第一篇:从物理学的地位和作用看对中学物理教师的要求
从物理学的地位和作用看对中学物理教师的要求
摘要:物理学是一项国际事业,它对人类未来的进步起着关键的作用。在中学的各门课程中,物理课在提高学生的科学素质方面起着无可替代的作用。本文从物理学的重要作用出发阐述了对中学物理教师的要求。
国际纯粹物理和应用物理联合会第23届代表大会(1999美国亚特兰大市)通过决议,呼吁社会正视物理学的重要性。对物理学的作用,大会的口号是“探索自然,驱动技术,拯救生命”。决议指出:“物理学——研究物质、能量和它们相互作用的学科——是一项国际事业,它对人类未来的进步起着关键的作用。对物理教育的支持和研究,对所有国家都是重要的。”中等教育阶段,是一个人从少年步入青年的时期,是身心成长趋于成型的时期,是在知识上和能力上为今后的工作和学习打基础、作准备的时期,有着特殊的重要意义。在中学的各门课程中,物理课在提高学生的科学素质方面起着无可替代的作用。对于这个问题,我想从20世纪科技发展大的背景谈起。
1、物理学推动了20世纪科学技术的高速发展
20世纪,是科学技术空前高速发展的世纪。在此世纪内,人类社会在科技进步上经历了一个又一个划时代的变革。这个世纪之初,无论在动力和信息交流方面,人类社会就全面地进入了“电气化时代”。这是19世纪安培、法拉第、麦克斯韦等一批物理学家和爱迪生等发明家努力的结果。从上个世纪之交放射性的发现,经过近半个世纪原子物理、核物理的研究,40年代物理学使人类掌握了核能的奥秘,把人类社会带进了“原子时代”。今天核技术的应用远不止于为社会提供长久可靠的能源,放射性与核磁共振在医学上的诊断与治疗作用,已为人所共知。这个成果是和卢瑟福、玻尔、爱因斯坦、居里夫人和她的女婿和女儿约里奥-居里夫妇、海森伯、费米、哈恩等一大串光辉的名字分不开的。到了50、60年代,物理学家又发明了激光,它的理论基础是爱因斯坦1916年提出的光的受激发射过程。今天激光技术已广泛应于尖端科学研究、工业、农业、医学、通讯、计算、军事和日常生活,成为几十亿、上百亿的巨大产业。
20世纪科学技术给人类社会带来的最大的冲击,莫过于以现代计算机为基础发展起来的信息技术。号称“信息时代”的到来被誉为“第二次产业革命”。的确,计算机给人类社会带来如此广泛而深刻的变化,是二三十年前任何有远见的科学家都不可能预见到的。现代计算机的硬件核心是半导体集成电路,PN结是基础。半个多世纪前,巴丁、肖克莱、布赖顿等三位物理学家发明了晶体管,标志着信息时代的诞生。从我们物理学家的眼光看来,这个婴儿在娘胎里至少孕育了20年。这就是说,20年代建立量子力学之后,物理学家发展了费米-狄拉克统计、能带论,从此有了电子和空穴的概念。尔后用掺杂的办法产生了N型和P型的半导体,这才为晶体管的发明打下基础。
以上成果又是和一连串物理学家光辉的名字——薛定谔、海森伯、狄拉克、泡利、布洛赫、索末菲等联系在一起的。自从40年代末晶体管问世以来,60年代制成了集成电路,从70年代后期起,发展成为大规模集成电路,而后是超大规模集成电路,集成度以每10年1000倍的速度增长着。在有的人看来,物理学对高技术的贡献属于过去,今天我国发展高技术的关键在于新材料、新工艺。殊不知,微电子加工和分析手段本身,如离子注入、激光退火、卢瑟福背景散射谱、俄歇电子谱、X射线发光光谱、二次发射离子质谱,以及高分辨的电子刻蚀、同步辐射光刻,哪一样不是从物理学各分支的实验室里移植到工业上去的!现在教育界大谈素质教育和培养学生的创新精神,我想,20世纪高科技发展的事实证明,重大的创造来源于新的物理思想,否则只是“小打小闹”,成不了大气候。
2、物理学和其它自然科学的关系
