如何进行物理学史的教学

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  物理学史是研究人类对自然界各种物理现象的认识史,利用物理学史进行探究教学,不仅能增长见识,加深对物理学的理解,更重要的是可以从中得到教益,开阔眼界。
  物理学史 教学
  一、向学生介绍物理学史知识的必要性
  物理学是研究物质运动的一般规律和物质基本结构的科学。它研究的运动普遍存在于其它高级的复杂的物质运动形态之中,因而物理学是其他自然科学的重要基础,对整个科学系统产生着深刻地影响。
  介绍必要的物理学史知识可以使学生在平时的学习中对所学问题的背景产生更加深入的理解,认识到物理绝不是孤立的,它与其他很多学科都关系密切,物理学的知识及研究方法渗透到各个科学领域,许多领域内的学生都发现自己正在学习物理学,这是因为它在所有的现象中起着基本的作用。在物理学研究中形成的基本概念和理论,基本实验方法和精密测试技术,已经越来越广泛地应用于其他学科,进而极大地丰富了人类对物质世界的认识,极大地推动了科学技术的创新和革命,极大地促进了物质生产的繁荣与人类文明的进步。
  课程标准对物理教学需要讲授的物理学史内容给出了明确的要求,新教材的编排为落实这一理念也做出了相当努力,在物理学家生平、物理学研究方法、物理学实验等方面都有相应的介绍,相应的图片资料,文字信息和阅读链接都做得很到位。当然课程标准新理念的具体落实,以及教材的实际操作,关键在于一线教师。如何引导学生去查阅资料,利用丰富的图文资料展开学习,教师的组织和引导不可或缺。
  从物理教学的角度上看,物理学史和物理教学方法不是物理课堂教学中可有可无的附属物和装饰品,而是物理教学中必不可少的部分。人们常说,在物理教学中讲物理理论,给学生以知识;讲物理学史,给学生以精神和智慧,二者不可偏废。
  二、物理学史教学的策略
  1、深入研究学史教学的规律,调整学史教学内外关系。
  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,只有当真正解决好学史教学与知识、技能教学之间的关系,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,甚至阻碍了学史教学的正常发展。
  2、掌握物理学史的教学方法
  (一)渗透法:
  所谓渗透法就是把与物理课程相关的物理学史知识恰当地穿插在物理课堂中来逐步开展物理学史教育的方法。物理学史的渗透可以以问题为线索来引入物理学家的轶闻趣事或者以往物理学家研究的过程或片断,可以是大篇幅,也可以是几句话,甚至一副图等,此举不仅可以缓解学习者的学习疲劳,激发物理学习的热情,可以使学生在心理上和情感上接近科学,增加物理学对学生的亲和力,开拓学生的视野,使学生更具有洞察力;还可以使他们以一种移情的方式设身处地体验以往科学家的探究过程,促使他们主动学习和建构知识,并形成严谨的科学态度。
  但在课堂渗透时,千万不可为了迎合学生们的需要而讲大量的科学家轶事等等,这样会喧宾夺主,冲淡主要教学内容的学习。不能为了引入史料而引入史料,如果没有必要引入时,就不引入。既要注重与课本结合,注重与学生的认知能力结合,同时还要言简意赅。适时、适当、适度地的进行课堂渗透是一种有效的进行物理学史教育的主要途径。
  (二)准历史法:
  所谓“准历史法”,就是在忠于历史事实的情况下,按照历史发展的顺序将与教学内容相关的物理学史料进行组织后贯穿在教学过程中来达到一定教学目的教学方法。这种方法要求科学的还原那些重要的历史足迹,是对历史最具体的重演,是很好的过程体验教学方式,而且在很大程度上符合学生的认知发展过程,让学生更容易理解和接受物理规律并从相关历史事件中广泛吸取科学的思想方法和研究方法以及所蕴含的科学精神与人文精神,把物理学史教育真正实践在课堂教学中。
  具体步骤是:1)、 将物理学理论(教学内容)的历史发展过程按问题起源——提出的工作假设——思辨以得出推论——实验或思想实验对推论进行检验—假设的修正及结论的推广进行整理,以形成教学内容的“准历史”过程。2)、将学生对物理知识(教学内容)的一般认知过程,即对物理现象的观察-提出问题-假设或猜测-实验探索-结论及对认知过程的反思,整合到已组织形成的教学内容的“准历史”过程中,形成具体的教学过程。
  例如,在学习万有引力定律时,可以按照教材展现的人类对行星运动规律的认识的过程,先提出是什么原因使行星围绕太阳运动的问题,然后引导学生追寻牛顿的足迹,重演历史过程,动手和动脑,经历“发现”万有引力定律的过程,让他们在万有引力的简洁公式中看到了宇宙的统一与和谐。
  3、物理学史课程资源的开发和利用策略
  根据课程标准编写的物理教材尽管通过多样化的方式呈现了丰富多彩的物理学史内容,但这些内容还不能满足老师教学的需求,网络、教参等已经成为教师获取物理学史课程资源的重要渠道。一是从网络上获取有关物理学家奇妙的构思和重大发现,他们成功与失败等方面的材料展示给学生。二是让学生利用电子阅览室搜集整理物理科学发展资料,自主地了解物理发展的历史。三是以校本选修课的形式定期举办物理学史讲座,或利用班会课在教室里以班为单位进行。在讲座过程中可以采用多媒体设施,提高趣味性。讲座内容要选择适合学生认知水平、便于学生理解和激发学生兴趣的,因为物理学家的思维水平与学生思维水平间存在着一定程度的差异,学生可能很难深刻地理解他们的思维方法和技巧。
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