领先地位。战国时代墨家关于杠杆和浮力知识的成就，比西方阿基米德早约两个世纪。西汉时期写成的《春秋纬•考灵曜》中关于地动和运动的相对性的叙述，比伽利略早出16个世纪。公元前11世纪沈括又叙述了用纸游码演示的弦的共振现象，比欧洲早了6个世纪，沈括关于地磁偏角的发现比欧洲人早约400年。英国科学史家李约瑟在他所著《中国科学技术史》的序言说：“中国的这些发明和发现往往远远超过同时代的欧洲，特别是在15世纪之前更是如此。”“在人类了解自然和控制自然方面，中国人是有过贡献的，而且贡献是伟大的。”[3]

综上所述，物理学史的引入，可以使科学的内容和思想内容有机结合，把物理规律的学习上升为科学的世界观和方法论的学习，在物理教学中产生积极的效果。

参考文献

[1] 吴国盛《科学的历程》[M] 北京大学出版社 326页

[2] 李艳平、申先甲《物理学史教程》 [M]科学出版社

[3] 李约瑟，《中国科学技术史》[M]第一卷第一分册，科学出版社，1975年，3、18页

第四篇：物理学史在中学物理教学的作用

物理学史在中学物理教学的作用

物理学史是研究物理学发展的学科，它是物理科学体系中重要的组成部分。物理学史教育是通过传授物理学史方面的知识，培养学生科学意识、科学精神及科学方法等多方面品质的过程。在教学活动中深刻体会到，物理学史教育是中学物理教学中不可缺少的组成部分。尤其在全面推进素质教育，实施课程改革的今天，对发展中学生综合素质提出了更高的要求，物理学史的教育功能则更加明显。但是由于缺乏物理学史教育的研究，妨碍了它在发展中学生综合素质方面的作用，影响了中学物理教学质量的提高。为此，在总结教学经验的基础上，对物理学史教育在中学物理教学中的重要性、可能发挥的作用以及加强物理学史教育的途径，做了初步的研究。

一、加强物理学史的教育，实现中学物理教学目的

随着中学全面推进素质教育及“跨世纪素质教育工程”的启动，对中学生应具备的基本素质提出了更高的要求。为了迎接新世纪人才竞争的挑战，为了适应知识经济时代的特点，他们需要多方面的、综合性的心理品质。科学素质就是其中重要的组成部分。科学素质是由科学意识、科学精神、科学知识、科学方法与行为等要素组成。科学意识是指对科学本质及价值的正确认识，表现为对科学的积极态度，如对科学的信任、依赖、追求等。科学精神是指科学家进行科学探索的积极心理状态，其核心是实事求是的工作态度、探索创新的思想。科学知识，是指反映客观世界的知识体系，如物理、化学等等学科知识。这里所说的科学方法，主要指科学思维方法，它在一定程度上具有方法论的意义，大多蕴含在科学探索的过程中。科学行为是指受科学思想意识支配表现出来的外在活动，对于中学生来说，主要指在生活和学习活动中科学的习惯和方式。从目前中学学科设置的情况看，培养中学生科学素质的任务，主要由物理、化学、生物等理科教学承担，其中，物理教学的责任最重。显然，培养中学生的科学素质，已成为现代中学物理教学不可推卸的责任，因而成为重要的教学目的之一。为了实现这一教学目的，需要进一步研究物理教学中影响科学素质发展的因素。描述了构成科学素质的各要素与中学物理教学内容各组成部分之间的关系。一个人的科学意识、科学精神、科学方法和行为等大部分科学素质要素，都要建立在对科学及科学发展过程了解的基础上，才能逐渐形成，这些都与物理学史教育有密切关系。通过物理学史教育，可以培养学生科学的思维方法、创造性的思维能力，激发追求真理、献身于人类文明进步事业的精神。所以，为了实现现代中学物理教学目的，必须加强物理学史教育。

