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      物理學(xué)史在教學(xué)中的作用

      2019-11-26 23:23:21閆紅星
      讀與寫 2019年31期
      關(guān)鍵詞:物理學(xué)家本性半球

      閆紅星

      (西藏日喀則市第二高級中學(xué) 西藏 日喀則 857000)

      如果我們在進行物理知識教學(xué)的同時能把濃縮于其中的“知識的邏輯和理性組織進程(科學(xué)史)”(皮亞杰語)重現(xiàn),讓學(xué)生沿著前人思維活動的足跡,從中體驗和學(xué)習(xí)科學(xué)思維方法,那無疑是交給學(xué)生一把打開思維寶庫的鑰匙。

      通過描述物理學(xué)家探索科學(xué)的成功與失敗、喜悅與懊悔、曲折與反復(fù)、分歧與爭論,能夠使受教育者的科學(xué)思維得以訓(xùn)練,精神上受到感染,意志得到磨練,從而牢固的把握物理知識。蘇霍姆林斯基指出:“學(xué)生在學(xué)習(xí)中遇到困難的原因之一,就是知識在他們那里變成不能活動的貨物,積累知識好像是為了‘儲備’而不能‘周轉(zhuǎn)’?!蓖瑫r他也指出:為什么低年級學(xué)得很好、掌握知識不費力的兒童,隨著年級的上升,學(xué)習(xí)卻變得越來越困難?為什么兒童已掌握、積累起來的知識似乎成為一種負擔,使他越來越吃力?原因在于掌握知識與智力發(fā)展;知識的應(yīng)用能力的培養(yǎng)之間脫節(jié)。新課程標同樣要求我們,在教學(xué)過程中不能滿足于知識積累,而要促進知識進入流通過程,注重知識應(yīng)用,幫助學(xué)生打開思維的大門,主動去獲取知識。根據(jù)教材編排特點,分單元講解、分析發(fā)展史不僅有助于學(xué)生了解各概念、定理、定律的來龍去脈和科學(xué)知識的運動過程,而且有助于學(xué)生按照有規(guī)律的形式和體系來理解和把握物理知識以及應(yīng)用知識,從而逐步掌握正確的科學(xué)思維方法。

      例如,在講到力的概念時,從古希臘的亞里士多德,到伽利略、牛頓,循著偉人的研究歷程,從而加深學(xué)生對力的概念的理解,在講高二年級“電磁感應(yīng)”的時候,以奧斯特發(fā)現(xiàn)電流的磁效應(yīng)為線索,向?qū)W生介紹人類對磁及電和磁關(guān)系的認識過程。通過講解安培、法拉弟、愣次和麥克韋等人在揭示電磁關(guān)系工作中的艱辛努力和所取得的成果,使學(xué)生在有了對電磁發(fā)展總體認識的基礎(chǔ)上,加深對教材的理解和對左、右手定則、法拉弟電磁感應(yīng)、愣次定律等關(guān)鍵點的把握。

      又如對光學(xué)知識部分的學(xué)習(xí),光學(xué)共分為兩大塊知識部分,一部分是幾何光學(xué),也是比較容易掌握的部分;另一部分,是光的本性的研究,人類對光的認識也是有一定的過程的。從能形成學(xué)說的是在17世紀末期的以牛頓為首的“微粒說”和與牛頓同一時期的荷蘭物理學(xué)家惠更斯的“波動說”,支持他們各自的學(xué)說均有相關(guān)的實驗,當然由于牛頓的地位顯赫,所以微粒說事占上風(fēng)的。后來,再到19世紀后期,偉大的物理學(xué)家麥克斯韋提出了電磁說,并預(yù)言了電磁波的速度和光速在真空中是相同的。于是便又有了“電磁說”即麥克斯韋認為光的本性應(yīng)該屬于電磁波。比如光的干涉、衍射、偏正等實驗現(xiàn)象均說明光是由波動性的。再到了20世紀,在電磁說達到鼎盛時期時,歷史又開始轉(zhuǎn)變,著名的“光電效應(yīng)”現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)了,這使電磁說陷入困境。于是,又一位偉大的科學(xué)家—愛因斯坦提出了“光子說”的觀點。當然,這其中也有其他物理學(xué)家的探索和研究。到了現(xiàn)在,人們對光的本性認識統(tǒng)一到了“波粒二象性”。這一歷史發(fā)展過程是在曲折中前進的,但也是很有邏輯性。有了這么一個知識作為背景,學(xué)生掌握光的本性時能夠更加快捷,記憶更深刻。

      再如在講大氣壓強時,我們可以從古代科學(xué)家關(guān)于真空的種種爭論開始,繼而介紹這種爭論波及到法國、德國,當時德國的馬德堡市市長格里克也卷入了這場爭論,他花了大筆資金從事獲得真空的實驗,經(jīng)過多次失敗之后,結(jié)果用一個又大又堅固的中空金屬球終于獲得了成功。1654年他又做了兩個中空半球(直徑為30多厘米),扣在一起,將內(nèi)部的空氣抽去,這樣大氣把兩個半球緊壓在一起,直至用16匹馬才把它拉開,這就是他在當時的德皇和眾議員面前所做的物理學(xué)史上傳為美談的“馬德堡半球”實驗。學(xué)生聽了思想為之活躍,不僅了解了人們認識大氣壓強存在這一過程,而且能更進一步具體理解大氣壓的性質(zhì)及其種種測量方法。

      總之,物理學(xué)史是通過介紹人類歷史上成功的優(yōu)秀物理學(xué)家面對物理問題是如何思考和解決的,其中哪些得到成功,哪些遭到挫折或修正,從而達到“益人神智”的作用。可以說,在物理教學(xué)中講物理理論,會給學(xué)生以知識;講物理學(xué)史,會給學(xué)生以智慧,二者是不可偏廢的。物理教師不僅僅要善于運用邏輯的手段循序漸進地講解定理、公式、習(xí)題,還要善于生動地描繪人類探索物理世界奧秘的艱苦歷程,以其中的歡樂、痛苦、困惑、遺憾和哲理感染學(xué)生,樹立起他們物理學(xué)習(xí)的歷史意識。

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