學(xué)《物理學(xué)史》有感

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1、 物 理 學(xué) 史 學(xué)《物理學(xué)史》有感 在中學(xué)基本教育的改革中，在科學(xué)教育中加強人文因素的教育，或者更具體地說，將與科學(xué)教育關(guān)系最為密切的科學(xué)史內(nèi)容結(jié)合到基本科學(xué)教育中去，是一種特別值得關(guān)注的方面?？茖W(xué)史目前已是世界公認的一門獨立學(xué)科。其中物理學(xué)史是科學(xué)史的重要構(gòu)成之一，它是研究物理學(xué)辯證發(fā)展過程規(guī)律的一門學(xué)科。作為人類對自然界多種物理現(xiàn)象的結(jié)識史，它將揭示物理學(xué)作為一種整體的發(fā)展進程，特別是揭示物理學(xué)思想的發(fā)展和沿革的歷史，研究物理學(xué)發(fā)生和發(fā)展的基本規(guī)律。 在《科學(xué)史與新人文主義》一書中薩頓曾說：“在舊人文主義者同科學(xué)家之間只有一座橋梁，那就是科學(xué)史，建造

2、這座橋梁是我們這個時代的重要文化需要?！彼_頓去世已近半個世紀了，但她70年前的話同樣是合用于今天的時代的，對我們?nèi)杂袉l(fā)：物理學(xué)史的教育價值不容忽視。接下來，我就某些實踐體會談?wù)剬Ω咧形锢碚n堂教學(xué)中滲入物理學(xué)史的結(jié)識。 物理學(xué)是什么?記得有人曾說過：物理學(xué)是一門科學(xué)，是一門智慧，是一門文化。我覺得很有道理。物理學(xué)是以物質(zhì)基本構(gòu)造、互相作用和基本運動規(guī)律為研究對象的自然科學(xué)，是人們結(jié)識物質(zhì)世界的本質(zhì)，揭示物質(zhì)世界的規(guī)律，具有基本性和應(yīng)用性的重要學(xué)科。物理學(xué)的知識和措施增進了許多有關(guān)學(xué)科和生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展，有力地推動了人類社會文明的進步。 中學(xué)物理課程是以觀測和實驗為基本，以物理現(xiàn)象、物理概念和

3、規(guī)律、物理過程和措施為載體，以科學(xué)探究為主線，以提高全體學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)為基本目的的基本性自然科學(xué)課程，是中學(xué)自然科學(xué)學(xué)習(xí)領(lǐng)域的重要構(gòu)成部分。 有關(guān)物理學(xué)史，前人從不同的角度曾作了諸多的定義，如物理學(xué)史可視為科學(xué)史的一種分支。歌德曾說過：“一門科學(xué)的歷史，就是這門科學(xué)自身?！倍绹茖W(xué)史家G·薩頓將科學(xué)史定義為“如果把科學(xué)定義為系統(tǒng)的實證知識或看作是在不同步期、不同地點所系統(tǒng)化了的這樣一種知識，那么科學(xué)史就是這種知識發(fā)展的描述和闡明”，從這一意義上講物理學(xué)史就是：人類在長期的社會實踐活動中對自然的物理知識系統(tǒng)的歷史的描述，是物理學(xué)家征服世界、改造自然、發(fā)明發(fā)明的奮斗史，記述了物理知識的累積過程，

4、以及物理科學(xué)的發(fā)展演變規(guī)律的發(fā)展史。 滲入物理學(xué)史的高中物理課堂教學(xué)是指在高中物理教學(xué)中根據(jù)具體狀況合適的滲入物理學(xué)史而進行的一種課堂教學(xué)活動。物理學(xué)史教學(xué)價值研究出發(fā)點也不是為了對物理發(fā)展的歷史進行實證性的考察，而是運用物理發(fā)展過程中的重要史實、物理學(xué)家摸索的經(jīng)歷、有關(guān)的概念、科學(xué)技術(shù)的變遷過程，來構(gòu)建物理學(xué)史的教育價值，對學(xué)生進行“知識與技能”、“過程與措施”、“情感態(tài)度與價值觀”等多方面的培養(yǎng)，以提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，增進學(xué)生人格的全面發(fā)展。 出名物理學(xué)家錢三強專家在為《物理學(xué)史》做序時談到：物理學(xué)發(fā)展史是一塊蘊藏著巨大精神財富的寶地。這塊寶地很值得我們?nèi)ラ_墾，這些精神財富很值得我們?nèi)?/p>

