论文关键词: 新课程 物理学史 物理教学 三维目标

论文摘要: 本文主要阐述物理学史在实现新课程三维目标中的作用,分别从《高中物理课程标准》三维目标中的“知识与技能”维度、 “过程与方法”维度、“情感态度与价值观”维度三方面展开。

一、 “知识与技能”维度

1.有助于学生深入理解物理概念、规律。

认知心理学家奥苏贝尔的有意义学习理论认为,在学习新知识时可以利用适当相关的、概括性的,并且比较清晰和稳定的引导性材料。这种引导性材料就是所谓的“先行组织者”,它有助于促进学习和保持信息,并在一定程度上为新知识提供一种“脚手架”,使学生进行有意义的学习。在物理基本概念和规律的教学中,很多时候,物理学史可以提供比较性的组织者或说明性的组织者。在讲述电磁感应规律时,我以安培、法拉第、楞次和麦克斯韦等物理学家在揭示电磁关系工作中的艰辛努力和所得的成果为主线,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、法拉第电磁感应定律、楞次定律等关键点的把握。

2.有助于学生充分认识实验在物理学中的作用。

物理学是一门以实验为本的科学,物理理论来源于实验,并且还必须经过实验的检验。纵观物理学史,每一个理论的产生与发展都建立在实验的基础上,而物理学发展所经历的每一次理论上的大综合和大统一,都伴随着实验技术与实验思想的进步,可以说没有实验就没有物理学。

3.有助于学生更好地了解物理知识的体系。

物理学是整体向前推动发展的,但物理的各个分支是交错发展的,将物理学的整个发展历史,发展网络进行系统的介绍将使学生更好地了解物理知识的体系。比如对力发展史的介绍,我们可以从亚里士多德在《物理学》中提出落体运动,发展到阿基米德的杠杆理论、重心测量,到伽利略的理想实验,牛顿的经典力学……直至爱因斯坦的相对论。整个力学从基础到前沿,完整的框架可以展现在学生的脑海中,更容易记忆。当然,各个板块的发展史错综复杂,互相交织,只有在系统了解后才能牢固地把握,对学生的知识结构也是适当的补充。

二、 “过程与方法 ”维度

1.有助于学生理解科学的探究本质。

物理学发现的历史也就是物理学探究的历史,在探究过程中洋溢着科学精神,渗透着科学思想和方法。在课堂上教师可选择物理学史上着名的实验或发现事例,经简化、设计,形成富有启发性的材料,让学生“追踪”当年科学家的发现思路。在课堂上应尽量给学生机会自主地探究,让学生学会探究的方法。比如在“变压器”教学中就可以给学生一些实验器材,让学生自主寻找变压器的变压规律和变流规律。这样可使学生从中学到物理学的一些探究方法,丰富自己的思路。所以这样的探索过程也是具有创造意义的。

2.有助于学生掌握科学的研究方法。

物理学的研究思想和方法是人类智慧的结晶,它们的传授与学习,只有紧密地与物理学史结合起来,才不流于形式,而是成为有声有色的活例。在物理教学中适当结合物理学史,展现物理学发展中有代表性的科学家探索知识的思维过程,可以使学生了解前人是用什么样的方法去研究和探索发现新的规律和理论的,从中去领悟物理学的研究方法。比如,通过介绍伽利略的斜面实验,可以使学生了解正是伽利略开创了把物理实验与科学思维相结合的物理学研究方法。就像爱因斯坦评论中所说的:“伽利略的发现,以及他所用的科学推理方法,是人类思想史上最伟大的成就之一,而且标志着物理学的真正开端。”

3.有助于培养学生质疑和创新能力。

物理学史上大量的事例表明,不囿于传统理论和传统观念,不迷信权威和书本,敢于质疑是科学前进的动力。比如人们对原子结构的认识,首先是汤姆生提出了枣糕模型,在此基础上汤姆生的学生卢瑟福依据α粒子散射实验的结果提出了原子的核式结构模型,卢瑟福的学生玻尔把量子理论运用到原子系统上,建立了玻尔原子模型,这样使人们对原子结构的认识由错误到正确并不断加以完善,三代物理学家对原子结构的研究都是在承袭前人的理论的基础上进行质疑,从而创新,使得原子物理学飞速发展。在物理教学中,渗透这些物理学家质疑、批判、创新的物理学史,对于培养学生的质疑、批判精神和创新能力是大有裨益的。

三、 “情感态度与价值观”维度

1.有助于激发学生学习物理的兴趣,产生学好物理的驱动力。

心理学家赫尔的学习理论认为学习系统首先要有驱动力,驱动力是处于需要时产生的一种动力状态。只有当学生对学习有了兴趣,才能在学习中去开拓、去探索,去克服学习中遇到的困难。物理学史记载了人类揭开世界奥秘和令人兴奋的探索历程,有很多真实的故事、趣闻和材料。如果老师能抓住学生的心理,将物理学史引入教学中,不仅能使学生对所学的内容印象深刻,而且会引发学习物理知识的兴趣,乐于探索自然现象和日常生活中的物理学原理。在讲解大气压强时可介绍格里克的马德堡半球实验;在讲单摆时可介绍伽利略通过观察教堂的吊灯的摆动进而发现单摆的等时性;介绍浮力定律时可讲述曹冲称象和阿基米德称皇冠的故事,等等。

2.有助于培养学生坚持真理、不屈不挠的科学精神。

物理学史上大量事例表明,科学的探究过程不可能是一帆风顺,都是经过曲折和磨练。这需要科学家顽强的意志甚至是献身科学的牺牲精神。布鲁诺为扞卫科学真理走上火刑场;伽利略被终身监禁而矢志不移;开普勒贫病交加,历受迫害,死在讨债的路上;富兰克林为了研究雷电而冒险进行“费城实验”。教师要号召学生学习这种为探求真理而坚持不懈的精神。因为这种精神对于端正学生的学习动机,树立学生对真理的非功利性追求,具有重大意义。

3.有助于培养学生的人文精神和爱国主义精神。

《新课程标准》提出通过物理学史的教学,使学生受到科学和人文相结合的教育,让学生在学习过程中在情感态度与价值观等方面得到熏陶。比如在讲人造卫星时教师就可讲我国两弹一星功勋奖章获得者钱学森放弃国外优越的生活,冲破种种阻力毅然回到祖国担任火箭导弹和航天器研制的技术领导职务,为中国火箭、导弹和航天事业的发展作出了不可磨灭的巨大贡献。在教学中将这些物理学史与物理知识相融合,其中蕴涵的科学家充满人文主义的态度和爱国主义精神必将激起学生心灵的震动。

总之,物理学史是一块蕴藏着巨大精神财富的宝地,值得我们去开垦,去从中吸取营养。在新课程改革的形势下,教师对物理学史的教育任用要有正确、深刻的认识,要加强对物理学史的了解,研究如何在物理教学中引入物理学史,更好地实现新课程的三维目标。

参考文献:

[1]赵顺法.发挥物理学史在实现新课程整体目标中的功能.互联网,2004.12.8.