物理学史中就有许多催人泪下的事例。比如：M．居里由于长期从事放射性研究得了白血病逝世，为科学献出了宝贵的生命；利赫曼为引雷电而捐躯；法拉第舍弃荣华富贵，几次拒绝接受封爵而甘“平民法拉第”；布鲁诺为捍卫日心说牺牲在罗马鲜花广场的熊熊烈火之中；伽利略为捍卫日心说受到罗马教皇残酷的迫害和折磨，但他没有放弃对真理的追求，年近七旬又体弱多病的伽利略被迫在寒冬季节前往罗马，跪在冰冷的石板地上接受罗马宗教裁判所的审判，先是被判终审监禁，后又改为在家软禁，精神和肉体上的折磨仍然没有动摇他的信念，直到1642年1月8日病逝。300年以后的1979年罗马教庭才为他公开平反昭雪。科学家可歌可泣的献身精神对我们现代人应该有所启发。

伽利略认真读过亚里士多德的《物理学》等著作，认为其中许多是错误的。伽利略依靠工匠们的实践经验与数学理论的结合，依靠他自己敏锐的观察和大量的实验成果，通过雄辩和事实，粉碎了教会支持的亚里士多德和托勒密思想体系两千多年来对科学的禁锢，在运动理论方面奠立了科学力学的基石（如速度、加速度的引入，相对性原理、惯性定律、落体定律、摆的等时性、运动叠加原理等）。二十世纪最伟大的自然科学家爱因斯坦，被称为“物理学革命的旗手”，就是因为他在科学的道路上不断创新，创立了一个又一个崭新的理论体系。1905年3月他发表了论文《关于光的产生和转化的一个推测的观点》，提出了光的量子论，历史上第一次揭示了微观客体的波动性和粒子性的统一，即波粒二象性；1905年6月他写了一篇开创物理学新纪元的长论文《论动体的电动力学》，完整的提出了狭义相对论，解决了十九世纪末出现的古典物理学的危机，推动了整个物理学的革命。之后爱因斯坦并不感到满足，不懈的创新精神促使他在真理的道路上进行艰难曲折的探索，到1916年3月，他写了一篇总结性的论文《广义相对论基础》，宣布了广义相对论的创立。

通过物理学史的教育可以培养学生热爱科学、献身科学的精神，可以培养学生的创新精神，对实施素质教育具有重要意义。

二、凸现物理学史教育的功能

物理学史是研究物理学发展历史的科学，把它真实记载描述了物理科学形成发展的历程，解释与分析了历程的形成背景与规律，包含物理科学知识体系逐步成熟发展的过程，包括科学家们探索追求真理的事实与故事，和物理新课程的过程与方法，情感、态度与价值观有机结合起来。充分利用物理学史中蕴藏着科学家──人，研究过程──事，研究成果──知识体系等多方面的教育资源，对学生的教育价值是巨大的。因此，中学物理教学中不可能进行完整的物理学史教育，只能从中选取很少部分内容。尽管如此，它仍具有多方面的教育功能，主要有以下几个方面：

1．进行科学方法论教育的功能

物理学史可以提供丰富的物理科学发展的史料，将物理概念、定律的历史发展过程展现给学生，使之熟悉科学家发现规律的思维过程和科研方法，并从科学家的成功中得到启示。从长远意义上讲，学生掌握这些内容比学习物理知识、技能更为重要。学生在学习过程中不断接受科学方法教育，潜移默化地培养科学的思维模式。例如，在“自由落体运动”的教学中，围绕历史的发展提出问题，进行物理学史教育。以此帮助学生揭示出科学探究的一般程序：提出问题──猜想与假设──制定计划与设计实验──进行实验与收集证据──分析与论证──修正推广。使学生从中领略到什么是科学探究，科学家是怎样用科学方法进行研究的，受到科学的思维方法的熏陶，有利于学生从“机械学习、被动思考、获得知识”向“灵活学习、积极思考、勇于探索”转化，获得真正的“智慧”。