5、發(fā)掘。如果我們都能注重這塊寶地，把珍貴的精神財富發(fā)掘出來，從中吸取營養(yǎng)，獲得教益。我對此深有體會，綜合自己實習(xí)教育教學(xué)實踐，我覺得有如下幾點： 1、 物理學(xué)史中閃動著德育的火花 物理學(xué)史集中體現(xiàn)了人類摸索和逐漸結(jié)識物理世界的現(xiàn)象、特性、規(guī)律和本質(zhì)的歷程。任何一種具體的物理知識和理論體系都是匯集許多人的研究成果而建立起來的，常常是幾十年、甚至上百年的努力才干邁出故意義的一步，它涉及著結(jié)識論和措施論的因素，涉及著摸索者的艱苦與悲歡，又體現(xiàn)著結(jié)識過程中理論與實踐、繼承與突破、理性與非理性的辨證統(tǒng)一，因而也涉及著豐富的“教書育人”的教育因素。 如在談到電磁感應(yīng)知識點時，我適時向同窗們

6、分享了英國物理學(xué)家法拉第的某些經(jīng)歷：18奧斯特發(fā)現(xiàn)電流的磁效應(yīng)之后，法拉第于18提出“由磁產(chǎn)生電”的大膽設(shè)想，并開始了十年艱苦的摸索。 在這十年中，她失敗了，再摸索，再失敗，再摸索……終于于1831年8月29日發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象，開辟了人類的電氣化時代。通過這些資料的分享和交流讓學(xué)生體會法拉第不畏艱難、敢于摸索的意識，不怕挫折、堅持不懈的精神；也讓學(xué)生清晰的結(jié)識到：科學(xué)經(jīng)歷是一條非常曲折、非常艱難的道路，科學(xué)的道路是不平坦的，生活的道路也同樣。并適時聯(lián)系高中的生活，引導(dǎo)我們的學(xué)生在平常學(xué)習(xí)生活中學(xué)會對的面對學(xué)習(xí)生活上的困難，學(xué)會以積極的生活態(tài)度面對人生的一次次經(jīng)歷、一次次挑戰(zhàn)。 又如談到光電

7、效應(yīng)時，我曾分享過某些愛因斯坦的話語，其中談到——從物理學(xué)出發(fā)思考一切?！跋胂罅Ρ戎R更重要，由于知識是有限的，而想象力概括著世界上的一切，推動著進步，并且是知識進化的源泉。嚴格地說，想象力是科學(xué)研究中的實在因素……我非常真誠地相信，一種人為人民最佳的服務(wù)，是讓她們?nèi)プ瞿撤N提高思想境界的工作，并且由此間接地提高她們的思想境界……照亮我的道路，并且不斷地給我新的勇氣快樂地正視生活的抱負，是善、美和真……我們的責(zé)任是要忠于我們的道德老式。這種老式使我們可以不顧那侵襲到我們頭上的劇烈風(fēng)暴而維持了幾千年的生命。在人生的服務(wù)中，犧牲成為美德……學(xué)校的目的應(yīng)當(dāng)是培養(yǎng)有獨立行動和獨立思考的個人，但是她們要把

8、為社會服務(wù)看作是自己人生的最高目的……” 總之，縱觀物理學(xué)史中大量事例可以闡明, 多種科學(xué)的發(fā)現(xiàn)往往具有一種共同點, 那就是勤奮和創(chuàng)新精神。只有不畏勞苦沿著陡峭山路攀登的人, 才有但愿達到光輝的頂點。因此，物理學(xué)史中不缺少德育的火花，核心是我們平時要有善于觀測、善于思考、善于挖掘、善于積累，才干把這筆珍貴的精神財富奉獻給我們的學(xué)生。 （2）物理學(xué)史蘊藏著教學(xué)的催化劑 高中物理的課程核心理念是在“以學(xué)生發(fā)展為本”，從“知識與技能、過程與措施、情感態(tài)度與價值觀”三個維度來培養(yǎng)學(xué)生，讓學(xué)生獲得必需的物理基本知識與基本技能，初步理解物理學(xué)的發(fā)展歷程；經(jīng)歷物理知識的形成過程，感受、結(jié)識和運用物理學(xué)

9、的基本思想和基本措施；受到科學(xué)精神的熏陶，養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣和科學(xué)態(tài)度，逐漸形成對的的世界觀、人生觀和價值觀。初步具有現(xiàn)代社會成員所必需的基本能力和科學(xué)素養(yǎng)。而要實現(xiàn)課程的目的，通過物理學(xué)史在高中物理課堂教學(xué)中的滲入不失為一種很有效的途徑。通過我的實踐體會，我覺得： ①物理學(xué)史能優(yōu)化學(xué)生知識構(gòu)造，增進學(xué)生對知識體系的理解 既有的物理學(xué)知識都是人類從與物理世界的長期對話中，通過無數(shù)的曲折與反復(fù)，抽象、概括而獲得的。以史為線索通過展示歷史上的科學(xué)家努力簡介重要概念、定律和理論的過程無疑比其他任何簡樸方式更加吸引人更易達到目的。 例如在“慣性”概念教學(xué)過程中，我通過問題設(shè)計引導(dǎo)學(xué)生回憶慣性概念