谈了物理学对高技术的推动之后,我们再谈谈物理学和其它自然科学的关系。
物理学和天文学由来已久的血缘关系,是有目共睹的。当今物理学的研究领域里有两个尖端,一个是高能或粒子物理,另一个是天体物理。前者在最小的尺度上探索物质更深层次的结构,后者在最大的尺度上追寻宇宙的演化和起源。可是近几十年的进展表明,这两个极端竟奇妙地衔接在一起,成为一对密不可分的姊妹学科。
物理学和化学从来就是并肩前进的。自从伽利略、牛顿以来,物理学与天文学已是精密的理论科学,然而长期以来,包括化学在内的其它自然科学却一直是经验性科学。1998年的诺贝尔化学奖颁给了W.Kohn和J.A.Pople,以表彰他们在量子化学方面所做的开创性贡献。颁奖的公报说,量子化学将化学带入一个新的时代,化学不再是纯实验科学了。化学是研究分子的学科。此前,如果说物理化学还是物理学和化学在较唯象层次上的结合,则量子化学已深入到化学现象的微观机理。近年来,量子化学、激光化学、分子反应动力学、固体表面催化和功能材料等物理学与化学间的交叉学科,取得了长足的进展,今后两学科之间的合作将更为兴旺发达。
物理学研究的是物质世界普遍而基本的规律,这些规律对有机界和无机界同样适用。物理学构成所有自然科学的理论基础,其中包括生物学在内。物理学和生物学的相互渗透,前途是不可估量的。早在40年代,量子力学的创始人之一薛定谔在《生命是什么?》一书里预言:“生命的物质载体是非周期性晶体,遗传基因分子正是这种有大量原子秩序井然地结合起来的非周期性晶体;这种非周期性晶体的结构,可以有无限可能的排列,不同样式的排列相当于遗传的微型密码;„„”他所说的这种“非周期性晶体”,就是存在于细胞核染色体中的DNA分子。1953年沃森(J.D.Watson,年青的细菌遗传学博士)和克里克(F.H.C.Crick,一位二战前受过传统物理学训练的人,战后转为生物物理学研究生)共同发现DNA分子的双螺旋结构。核物理学家伽莫夫(G.Gamow,大爆炸宇宙论的创始人)用信息论的方法推测,DNA的遗传密码中,每个“单词”都是用三个“字母”组成的。这些推测相继得到实验证实,20世纪60年代三联密码逐一被破译。薛定谔在《生命是什么?》一书中还有另一段名言:“生命之所以能存在,就在于从环境中不断得到‘负熵’”。作者还说:“有机体是依赖负熵为生的”。这就是生命的热力学基础。60年代比利时科学家普里高津(I.Prigogine)的耗散结构理论,证实了薛定谔的预言。当前生命科学中分子生物学、量子生物学、遗传信息学、蛋白质结构等新兴学科的研究正方兴未艾。人们说21世纪是生命科学的世纪,一位物理学家则说,21世纪是物理科学全面介入生命科学的世纪。1997年诺贝尔经济学奖授予的项目,是一个对全球金融产生巨大影响的期权定价模型—BlackScholes公式。公式的主要创建人F.S.Black的学历背景如下:1959年毕业于哈佛大学物理系,1964年获该校应用数学系博士,1971年任芝加哥大学经济系教授。可惜他于1995年去世,未能享受诺贝尔奖的殊荣。当前出身数理的人跻身于经济学界的大有人在。
翻阅一下现在物理学的许多重要期刊,或看看许多国际物理学术会议的日程,就会发现,诸如蛋白质折叠、免疫网络、化学键断裂、水土流失、交通堵塞等,大量本不属于物理学内容的标题,赫然入目。人们不禁要问:“什么是物理学?”的确,今天再从研究对象来回答这个问题已很困难。我们的看法是,不管什么问题,当物理学家用物理学的方法去研究它时,就把它变成了物理问题。物理学,是一门理论和实验高度结合的精确科学。物理学中有一套最全面最有效的科学方法。我们说,在对学生的科学素质教育中,物理课有着无可替代的重要作用,根据就在于此。