在物理教学中分析物理学的发展史有助于学生了解各概念、定理、定律的来龙去脉和科学知识的运动过程。例如：在讲到力的概念时，从古希腊的亚里士多德，到伽利略、牛顿，循着伟人的研究历程，从而加深学生对力的概念的理解，在讲高二年级“电磁感应”的时候，以奥斯特发现电流的磁效应为线索，向学生介绍人类对磁及电和磁关系的认识过程。通过讲解安培、法拉第、楞次和麦克韦等人在揭示电磁关系工作中的艰辛努力和所取得的成果，使学生在有了对电磁发展总体认识的基础上，加深对教材的理解和对左、右手定则、法拉第电磁感应、楞次定律等关键点的把握。

物理教学中涉及的研究方法主要有观察、实验、类比、假说、模型等等，这些研究方法对学习物理也具有重要价值。比如意大利物理学家伽利略，1853年在比萨教堂注意到一盏悬灯的摆动受到启发，用线悬铜球模拟单摆实验，确证了微小摆动的等时性和摆长对周期的影响；德国物理学家伦琴在进行阴极射线实验时，注意到放在射线管附近氰亚铂酸钡的小屏上发出微光，而发现了X射线（伦琴射线）；1780年伽伐尼在解剖青蛙时偶然发现青蛙腿痉挛而发现了“生物电”；早已脍炙人口的牛顿苹果落地的传说，使牛顿从中悟出了地球引力的存在等等，这些事例都说明观察的重要性。培养学生观察能力和观察习惯，可以起到巩固消化，加深理解的重要作用。比如富兰克林的风筝实验：在风雨交加的情况下，利用风筝将大气中的电收集到莱顿瓶中使其充电，证明了“闪电和静电的同一性”；比如光的颜色问题，从亚里士多德到笛卡儿都认为“白光是纯洁的、均匀的，是光的本质”，而色光只是光的变种，但是他们都没有象牛顿那样做过认真的实验验证。大约1666年牛顿用棱镜进行光的色散实验，终于得出“白光是由各种折射程度不同的彩色光组成的非均匀混合体”；又如伽利略的落体实验证明了物理下落速度与物体重量无关的重要结论，彻底否定了亚里士多德关于落体运动的错误结论。比如荷兰物理学家惠更斯，就是用类比的方法根据光也象声波那样能发生反射、折射，而提出光是一种波动的假说，为光的波动理论奠定了基础；法国物理学家德布罗意用类比的方法根据光的波粒二象性而推论微观粒子也具有波动性，提出了物质波的概念；库仑就是从牛顿的万有引力定律中得到启发，把电荷之间的作用力类比万有引力，推论电力也象万有引力一样服从平方反比定律，从而发现了库仑定律，如果没有类比的方法，单靠实验数据的积累不知得到何年何月，才能得到严格的库仑定律的表达式。如在“电势差，电势，电势能”的教学中，可类比为高度差，高度及重力势能，等等。但是必须让学生知道类比的局限性，类比得到的结论有对有错，必须经过实践检验，否则就会造成知识的混乱

2．培养科学意识和科学精神的功能

物理学是研究物质运动一般规律和物质基本结构的科学，是自然科学的重要组成部分，人类只有尊重事实、尊重规律，才能获得进步。物理学发展史是人类探索自然规律的历史。通过史料教育学生，可以培养实事求是、严谨治学的科学意识。例如，通过卢瑟福的α粒子散射实验、伦琴射线的发现等生动事例，激发学生对科学家的敬重之情，进而培养学生求实、严谨的科学意识与勇于创新的科学精神。从而培养学生学习物理的良好情感、态度与价值观。

3．进行思想品德教育的功能

在推进素质中，加强思想品德教育是一项重要任务。因此，品德教育应渗透到各科教学中。在物理教学过程中，由于众多物理学史料中有很多品德教育素材，将品德教育与知识教育有机结合，能够更好地发挥物理学史的思想品德教育功能。例如，布鲁诺为追求真理而献身；居里夫人命名新元素为“钋”以纪念祖国；富兰克林冒生命危险做“风筝实验”。这些科学家的故事对学生有特殊感染力，教育效果非常明显