10、的歷史形成過程，從亞里士多德的“運動結(jié)識”到伽利略的“抱負斜面實驗”，再從笛卡兒的“慣性原理”到牛頓的“運動第一定律”，這樣設(shè)計能較為自然地引導(dǎo)學(xué)生在回憶歷史的過程中對“慣性”的物理本質(zhì)有較為明晰的結(jié)識，深刻地體會到“運動不需力來維持”的涵義，對學(xué)生對慣性知識構(gòu)造的優(yōu)化有很大的增進作用。又如：通過對落體運動快慢爭論的物理學(xué)史簡介，領(lǐng)略伽利略對科學(xué)嚴謹執(zhí)著的態(tài)度和敢于對前人，特別是權(quán)威大膽質(zhì)疑的精神，激發(fā)探究的愛好和欲望；通過對伽利略落體運動研究過程的物理學(xué)史簡介，體驗和學(xué)習(xí)“提出假設(shè)－數(shù)學(xué)推理－實驗驗證”的科學(xué)措施，感悟科學(xué)措施在人類結(jié)識自然和應(yīng)用中的作用，從而增進對知識的理解、深化。 ②物

11、理學(xué)史能豐富學(xué)生實驗經(jīng)歷，鞏固學(xué)生對學(xué)生實驗地位的認知 物理學(xué)是以實驗為基本的科學(xué)。物理學(xué)史告訴我們，一流的理論物理學(xué)家往往也具有夯實的實驗基本。牛頓做過許多出名的實驗，這不必再說，研究覺得：愛因斯坦讀大學(xué)時曾用很大精力作實驗，這對其后來獲得巨大的理論成功至關(guān)重要。正如愛因斯坦所說：“科學(xué)結(jié)論幾乎總是以完畢的形式出目前讀者面前。讀者體會不到摸索和發(fā)現(xiàn)的喜悅，感覺不到思想形成的生動過程，也很難達到清晰地理解所有狀況?！? 因此，在物理教學(xué)中，結(jié)合教學(xué)內(nèi)容簡介物理學(xué)史上某些物理實驗具有重大意義。固然簡介時要闡明實驗的背景、條件、手段、措施和過程，要闡明這些出名實驗的設(shè)計思想和研究解決問題的措施、

12、實驗與理論的關(guān)系以及實驗所做出的重大歷史奉獻；使學(xué)生結(jié)識到物理實驗是物理學(xué)研究的最重要的工具，是物理實踐活動的最重要的手段；領(lǐng)悟到物理實驗對物理理論的產(chǎn)生、發(fā)展和驗證均有決定性的作用，從而深切理解實驗在物理學(xué)中的地位和作用；同步也有助于增強學(xué)生的實驗設(shè)計意識，提高學(xué)生對實驗現(xiàn)象的科學(xué)洞察力和對實驗成果的分析能力，從而減少物理實驗中的失誤。 建立在此基本之上，我曾進行過不少有益的摸索，現(xiàn)分享如下： 二、高中物理課堂教學(xué)中的滲入物理學(xué)史的實踐與摸索 1、實踐與摸索的途徑 （1）“小問題，大能量” 曾看過郭奕玲、沈慧君編著的《物理學(xué)史》一書， 前言中寫到：分析6個“W”：(1)Why？為什

13、么會發(fā)生？一種物理事件之因此發(fā)生，必然有其歷史背景和動因。(2)What？事件的性質(zhì)，有何特點？有何意義？在歷史上起了什么作用？(3)When？有什么時代特點？為什么在這個時候浮現(xiàn)？有無歷史的必然性？(4)Where？為什么在這個地方？是什么社會因素決定的？5)Who？分析人物的特點，她的成功要素。為什么會作出這個成果？(6)How？她們是如何作出成果的，所經(jīng)的曲折和奮斗歷程以及從中可以得到的啟示。我深有啟發(fā)，擁有這樣布滿層次性的問題對課堂教學(xué)又何嘗不是一種較好的指向呢？鑒于此，我曾在《電磁感應(yīng)現(xiàn)象》課堂教學(xué)中，分享過如下問題：when？為什么在十九世紀二三十年代發(fā)現(xiàn)？who？為什么是法拉第，