3、对中学物理教师的要求
我认为,作一名优秀的中学教师,除了良好的师德之外,最重要的是两条:一是先进的教育思想,二是较高的学术水平。
3.1 转变教育思想
先谈教育思想。过去比较重视知识传授,现在提倡素质教育,其实两者不应是对立的。学校的功能是传授知识,脱离了科学知识的背景,科学素质教育是空的。在传授知识的同时,应注意培养学生的科学素质。但绝不能把素质异化为知识,灌输给学生。
科学素质教育中很重要的一点,是培养学生的创新精神。关于这个问题,我想借杨振宁先生的话来发挥。下表是杨先生为中、美教育所作的比较:
中 美
严格、坚实的训练 不规范的训练
谦虚和循规蹈矩 自大并充满活力
小心谨慎、缺乏自信 勇敢、自信
兴趣集中于相对较窄的领域 随心涉足广阔领域、兴趣广泛
被动 主动进攻
上表中的词句是褒是贬,和我们中国教育的传统看法恐怕有些出入。事物往往不那么绝对,说褒贬参半也许更为恰当,不过这里包含了中西教育思想上的重大差别。杨先生认为:“中国传统教育提倡按部就班的教学方法,认真的学习态度,这有利于学生打下扎实的基础,但相对来说,缺少创新意识;美国提倡‘渗透式’的教育方法,其特点是学生在学习的时候,对所学的内容往往还不太清楚,然而就在这过程中已经一点一滴地学到了许多东西,这是一种‘体会式’的学习方法,培养出来的学生有较强的独立思考和创造能力。易于很快地进入科学发展的前沿,但不如前者具有扎实的根基。中美两种教育方式各具特色,长短互补,若能将两者的优点和谐地统一起来,在教育方法上无疑是一个突破。”
在我国,有一种普遍的提法:作为一名好教师应当“课堂上解决问题”,把所教的内容都“讲深讲透”,不给学生课后留下疑难,让学生课后提不出问题。所以我国的教师都习惯于把知识组织得井井有条,对课程内容的每个细节作详尽的解说,对学生可能发生的误解一一予以告诫。我粗略地估计,同样的内容,在我国现在课上所用的学时,至少比西方多50~100%。现代物理学中的新事物,怕不能讲透而引起麻烦的,在课堂上宁可只字不提。这就是我国细嚼慢咽的讲授风格,封闭式的教学方法。
著名理论物理学家和物理教育家韦斯科夫(V.F.Weisskopf)说:“科学不是死记硬背的知识、公式、名词。科学是好奇,是不断发现事物和不断询问‘为什么,为什么它是这样的?’科学的目的是发问,问如何和问为什么。它主要是询问的过程,而不是知识的获得(很可惜多数人认为是后者,而且是这样教的)。”所以好的老师不是讲得学生没问题可问,而是启发学生提出深刻的问题。长期以来在我国有种提法,即“培养学生分析问题、解决问题的能力”。我认为这个提法没有说到点子上。“启发学生提出问题的能力”才是科学素质教育的关键。伟大的科学家之所以伟大,往往就在这一条上。有一次记者问玻尔:“您可是那位知道科学
中大部分问题答案的人?”玻尔回答说:“啊,不,不过也许我比别人多知道一点问题。”
国际物理教育委员会前主席焦塞姆(L.E.Jossem)说:“最好的老师,是让学生知道他们自己是自己最好的老师。”亦即,老师的责任是教会学生自己去取得知识,老师教的目的是让学生以后不需要老师。
以上是我们教育思想最需要转变的方面。
教好物理学,关键是教思路,教方法,启发学生“勤于思考,悟物穷理”,自觉地努力锻炼自己自学的能力。鼓励勤于思考,就要让学生对新的概念、定义、公式中的符号和公式本身的含义,用自己的语言陈述出来。对于定理的证明、公式的推导,最好在了解了基本思路之后,让学生自己背着书本演算出来。这样学生才能对它们成立的条件、关键的步骤、推演的技巧等有深刻的理解。倡导悟物穷理,就要启发学生多向自己提问:哪些是事实?哪些是推论?推论是怎样得来的?我为什么相信它?