三、开发物理学史教育的途径

当前，加强物理学史教学在培养学生科学素质方面的作用，已经成为中学物理教学改革的重要内容之一，尤其在新课程教学中得到认可。为此必须动员物理教师及教材编写、研究多方面力量相互配合与协作，构建物理学史教育资源库，以期达到资源共享。

1．加强物理学史学习，提高教师自身素质

众所周知，能否发挥教材教育功能的关键在教师。同样，为了有效发挥学史教材的教育功能，物理教师本身也必须具有较高的物理学史素养，这样他才能在掌握学史知识的基础上，从认识方法论的角度，把握物理科学的发展轨迹与规律，才能挖掘学史的教育功能。不仅如此，提高学史素质对教师全面理解和把握物理学科的知识体系，提高教学水平，具有长远的意义。

2．深入研究学史教学的规律，调整物理学史教学内外关系

2学史教学作为一种教学活动，必然有其自身的规律，只有掌握了这些规律，才能自如地进行教学，才能使教学达到预期的目的。学史教学有着多方面的规律，目前需要尽快认识和把握的，我认为有学史教学与知识、技能教学之间的关系；各学史教学内容之间的关系，如科学家故事、科学探索的背景、科学发现过程、方法论等之间的关系；教学中思想品德教育与智育之间的关系等几个方面。教师对这些关系的认识、协调与处理，既是提高学史教学质量的基础，也是保证其健康发展的条件。例如，只有当真正解决好物理学史教学与知识、技能教学之间的关系，与过程、方法教学之间的关系，才能保证物理教学质量的全面提高，才能促进学生思想品德、科学素质、智力和操作技能的均衡发展，而不致走向顾此失彼、矫枉过正的偏颇境地，甚至阻碍了物理学史教学的正常发展。

3．广泛开展学史教学实践研究，改进教学方法

由于轻视物理学史教学的结果，使目前学史教学方法较为落后，一般仅限于讲故事，“贴德育标签”（即在讲完故事后，加上几句口号）的传统教学方法，这显然不符合学史教学目标的要求。为此，必须引导广大教师重视学史教育，有计划地组织物理教师在实践中大力开展学史教育研究，深入分析教材内容，适当补充引入科学史料，积极改进教学方法，达到学科素质教育的目的。目前中学物理教材中学史内容所占比例甚微（仅2%左右），其中内容仅限于科学家故事。因此，教师应进行物理学史教材的分析，适当补充有关科学探索的背景、科学发现过程以及方法论方面的学史材料，挖掘教材的教育功能。同时用现代学习理论为指导，提高学生学习的兴趣和能力，促使学生主动学习物理发展历史，领会科学精神，掌握科学思维方法，培养良好的科学行为。

教学实践告诉我们，不仅要教给学生现代科技所必需的系统的物理知识，还应教给学生科学的学习和研究方法，科学既是一种人类的知识体系又是人类认识世界的一种方式和探索过程，而通常的科学方法都贯穿在物理学发展的过程中。物理学具有很强的继承性，许多科学家就是从对本学科的历史研究中，开始自己的创造活动的，牛顿说过：“如果说我比别人看的远一点，那是因为我站在巨人的肩上”。不仅牛顿如此，凡是作出重大贡献的物理学家都是善于批判和继承的，学习物理学史有助于活跃思维，增强胆识，使学生更自觉地继承前人的事业，有效地进行学习研究，高中课程设置已将“研究性学习”纳入新的课程体系，通过物理学史进行科学方法教育变得尤为重要。综上所述，把物理学史的知识融于物理教学中，无疑应该具有重要价值，特别是实施新课程改革的今天更是迫切需要的，同时也是切实可行的。

第五篇：在物理教学中渗透物理学史教育

在物理教学中渗透物理学史教育

张彬

【摘要】物理教学的一个重要目标是使学生知道科学知识体系逐步发展成熟的过程，从中体会科学研究的基本方法，养成良好的思维探究习惯。在物理教学中渗透物理学史教育，可在激发兴趣、梳理知识、培育精神、训练思维等多个方面起到关键作用。【关 键 词】物理教学 渗透 物理学史

