物理学史融入高中物理教学中的路径探究

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吴登华

湖北省黄梅县第五中学 435509

摘要

时代在发展和进步,高中物理教学的内容和形式也应该跟上时代的发展步伐,实现物理学史和课程教学的深度融合,丰富教学内容,让学生认识物理学科的本质,培养他们的人文内涵。文章首先分析了物理学史在高中物理教学中的作用,接着重点从学史激趣、实验探究、话剧表演、导学案设计和课外活动等多个方面提出了一些有效的融入路径,以供参考。


关键词

物理学史;高中物理;融入路径

正文


   高中物理作为一门比较抽象的课程,要求教师不仅是传授知识和技能,还要培养学生的科学、人文素养,为其全面发展奠定坚实的基础。物理学史某种程度上揭示了物理知识的形成过程,学生在知识融合的时候,认识科学内涵的本质,帮助学生快速理解和掌握知识,构建完善的知识体系,让学生获得独特体验,调动学生参与积极性。

一、物理学史融入高中物理教学的作用分析

1.激发学生兴趣

教师引入丰富物理史料的时候,遵循客观事物的基础,创新教学的内容,激发学生兴趣,让学生养成良好的学习习惯,发展他们的创新能力。教师在课程教学走穿插合适的物理学史材料,主动获取知识。例如牛顿是非常伟大的科学家之一,所以教师通过活动主题的形式,介绍牛顿的经历、成长,以及科学探究的过程,拉进学生和科学研究的距离,消除他们的陌生感,让学生将对科学家的敬佩,热爱转变为学习的动力,成为激励自己不断前进的方向标。

2.培养学生的辩证唯物意识

物理学史的发展和哲学知识紧密联系,有着独特的意义,结合概念、定义等内容,从唯物辩证的角度分析,让学生以唯物辩证的观念进行总结和优化,阐述概念的具体含义。结合物理学的特点,对其性质进行论述,如物质的运动型和对立性,量变和质变等含义,认识物理学科的基本规律,让学生从中获得独特的感受,对他们日后的学习和成长有着重要作用。

二、物理学史融入高中物理教学的有效路径

1.学史激趣

物理的概念、含义等理论知识,是物理学家通过实践经验总结得出,这是个不断反思和总结的过程。所以在高中物理课程教学中,教师采用渗透的方式完成物理学史的导入工作,激发学生兴趣,以实际的问题为线索,引导学生对于物理过程进行深度探究和总结,让学生在心理、情感等方面走进科学,增强对物理学科的亲和力,不断开拓学生的认知视野,让学生有极强的洞察能力。或者是通过转移的方式,感受科学探究的过程,促使学生主动完成知识的构建工作,有着严谨的科学态度。

例如探究电流产生条件的时候,首先是提问:电流能产生磁场,那么磁场是否有电流?如若可以产生,有哪些条件?接着教师开始介绍物理学史上的科学家,如安培、法拉第等,利用磁生电的形式进行科学探究。遵循历史材料,认识其客观事实,完成相关的猜想任务:如若将导线放在磁场,导线产生电流;导体在磁场中的运动,是否在导线中产生电流?磁体运动,导体不动的情况下是否产生电流?全班学生分组实验操作,根据实验的情况得出结论。对于闭合的电路,磁通量发生变化的时候,闭合电路中也会有电流的产生。而且教师选择恰当实际,插入一些科学家的探究趣味:科拉顿研究的时候,将螺丝管和电流针连接,其目的是避免实验的时候,磁铁对于电流针产生影响,所以选择将电流针放在另外的房间。但是发生反应的时候,跑到另外一个房间观看,结果没有任何的变化,分析其原因?主要是实验的过程不够严谨。从这一事例中也能看出,学生在思考和探究实验的时候,要求有周密的计划,严谨的科学态度,才能胜任这份任务。

2.实验探究

物理也是一门以实验为主的课程,如若缺乏实验,物理的教学工作缺乏灵魂,难以让学生从内心深处产生认同感。高中阶段的物理实验探究活动,对所学的知识点进行二次创新和验证,教师利用实验的形式,激发学生探索欲望,结合物理学史的相关内容,创新教学内容,实现历史和逻辑的有效结合。

    例如在“感应电流的产生条件”这一实验探究中,教师首先介绍物理学史的相关内容,奥特斯发现了电流的磁效应后,整个物理学界走进了电磁的热潮,法拉第也是其中一名研究学者。长达10年的时间内,开始磁场中的电流,最终在1831年得出了结论,认识感应电流的产生条件。因此,当代的学生采用物理实验的方式,用于严重物理学家的结论,依照相同的思路,认识磁场周围是否能产生电流?学生观察简笔画,认识实验的目的,接着准备相关的材料,如条形磁铁、导线、电流计、滑动变阻器、电源等。探究的过程分为三个阶段:磁针不动,导体运动的情况,观察是否有电流产生?导体不动,磁针运动的情况下电流情况?导体和磁针都不动的情况下,电流情况?从最终的结论发现,学生无论是何种方式,需要穿过闭合导体回路后,磁通量才会发生变化,所以感应的电路必须是闭合的,而且闭合的电路通过磁通量的方式进行变化。由此可见,将物理学史和高中阶段的物理实验紧密联系,引导学生不断追求真理,并在失败和成功实验的对比中,领悟其实践方法,感悟物理学科的独特魅力。