3.2 提高学术水平
现在谈中学教师的学术水平问题。
在教学中提高学生的素质,需要老师有较高的素质。提高教学水平的关键是师资的学术水平。学术水平高,教学水平不一定高;但学术水平不高,教学水平最多达到一定程度就饱和了,不可能太高。中学教师的学术水平怎样才算高?至少应该是大学本科毕业。师范还是理科?我们的看法,师范物理系与理科物理系在学术水准上不应有区别。如果说要体现师范性,那就是在基础物理方面对师范生的要求更高。
培养学生创新意识,更需要老师自己有过创新的经历。从长远看,中学教师应达到硕士水平,我指的是物理学硕士,因为在研究生阶段才有真正从事创造性工作的经历。现在许多中学为了对付高考,都在高中拿出一年的时间进行“题海操练”,学生没有心思顾及与高考无关的问题。这种情况大大伤害了学生创造性的思维。这是一个社会性问题,我们已有另文评论,不在此地多说。正常的教育环境下,中学生思想应该很活跃,能给这样的学生有效的指导,对教师的要求是很高的。就物理教师而言,真正理解中学物理的课程内容,要求对大学物理有较透澈的理解;能给学生一些启发,教师要对物理学和其它科学的当代发展比较熟悉。
为了提高中小学教师队伍整体素质,教育部提出中小学教师继续教育的规定。《大学物理》本是针对大学物理教学的,从这个角度看,它正好能对中学物理教师的继续教育发挥自己的作用。所以我们特开辟“中学物理教师继续教育”这一栏目,以便在这方面作出我们的贡献。
第二篇:新课程对中学物理教师的要求
新课程对中学物理教师的要求
湘桥区意溪镇初级中学吴柳衡
摘要:物理新课程的推行对教师自身的专业素质提出了新的要求。本人认为作为一名中学物理教师必须不断提高自身的科学文化素质;适时转变教育、教学观念;改进教学方式才能适应课程的需要。
当前科学技术突飞猛进,知识经济日见端倪,国力竞争日趋激烈,21世纪需要培养的是具备创新能力的新型人才。以培养创新精神和实践能力为重点的素质教育在基础教育课程中已经得到全面落实和发展。基础教育改革对物理课程和教学改革提出了新课题,中学物理教育要为青少年在科学素养上的提高和将来的发展提供必要的、与时代进步相适应的物理基础知识、基本能力和基本方法。教育的改革和发展的实施者是教师,这就意味着,物理新课程的推行对中学物理教师自身的专业素质提出了新的要求和挑战。
一、不断提高自身的科学文化素质
物理教师的知识水平是其从事教育的前提条件,《全日制义务教育物理课程标准》中提出“物理课程的构建应注重让学生经历从自然到物理、从生活到物理的认识过程,经历基本的科学探究实践,注重物理学科与其他学科的融合,使学生得到全面发展。”可见当前的物理教师不仅要有扎实的物理知识基础,掌握物理发展的前沿知识,而且要学习先进的教学技能和教学方法,具备广博的一般科学文化知识和工具性知识。
具有扎实的专业学科知识是每一位教师所必须具备的基本条件之一。中学物理教师必须掌握一套完整的物理学科知识体系,能正确理解各个物理概念和物理规律,了解每个物理概念和物理规律的有关背景知识和材料,特别是需要学习和了解最新的物理科学前沿知识以及它们在高新科技领域中的应用。以便教师通过展示物理学科发展的大致历程,让学生在学习课本知识的同时学习一些科学方法和科学家的探究精神,关心科技发展的动态,关注技术应用带来的社会进步和问题,树立正确的科学观。
新课程注重物理与不同学科的渗透。
第三篇:从《教师法》看教师的地位和责任
从《教师法》看教师的地位和责任
【摘要】
《教师法》是教育政策与法规当中占有重要地位的一项法规,它的制定和颁布是我国教育史上的一件大事。《教师法》的内容丰富,涵盖面广,涉及到教师工作的方方面面,也对教师职业提出了严格的要求,这为突出教师的社会地位和职场地位打下了基础,更要使教师明确自己的历史责任,以为我国教育事业及社会主义现代化建设做出自己应有的贡献。
【关键词】
教师法 教育 教师 法规
【正文】
《教师法》全名为》《中华人民共和国教师法》,它的制定和颁布是我国教育史上的一件大事,也是事关我国社会主义现代化建设的大事。众所周知,教育在国家现代化建设事业中具有先导性、全局性和基础性作用,因此,我们必须加强教育建设,努力完善教育制度,加大师资投入,使我国的教育事业越办越好。