【作者简介】张彬，女，1972年8月出生于吉林镇赉，松原职业技术学院教师，讲师，本科学历，研究方向：物理课程改革，通讯地址：吉林省松原市松原职业技术学院（138005），电话*** 信箱：1027135146@qq.com

在物理教学中，使学生知晓科学事实只是目的之一，让他们知道科学知识体系逐步发展成熟的过程，从中体会科学研究的基本方法，养成良好的思维探究习惯，是更为重要的目标。在教学中渗透物理学史教育，对后者可以起到关键的作用。

物理学史，研究对象是物理学的发展历史，它真实记载物理科学形成发展的历程, 描述科学家们探索追求真理的故事，分析物理事实规律发现的背景与规律。许多科学家都非常注重对物理学史的探究和传播，认为这对于培养物理学家是非常重要的。例如爱因斯坦、霍金等，都曾对物理学史有过精彩的论述。在物理教学中渗透物理学史教育，可在多方面起到重要作用。

一、激发学习兴趣

物理知识是比较抽象和理性的，学生思维往往难于介入。物理学故事就不同了，它有更多的感性，容易激起学生的兴趣。例如有关“两个铁球是否同时落地”的命题，如果展开一点，把伽利略对亚里士多德的怀疑，伽利略的思考论证方法，伽利略通过实验证实两个铁球同时落地这些史实像讲故事一样说给学生，就能够起到激发学生的作用。再如，讲解牛顿时，可以介绍牛顿的生平，以及牛顿如何把物理学原理通过数学方法表达出来。这些史实不仅能加深学生对所学内容的印象,且可以激起学生对科学家的崇拜，从而转化为对科学研究的热爱。

二、梳理知识体系

物理学理论体系严密，内容庞大，学生对这些知识的来源和形成常感深奥莫测,难以把握，很容易形成对这些知识的片面和僵化的理解。沿着物理学发展历程对物理知识进行梳理，是对物理知识进行体系化的一条捷径。因为物理发现的历程，常常是沿着人们的认知规律发展的，是人们的认知规律在一个大的时间尺度的折射。认知的发展历程一般是从感性到理性，从直觉到实验再到思想实验，从定性分析到定量分析，物理学的发展同样如此。对物理知识按照物理学史的方法进行梳理，不仅有助于学生了解各种概念、定理、定律的来龙去脉和发展过程,而且有助于按照学生认知规律来对物理知识进行系统化，同时让学生认识到科学动态生成的历史过程。

沿物理学发展历程对物理知识进行梳理，一个重要方法是画出“历史线条”。所谓历史线条，是一条带分叉的曲线，曲段上分布着若干结点，每个结点对应着一个物理学家。例如，关于力学，可以画出这样一个历史线条：

爱因斯坦

亚里士多德 伽利略 牛顿

波尔等

亚里士多德是研究的开端，其研究多以人的直觉为依据；伽利略发展了以实验为基础的研究方法，注重对事实的客观分析而不是主观感觉；牛顿总结和发展了前任的研究，并引入数学工具进行分析；爱因斯坦推翻了绝对时空观，提出相对论；波尔等研究了微观粒子的物理规律，发展了量子力学。

又如，关于电磁学，可以把奥斯特、安培、法拉第、楞次和麦克斯韦等画在一条螺旋上升的历史线条中，以此为线索，向学生介绍人类对电磁关系的认识过程,使学生在对电磁发展总体认识的基础上,加深对左、右手定则、法拉第电磁感应、楞次定律等关键点的把握。这样可使学生对物理知识的实质的全面理解、有助于学生更好理解、掌握物理知识内容,更好地应用物理知识解决问题。

三、培育科学精神

物理学是一门深邃、求真、细致和有着高度逻辑性的科学。在探究物理规律中，要求学生必须具备良好的科学精神。物理学史上的科学家们，都是拥有着良好学习、探究行为习惯的人，这些良好的习惯是：