3.话剧表演

话剧表演是学生通过亲自参与、扮演的形式,认识科学的发展流程,感受物理学家之间的矛盾,将实际的探究过程进行一一分析和探究,以更为直观、具体的表演方式呈现出来,激发学生的学习兴趣,加深学生的真实感悟。这种教学模式,要求教师提前编写相关的剧本,制定严格的计划方案。以《行星的运动》这一章节的教学为例,其中涉及的物理学史较多,而且考点比较复杂,时间充裕。

学生A(弟谷):开普勒,这些都是我多年实验研究得出的数据,现在将这些宝贵的资源送给你,我即将离开人世,希望你能完成我的心愿,一定要尊重事实,不得弄虚作假。

学生B(开普勒):我一定努力,为世人展现真实的宇宙。

旁白:优秀的物理学家去世,但是他的宇宙观是错误的,这代表室“地心说”的管带你。

学生B(开普勒):为什么总是计算错误呢?难道给我的数据不准确?行星运动的轨迹是圆吗?我终于成功了,原来行星运动的轨迹不是圆啊。

从地心说到日心说,总结出行星的规律,科学家付出了巨大的努力。所以每为成功的科学家们需要不断实践和探究。物理学的发展至今,人们仍在持续探索宇宙的神秘。学生通过话剧表演的形式,走进物理学家开普勒的世界,了解他在探索行动运动的过程。而通过趣味性的话剧表演模式,学生认识物理学家的思想,由此活跃课堂的教学氛围,提高学生学习兴趣,加深对物理学史的了解和认知,达到高效教育的目的。

4.“导学案”设计

导学案的设计以学生为主题,教师起到组织和引导的作用,通过师生共同合作的形式,解答教学中的疑难点问题。例如在“伽利略对自由落体运动的研究”这一课时的教学中,学生了解历史知识,教师利用多媒体技术,完成新课的导入工作,给出PPT是一张人物的画像,他是一名数学家、物理学家,天文学家,也是惯性、加速度的提出者;他的著作众多,如《两种新科学的对话》,试着说出他是谁?学生回答“伽利略”。接着教师以视频的形式,为学生播放伽利略的一生,让学生认识物理发展的过程。

学生开始动手操作,认识空气阻力对于实验的影响,并纠正以前错误的概念。而在实际探究的过程中,学生深度理解和阅读物理教材,发展学生的自学能力。通过阅读的方式认识亚里士多德的错误理论,不仅是对于运动学知识的探究,自然也会涉及到相关的这些基础性问题,从固有的思维体系中解脱出来,这是一场思想的革命。学生课前的自主阅读活动,并在动手实验操作的时候,认识伽利略科学探究的独特之处,发展学生的逻辑思维,配压根学生观察和验证的能力。基于证据所得出的科学结论,有助于培养学生的创新精神,形成正确的科学态度和价值观。通过导学案的设计活动,学生逐渐认识科学结论的探究不仅需要实验,还需要推理,而这些依靠物理学史的支持,才能在科学探究中获得更好的发展。

5.课外活动

为拓宽学生的认知视野,教师利用第二 开展创新性的教学活动,结合学生的基本情况,精选物理学史素材,促进学生对于物理知识的理解,强化学生的理解能力,提高他们的个人成绩。对此,教师利用课后时间组织实践活动,通过主题班会,专题讲座等形式,让学生课外也能了解物理学史,懂得以辩证、发展的眼光看待事物的变化趋势。学生在课下搜集资料进行总结和分享,试着发表自己的看法和见解,整理详细资料,实现物理学史的全方位渗透。

如组织某学校组织的“那些年,我追过的星”主题创新活动,选择学校优秀的物理教师进行授课,认识物理学发展的历史就是人类文明的发展史,重大物理理论的突破在人类文明发展史上往往起到里程碑的作用。以明星为主题的讲座中,通过生动、形象的事例论述诺贝尔奖获得者的真实故事,认识这些优秀物理学家对于社会发展所做出的贡献,学生对于物理学史的发展有更为深刻的理解和认知。随着主题讲座活动的开展,学生课外也能接收物理学史,获得心灵上的熏陶,培养学生的社会责任意识。

结束语:

      总之,高中物理教学中物理学史的有效融合,既能激发学生的学习兴趣,又能培养学生的辩证唯物观。教师通过实验探究、兴趣引导、话剧表演、课外主题活动、导学案设计等形式,实现物理学史的有效渗透,活跃学生的思维,拓宽学生眼界,符合素质教育喜爱的教学要求,也是培养学生核心素养的重要手段。

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