改革开放以来,党和国家一直将教育事业优先发展的战略地位,因此我国教育改革和发展取得了很大的成就,在教育立法方面体现为制定并颁布了《教育法》、《义务教育法》、《高等教育法》、《职业教育法》、《教师法》和《未成年人保护法》等法律法规,表明我国的教育事业已经走上了依法治教的轨道。其中《教师法》作为教育法律法规中的重要法律之一,在我国的教育史上占有举足轻重的地位,有学者提出,它的颁行标志着我国教育工作进入全面依法治教的新时期。因而《教师法》的宣传和普及工作就必须抓紧抓好,在师范院校开设相关课程,让广大师范学生通过学习《教师法》及其相关法规,学会依法维护教师合法权益,自觉在以后的教师岗位上履行职责,全面贯彻教育方针,推动教育改革,进而提高全民的教育质量。
《教师法》内容丰富,涵盖面广,涉及到教师职业的方方面面,在这里不能面面俱到的进行讲解,因此只是从概括的角度,简略地叙述一下该法律所体现的教师的地位,对其中所作的关于教师的相关规定做一个梳理和解释,并结合具体实践和生活实际,探讨目前教师在教育中的地位和教师在教育活动中还存在的一些问题和不足,以便我 们这些师范院校学生在以后的教育工作中能够做到有例可循、有法可依。
显而易见,教师在社会主义现代化建设中发挥着不可替代的作用,教师的工作,从深层次来讲,关系到经济的发展、社会的进步、国家和民族的振兴。制定《教师法》等法规是建设一支素质优良的宏大教师队伍的根本保障,这也是《教师法》制定的目的所在,具体体现在以下三个方面:
1.《教师法》的制定,是提高教师社会地位的法律保障。《教师法》规定:“教师是履行教育教学职责的专业人员,承担教书育人、培养社会主义事业的建设者和接班人、提高民族素质的使命,教师应
①当忠诚于人民的教育事业。”这一规定为教师社会地位的确立提供了依据。但另一方面,《教师法》的规定,也为教师队伍自身的建设与发展提出了更高的要求,从而对教师在教书育人的工作中付出的劳动,对社会发展中做出的贡献给予了肯定,以法律的形式向社会说明教师理应受到社会的尊重,享受较高的社会待遇。
2.《教师法》的制定,对教师的素质提出了更高的要求。教师的素质同教育的质量密切相关,为此,《教师法》对教师资格、聘务、职任、培养与培训等方面作出了规定,旨在提高师资的质量,以确保教育的质量,这也是教师职业赢得社会尊重的保证,是教师社会地位的具体体现。
3.《教师法》的制定,推动了人们的尊师重教、尊重知识、尊 ①《教师法》第三条 重人才的观念。《教师法》的颁布及其他有关教师配套法规的出台,为明确教师地位提供了法律依据,用法律法规来使社会了解教师作为人才群体应具有的社会地位和法律地位,推动人们尊师重教、尊重知识、尊重人才的理念,并由此转化为法律意识,形成全社会共同支持教师工作,使教师真正成为最受人们尊重的职业。
教师既然享有如此高的社会地位,那么他们肩负的社会责任也就越大。《教师法》规定:“(教师应当履行)遵守宪法、法律和职业道德,为人师表”①,“贯彻国家的教育方针,遵守规章制度„„完成教育教学工作任务”②,及“不断提高思想政治觉悟和教育教学业务水平”③等等。然而,在现实生活中,我国的教育发展的还很不平衡,由于诸多方面的原因,教育战线仍存在一些问题,如教育投入不足,办学条件有待改善等问题远未得到解决,教育内部也存在着学生课业负担过重、办学质量和办学效益不高等一系列问题。在教育教学实践中也存在一些违法现象和法律纠纷,如因校园伤害事故而引起的人身损害赔偿纠纷日益增多;一些教师法制观念比较薄弱,体罚学生的事件屡禁不止;部分学生由于缺少法律知识,做出一些违法乱纪的事情等等。目前我们作为一名学生,与教师接触的时间不可谓不长,而为人们所熟知的,便是教师体罚学生的事情,我们身边甚至是自身都有可能经历过,下面就是一则实例:
2001年5月14日下午,岳阳县某学校的杨老师让学生姜某(13岁)上讲台默写英语单词。因姜某默写不出,便被罚站,在该过程中 ①《教师法》第八条第一款 ②《教师法》第八条第二款 ③《教师法》第八条第六款 双方发生争执,杨老师顺手打了姜某两耳光。后来几天,姜某出现举止反常的情况,被医院鉴定为患上“精神分裂症”,被打事件为诱发原因。9月7日,姜某家人以杨老师体罚学生为由将学校和杨老师告上法庭,要求赔偿因药费和精神损失费共76万元。
其实,近几年来,类似事件层出不穷,也反映出教师队伍中素质不高者大有人在。《教育法》明确规定:“禁止体罚学生。”《教师法》也有“体罚学生的,经教育不改的,由所在学校。其他教育机构或者教育行政部门给予行政处分或者解聘;情节严重,构成犯罪的,依法追究刑事责任”①的规定。《未成年人保护法》及其他法律、行政法规中都有明确规定禁止教职员工体罚或者变相体罚学生。社会上甚至还发生有素质低下的男教师猥亵女学生的事件,其罪恶行径令人发指。