1、细致观察的习惯。观察和实验既是研究物理学的基本方法,也是学习物理学的关键。历史上的许多科学家，都善于从不为人所注意的平常现象中细心地观察与思考，这些事例对学生是很好的激励。例如，法拉第经过细心观察，发现线圈通、断电瞬间的状态的变化，从而总结了电磁感应现象；而安培、科拉顿等尽管也见到这些现象，却没有留意，从而与成功失之交臂。

2、怀疑和批判的精神。物理学的发展过程，是一个不断推翻和修正前人的认识，建立新认识的循环过程。这就要求物理学的探究者们，敢于挑战权威，在科学事实基础上提出新观点、新理论，如果缺乏怀疑和批判精神，人们的思维就会被权威所左右，停滞不前。例如，亚里土多德从人们的日常经验出发得出了一个结论:力是维持物体运动的原因。此后两千年时间里被奉为真理,而正是因为伽利略具有怀疑和批判的，才用理想斜面实验推翻了亚里士多德的观点,提出物体运动时并不需要外力来维持。

在我们的教学中，往往注重知识的传授，而忽视了对这种怀疑和批判精神的培养。这是一个相当大的失误，其剥夺了学生的怀疑和批判的权力，扼杀了学生发现问题、提出问题的积极性，抑制了学生的科学精神和创新能力。在物理教学中，有意识地渗透这些物理学批判性发展的精彩事例,能促使学生养成独立思考的习惯，培育他们的科学精神。

3、严谨求实的品质。科学来不得半点虚假，在科学问题上采取随意甚至欺骗的态度，其后果往往是极其严重的。例如，欧洲粒子物理实验室宣布，他们测量到了运动速度超过光速的亚原子粒子。这一消息曾令全球为之震撼，因为这可能会导致爱因斯坦的相对论被推翻。然而事实是，他们在设计实验装置时的一个小失误，导致了这一乌龙事件。物理学史中的这类事件也有很多，在教学中适当引述，有助于培育学生严谨求实的工作作风。

4、百折不挠的毅力。要从事实表象直达物理本质，单靠兴趣和灵性是不够的，必须有百折不挠的毅力，能够始终如一的坚持，才能有所发现。爱迪生研究灯丝，实验了几千种材料；俄罗斯诺贝尔物理学奖得主康斯坦丁·诺沃肖洛为得到石墨烯，用铅笔和不干胶撕了一万多次。物理学史中，这样的事例极多，对培育学生科学研究工作的毅力，会起到很好的作用。

四、训练思维和研究方法

如前所述，物理发现的历程，常常是沿着人们的认知规律发展的，是人们的认知规律在一个大的时间尺度的折射。这就决定了科学探究过程与学生的认知过程的相似性。物理学家在发现、建立、检验、运用和发展物理规律过程中所采用和总结的思维和研究方法，也应该成为学生学习物理知识的思维和研究方法，惟其如此，才能使学生学会正确思维和研究方法，促成新的发现和新的贡献。

例如，观察——提出假说——逻辑论证——实验检验——修正推广，是科学研究的普遍过程，物理学史中的许多事例都证明了这一点，我们就应训练学生以此为基本研究方法。再如，科学研究中使用的许多类比、归纳、演绎的思维方法，在物理学史中都有描述，应提示学生，进行有意识的训练。

当前的教学中，往往把结论直接呈现给学生，却隐去了曲折复杂的思维过程，这实际上是一种买椟还珠的行为，因为学生对思维和研究方法的掌握，其重要性远远超过掌握已有知识。物理教师要通过物理学史的渗透，让学生理解科学的思维和研究方式，在教学中要有意识地使学生经历科学探究过程,从中体会科学方法、科学思维。

综上所述，在物理教学中，应有意识地渗透物理学史。它不仅可以激发学习兴趣，而且可以培育科学精神，养成科学的思维方法和学习、研究习惯。

【参考文献】

1、普通高中课程标准实验教科书《物理（必修1）》

2、普通高中课程标准实验教科书《物理（必修2）》