14、而不是別人？where？為什么是在英國，而不是在法國？How？法拉第是如何發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)的？嘗試下來我覺得課堂氛圍很是活躍，同窗們反映這樣的學(xué)習(xí)活動有趣多了，我想這節(jié)課堂教學(xué)活動樂于被學(xué)生接受與這些小問題的分享是分不開的，看來在課堂中組織某些物理學(xué)史的小問題滲入在教學(xué)中所產(chǎn)生的能量不容小看，固然這些問題的設(shè)計一定是有條理、有層次，并且緊緊環(huán)繞課堂教學(xué)活動來開展的。 （2）“小故事，大智慧” 學(xué)生的童年離不開故事，絢麗斑斕，情節(jié)生動曲折的故事帶給學(xué)生們無數(shù)的歡笑和快樂。故事是一種語言，是一種情感，是一種繪聲繪色的表演，用分享物理學(xué)家故事來提高學(xué)生學(xué)習(xí)的愛好，營造濃厚課堂學(xué)習(xí)氛圍，可以收到事半功

15、培的效果。例如：通過多種小故事的分享, 理解科學(xué)家從小長大成長的過程。她們的成長道路對學(xué)生和教師均有特殊的參照價值?？茖W(xué)家也有自己的喜怒哀樂。她看待困難和逆境的態(tài)度, 她對名譽地位的見解, 她堅持不懈, 頑強拼搏的毅力, 她靈活機動的風(fēng)格, 她敏銳的觀測和一針見血的洞察力, 她對祖國對人民的熱愛, 她的獻身精神, 等等, 都值得我們學(xué)習(xí)和借鑒。記得在分享《放射性的衰變》知識點的課堂教學(xué)活動時，談到居里夫人的奉獻時我曾分享過這樣一種故事——榮譽就像玩具。故事的內(nèi)容大體是：有一天，有位女士來居里夫人家作客。她看見居里夫人的小女兒在玩一枚獎?wù)?。她仔細一瞧，發(fā)現(xiàn)是英國皇家學(xué)會發(fā)給居里夫人的金質(zhì)獎?wù)?，?/p>

16、到十分驚訝，便不解地問:“瑪麗，能獲取這枚獎?wù)?，是件不容易的事情。這是極高的榮譽啊!您怎能給小孩子當(dāng)玩具玩呢?”居里夫人淡淡一笑，安靜地對女友說:“我想讓孩子們從小明白一種道理?！薄笆裁吹览?”女友急切地問?！皩Φ目创龢s譽。在我看來，所有榮譽就像玩具一般，僅僅玩玩而已。孩子不能守著這種榮譽生活，否則，她將一事無成?！迸巡唤澩攸c頭。學(xué)生聽完后很受啟發(fā)，既為她這股為科學(xué)奮斗畢生的事跡所感動，又為她做出的杰出奉獻所欽佩，更為她擁有這樣的境界去教育自己的孩子所折服；普遍覺得在人生的道路上又多了一種學(xué)習(xí)的楷模。 固然實現(xiàn)課堂有效性的途徑尚有諸多，如關(guān)注物理學(xué)家的某些至理名言、座右銘等。對于這些我

17、也曾嘗試過，效果也不錯。如曾分享過楊振寧專家的一段話： “常常有同窗問我做物理工作成功的要素是什么? 我想要素可以歸納為三個P：Perception，Persistence，and Power。Perception——眼光， 看準了什么東西, 就要抓住不放，Persistence——堅持， 看對了要堅持，Power——力量, 有了力量可以闖過關(guān), 遇到困難你要闖過去”。又如：愛因斯坦有一句名言, 也許人們早就懂得, 有人問她成功的“秘訣”, 她寫了一種公式：A = X + Y + Z，A 代表成功, X 代表不懈努力, Y 代表學(xué)會休息, Z 代表少說空話。這個公式基本概括了愛因斯坦的對為人處事、科學(xué)摸索的態(tài)度和意識。類似的事例尚有諸多，看來這些“元素”如果在物理課堂教學(xué)中適時的加以運用分享產(chǎn)生的效果還真不容忽視。 我感覺，通過一段時間的摸索實踐：大多數(shù)學(xué)生對物理學(xué)史有了較為濃厚的愛好，也徐徐帶動了學(xué)習(xí)物理等基本教育學(xué)科的熱情，承認物理學(xué)史的分享對自己整體素質(zhì)的提高有很大協(xié)助和啟發(fā)，特別是在一種階段后來，她們開始積極地、故意識地去關(guān)注某些物理學(xué)的發(fā)展史。