以上的这些事件在现实生活中时有发生,因此,不论是教师,还是学生,都要进行普法教育。尤其是教师,作为为人师表的典范,必须要严格要求自己,认真学习《教师法》的内容和精神,领会它的深层含义。教育政策与法规在教育活动中占有不可动摇的地位。对于教育活动的参与者,都应该对《教育法》、《教师法》和《未成年人保护法》等各项法律法规有所了解和学习。作为师范院校的学生,我们更应该多学习教育法规,这样在以后的教育活动中遇到各类问题,我们才能做到有法可依,维护自身的合法权益。以后再走上教师的工作岗位后,我们在保护自身权益不受侵害的同时,也要牢记我们身上肩负的责任,行使权利,履行义务,做一名合格的教育工作者,为社会 ④《教师法》第三十七条第二款 主义现代化建设贡献出自己的力量。
参考文献:
【1】 国家教委师范教育司编:《教育法导读》北京师范大学出版社2005年版
【2】 罗敏:《教育举案说法》成都时代出版社2004年版 【3】 《中华人民共和国教师法》1993年颁布
【4】 人民教育编辑部:《教师法》红旗出版社1993年版 【5】 崔景贵:我国职教师资队伍建设的法理审思与法治策略河南科技学院学报2011(10)
第四篇:从本科教学水平评估看教师的地位与作用
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从本科教学水平评估看教师的地位与作用 作者:戴发山
来源:《沿海企业与科技》2006年第01期
摘要:教师的数量、质量直接影响着学校定位、办学思路和培养人才的质量。本科教学工作水平评估将师资队伍作为一项硬指标,实施一票否决制,也充分说明教师的重要地位与 作用。文章分别从本科教学工作水平评估指标体系、评估目的意义和本科教学的内在规律等方面探讨教师在提高教学质量方面的重要性。
关键词:教师;本科教学;评估;地位;作用
中图分类号:G424.1
文献标识码:A
第五篇:物理学史对中学物理教育的重要作用
论
文
物理学史对初中物理教育的重要作用
杨建华
物理学史对初中物理教育的重要作用
摘要:
物理学史是研究物理学发展历史的科学,它不仅真正地记载了物理科学形成发展的历程,而且解释与分析了历程的形成背景与规律,不仅包含物理科学知识体系逐渐成熟发展的过程,也包含科学家们的探索、追求真理的事实与故事,包含着丰富的“教书育人”因素。在物理教学中渗透物理学史,以其学科内容的特点以及所具有的丰富的教育因素,不但可以培养学生好的科学态度,而且可以培养学生创造能力,同时还可以培养学生正确的科学思想和方法。在素质教育中发挥“教书育人”的独特功能,使学生的科学素质得到全面的培养,效果显著 关键字:物理教学 物理学史 素质教育
正文:
把物理学史引入物理教学正越来越成为国际上物理教学改革的引人注目的课题。物理教育工作者日益深刻地认识到物理学史对提高物理教育水平的重要作用。在向素质教育转轨的今天,探索通过引入物理学史,对学生进行正确的理论思维和研究方法等方面的教育,帮助学生形成辩证唯物主义世界观基础,尤其必要
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。物理学史教育是中学物理教学中的重要部分,尤其在当前大力推进素质教育,进而对发展中学生综合素质提出了更高的要求,物理学史的教育成功则更加明显。因此,在高中物理教学中引入物理学史教育具有非常重要的意义。诚然,中学物理教学中不可能进行完整的学史教育,只有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. 体会物理方法
开阔物理思路
通过知识教育渗透物理方法教育固然重要。但是正像每一种物理方法都是其局限性样,这种进行物理方法教育的方法也存在着不足。中学物理的绝大多数知识是已经建立起严密逻辑体系的经典物理学知识,教材无论如何刻意组织内容和教师无论怎样注意渗透方法,绝大多数情况下也只能涉及逻辑的方法,对于知觉、灵感、信念等非逻辑色彩的但具有创造性的思维方式很难涉及到,而且考虑到教学效率问题,对于经典物理学的内容,我们有可能也有必要尽可能地简化知识的教学过程。这样,知识的教学过程就很难充分反映出方法的各个侧面。比如说我们通过洛伦兹力的教学传授假说方法,教学过程中很难将假说需要根据实验结果不断地修正和完善,最后发展为理论的特点反映出来。对于这一问题我们可以求助于历史教学来解决。这里所说的“历史教学”并不是让学生把物理学史当作一门课程来学习,而是指给学生开设历史讲座,在教材中插入有关历史的阅读材料等,重点在于分析一些重要概念、规律、假说、模型的形成和发展过程。
物理教学是教学双方通过各种教学手段相互促进、制约的一个特殊过程。如同其他学科一样,凡一个公式的导出、一个定律或定理的建立,及至每道习题的分析演算,都有它固定的逻辑思维过程和数学推演程序。我们现在当作物理教本上的内容是前人长期探索研究的结晶。随着科学发展和人类进步,对物理教科书基础知识的表诉方法和思想方法也愈益显现出其先进性、适用性和强烈的时代感。根据教材编排特点,分单元讲解分析其发展史不仅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,而且有助于学生按已有的形式和体系来理解和把握物理知识,从而逐步掌握正确的科学思维方法。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,循着为人的研究历程,从而加深学生对力的概念的理解;在讲“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、法拉弟、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、等关键点的把握。
物理学史上可用以体会物理方法开阔学生物理思路和扩大知识视野的例子是举不胜举的。依据同一目的,我们对物理学史上曾经产生过的一些有意义的设想和悬而未决的重要课题也有向学生大体介绍的必要。如陈景润攻歌德巴赫猜想的雄心壮志就萌生于中学时代一位高明的数学教师在讲课中提及的“额外”一言。在物理学史中,向这样的问题也是不乏其例的。
2. 调动学生的非智力因素,提高教学效果
目前中学物理教学改革的关键就是在教学过程中最大限度地调动学生学习的主动性和积极性,使他们接受知识的被动地位转变为自己发现和获取知识的主动地位。教学过程是师生共同活动的过程,教学活动的本质就是教师通过合理的方式把以教材为主体的知识传授给学生并达到培养学生能力、发展学生智力的目的。在智力水平相近的情况下,非智力因素对学习起着决定性的作用。只有当学生产生浓厚的兴趣和强烈的情感时,才能对物理这门学科产生亲切感和广泛的好奇心,才能产生持之以恒的巨大的驱动力,其智力因素才能得到充分发挥。因此,激发学生的学习兴趣,养成爱学习物理的习惯,对发展学生的智力和能力产生定向推动和激励作用,从而提高学习效率。学生的兴趣不是天赋,青少年时期受环境(家庭、社会、学校)影响很大,尤其受到老师影响最深。这就要求我们在教学中不仅要把日常生活、生产劳动中发生的现象、问题与教材紧密联系起来,使学生认识到学习物理的现实意义;还须把历史引入教学中,把科学理论的建立、科学发现的过程、科技发明对人类社会发展的贡献用生动事例展示给学生。学生有好奇心理,他们对科学家刻苦自学、潜心探究的轶事倍感兴趣。诸如,伽利略在教堂里面对摆动的吊灯注目凝视;牛顿由苹果落地联想到万有引力;阿基米德在澡堂中顿捂浮体规律;爱迪生坐在鸡窝里“孵蛋”等等不胫而走的故事,即使教师不作介绍,学生们也是略知一二的,我们在教学中未尝不可以运用类似的史料来让科学家“现身说法”,以在物理现象与学生的学习兴趣之间连通一根思维的导线。比如:在讲述磁现象时,我们就可用孩提时代的爱因斯坦在看过父亲拿来的一只罗盘后,便唤起他自幼即欲探索自然奥秘的兴趣,以之诱导学生透过物理现象寻求其本质规律。又如,1820年奥斯特所做的著名的电流磁效应实验,在过去很长一段时间内被误传为一次“偶然的机遇”,其实这正是奥斯特在统一自然力思想的启迪下孜孜以求的必然结果。若无浓厚的兴趣和坚强的毅力是难以成功的,此例同样能给予学生以深刻的启发和教益。这种寓史于教、史教相融、启而后发的教学方法显然是应当加以提倡的。
3. 科学态度的培养
科学态度是现代公民必备的基本素养,是健全个性的重要组成部分,对学生将来参加社会生活具有很重要的意义。
培养学生的科学态度,要依据态度形成的规律,注意结合学校培养目标、课程目标与内容特点以及学生的实际情况选择适当的方法来进行。教师在日常的教学中,结合知识教学介绍物理学家的有关事迹,让他们知道科学态度无论对于科学家自身能否取得科学成就,还是科学事业的发展,都具有重要的意义。要使学生明确认识到科学的概念和原理都是建立在实践基础之上的,科学家在观察、实验时,必须以实事求是、认真细致的态度对待,任何模型、假说、猜想都必须经受事实检验。科学家的任何一个发明、创造以及他们所做出的贡献,既体现了他们批判地继承了前人的科学研究成果的继承精神,又体现了他们大胆创新、勇于探索、坚持实践、刻苦钻研、精益求精的科学精神和事实求是的科学态度。
如法拉第历经10年的反复实验最终发现了电磁感应定律;我们熟悉的爱迪生是从一个只读过3个月小学的失学者成长为世界发明大王的,后人曾评价爱迪生成功的基础是百分之一的灵感加上百分之九十九的汗水,是努力奋斗、坚持不懈的结果。因为严谨的科学态度是成功决定因素。4. 激发情感 创造才能
情感指的是人的内在体验,学生的喜怒哀乐爱恨等都在不同程度上影响着创造力。积极的创造情感是学生创造未来的力量。爱因斯坦曾经说过:“提出一个问题往往比解决一个问题更重要,提出的新问题、新可能,从新的角度去看旧的问题,却需要有创造性的想象力,而且标志着科学的真正进步。”物理教学中创造欲的激发,使学生产生“我为什么就不行呢?”“我为什么就不能把事情做好呢?”等诸多为什么,我们的教学就会产生一种新的效果,同时也就可以鞭策学生做出超一般的成绩来。
才能就是知识和能力。要形成创造才能,学生需要吸收更多的知识信息,而且掌握的知识愈多,产生新的创造构想的可能性就愈大,成功的概率就愈大。现代科学技术不仅空前发展,而且不断进行大分化、大综合,要获得创造性成就,仅靠书本上有限的或局部性的知识是远远不够的,因此,在教学中教师可把前人学习的经验、物理学精华乃至他们发现问题、解决问题的精神教授给当代青少年,让他们在踏进物理学领域时有捷径可走,不让其在狭隘范围内学习,不漫无目的地涉猎,而是把别处闪光的东西“移植”到物理教学中去,研究物理,发展物理。
物理学史上有这样的一段记载:丹麦天文学家第谷虽然已看出托勒密和哥白尼学说的共同点都以观察积累的行星位置为依据及其数据的不精确,并且他自己持之以恒地对行星运动进行了三十年之久的长期观察,积累了大量的第一手感性材料,但是他长于感性认识,短于理性思维,更受地心说的羁绊,因而未能最后揭开行星运动规律所笼罩的一层面纱。当第谷的这些耗尽毕生心血的成果落在他那个善于理性思维的学生开普勒之手时,扬长避短,感性认识和理性思维珠联璧合,最终他揭示了行星运动的本质——发现行星运动三定律。无怪爱因斯坦要作出如此深刻的断论:“开普勒的惊人成就,是证实下面这条真理的一个特别美好的例子,这条真理是:知识不能单从经验中得出,而只能从理智的发明同观察到的事实两者的比较中得出。” 5. 提高道德修养
在推进素质教育中,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。
在物理学发展史中,许多科学家为人类的利益作出了无私的奉献:诺贝尔、卡文迪许终身未婚;为“上帝之火”——雷电的研究,富兰克林多次被击昏;居里夫人忍受清贫之苦,丧夫之痛,在探索道路上所表现出百折不挠的毅力等等,这些科学家的故事对学生有特殊的感染力,教学效果非常明显。
物理学史还有助于对学生进行爱国主义教育。我国是世界四大文明古国之一,在物理学的理论和实践上有着辉煌的成就。例如,在理论著作方面,《墨经》中对力学、光学的论述;《天工开物》中关于简单机械的记述;《梦溪笔谈》对磁角的论述;《论衡》中关于简单电现象的记述;《考工记》中关于工程技术、声音传播的记载等在当时都是遥遥领先于世界各国。在实用技术方面,更是举不胜举。众所周知的四大发明;周代已用圭表来确定季节,用漏刻来记时;春秋战国时期随着冶制铁手工业的兴起和铁制工具的使用,简单机械的制造技术已有所发展;秦汉时期,东汉的张衡设计制造了漏水转浑天仪、地动仪等。教学中结合教材内容,介绍我国在物理学方面对世界的杰出贡献,可以使学生了解祖国古代灿烂文化,激发他们的民族自尊心、自豪感和爱国热情,有助于树立为振兴中华奋发的志向。
物理学是一门以实验为基础的自然科学,它有着系统而严谨的理论体系。如果物理知识是一次能源,那么物理史则是二次能源。换言之,物理学给人以知识,物理学史则给人以智慧。中学物理教育的任务主要是传授物理知识和技能,培养学生自己学习、自己发现问题与独创性解决问题的能力为主。物理学史教育在教学过程中的角色是起到辅助作用,能很好的帮助教师调动课堂气氛,使之达到更好的教学效果,但它不是教学的全部,也不是教学的重点。故教师在利用物理学史教学时要权衡教学的主次,在适当的场合让学生知道那些受人钦佩的伟大物理学家们那种刻苦钻研、勤于思考与实践的感人毅力,勇于探索、又善于探索的超人本领,以及实事求是、严肃认真细致的科学情操和热爱祖国、愿为人类的科学事业献身的高贵品质等到底是如何形成的。通过研究物理学家的科学思想、言行、科研成果等,挖掘出所蕴涵的科学智慧!