融入物理學(xué)史 讓物理課堂更有魅力

摘 要：文化育人、學(xué)科育人，每門學(xué)科都有其特定的文化價值與育人內(nèi)涵，在高中物理的課堂教學(xué)過程中，其中一項文化價值就是物理學(xué)史，在常態(tài)化的教學(xué)過程中，教師要善于利用教學(xué)內(nèi)容，注重物理學(xué)史的滲透和渲染，讓學(xué)生在物理學(xué)史中了解物理規(guī)律和物理知識的建構(gòu)與歷程，感受物理學(xué)家的艱辛與智慧，更能從中悟出科學(xué)研究的精神所在.

關(guān)鍵詞：文化價值;物理學(xué)史;高中;課堂

中圖分類號：G632????? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A????? 文章編號：1008-0333（2021）12-0058-02

收稿日期：2021-01-25

作者簡介：范義添（1984-），男，江蘇省海門人，本科，中學(xué)一級教師，從事高中物理教學(xué)研究.

物理學(xué)作為自然科學(xué)的帶頭學(xué)科，是研究物質(zhì)最一般的運動規(guī)律和物質(zhì)基本結(jié)構(gòu)的科目，最早起源于伽利略與牛頓的年代，經(jīng)過漫長的發(fā)展與探索，已經(jīng)成為當(dāng)今最精密的一門自然科學(xué)類學(xué)科.在教育領(lǐng)域，物理屬于高中階段課程體系的關(guān)鍵構(gòu)成部分，教師在講授理論知識過程中需主動融入物理學(xué)史，讓物理課堂更有魅力，輔助學(xué)生形成完善的知識網(wǎng)絡(luò).

一、講述物理學(xué)史故事，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣

基于物理知識同物理學(xué)史之間的關(guān)系視角來看，把物理學(xué)史融入到高中物理教學(xué)中，不僅能讓物理課堂顯得更有魅力，還有利于學(xué)生更加全面的了解物理原理，改善他們的學(xué)習(xí)能力與知識水平.高中物理教學(xué)內(nèi)容相對抽象，很難調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，教師可在新課導(dǎo)入環(huán)節(jié)講述一些與知識主題相關(guān)的物理學(xué)史故事，激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣，使其把注意力集中.

例如，在實施“自由落體運動”教學(xué)時，教師先講述一個有關(guān)發(fā)現(xiàn)自由落體運動的物理學(xué)史故事導(dǎo)入新課：兩千多年前，古希臘圣人亞里士多德是最早一批研究自由落體運動現(xiàn)象的學(xué)者，他指出：物體下落的速度由自身質(zhì)量所決定，物體質(zhì)量越大，下落速度就越快;反之，則下落得越慢.大家認(rèn)為這一說法正確嗎？鼓勵學(xué)生自由交流，提出各自的見解與看法，且簡單論述，與其固有認(rèn)知產(chǎn)生沖突，調(diào)動他們學(xué)習(xí)新課的熱情.接著，教師講述伽利略在比薩斜塔上做的著名實驗“兩個鐵球同時著地”，及觀點：物體下落的速度同自身質(zhì)量沒有關(guān)系，假如兩個物體在空氣受到的阻力大小一樣，或者忽略空氣阻力，則兩個重量不一樣的物體在同一高度下落時速度一樣，一起落至地面.進(jìn)一步激起學(xué)的探究渴望.

如此，教師通過講述物理學(xué)史故事設(shè)計新課導(dǎo)入，提升課堂的趣味性，讓學(xué)生快速進(jìn)入到學(xué)習(xí)狀態(tài)，吸引他們的注意力，使其積極思考物理學(xué)史的內(nèi)容，極大調(diào)動學(xué)習(xí)新課的興趣.

二、巧妙融入物理學(xué)史，促使學(xué)生交流互動

高中物理教學(xué)內(nèi)容同初中相比深度與難度均有所增加，學(xué)習(xí)起來更加枯燥乏味與機械無趣，學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性不高，長此以往極易引發(fā)他們的抵觸心理與厭學(xué)情緒，課堂氛圍也是顯得異常沉悶.這時高中物理教師在日常教學(xué)中，可根據(jù)所授內(nèi)容巧妙融入一些物理學(xué)史，為課堂注入更多生機與活力，促使學(xué)生主動交流與積極互動，營造輕松愉悅的學(xué)習(xí)氣氛.

在“電磁感應(yīng)現(xiàn)象及應(yīng)用”教學(xué)中，教師先講述奧斯特發(fā)現(xiàn)電流的磁效應(yīng)物理學(xué)史：他于1820年4月到7月，費時3個多月做幾十項實驗，將磁針分別放在導(dǎo)線的上方與下方，研究電流對磁針方向產(chǎn)生的作用;將磁針放在同導(dǎo)線距離不一樣的地方，研究電流對磁針產(chǎn)生的強弱作用;將水、松脂、瓦片、石頭、木塊、金屬等放在磁針同導(dǎo)線中間，研究電流對磁針?biāo)a(chǎn)生的影響等，發(fā)現(xiàn)電流的磁效應(yīng).引導(dǎo)學(xué)生思考：引領(lǐng)學(xué)生質(zhì)疑：由于電流可以產(chǎn)生磁場，那么磁場是否能產(chǎn)生電流？教師及時引入物理史：法拉經(jīng)過多年的研究，最終在1931年發(fā)現(xiàn)磁場產(chǎn)生電流的條件和規(guī)律.提問：怎樣才能由磁生電？引領(lǐng)學(xué)生依據(jù)已有知識、經(jīng)驗提出猜想，嘗試設(shè)計實驗和驗證.

這樣教師巧妙融入物理學(xué)史豐富教學(xué)內(nèi)容，讓課堂更有魅力，吸引學(xué)生主動交流，使其一起探究電磁感性現(xiàn)象，讓他們處于積極參與探究的狀態(tài)之中，有助于對獲取知識的鞏固.

三、運用物理學(xué)史啟迪，促進(jìn)學(xué)生理解知識

眾所周知，物理知識本身就比較抽象難懂，高中物理教材中選編的內(nèi)容尤為如此，要想讓學(xué)生更好的學(xué)習(xí)與理解物理知識，以及讓物理課堂更有魅力，教師不能再采用以往的照本宣科式教學(xué)，而要運用物理學(xué)史帶給他們更多啟迪，提供一些分析與解決問題的線索，使其思維被啟發(fā)，打開學(xué)生的思維空間，促進(jìn)他們自然而然的掌握所學(xué)知識，改善教學(xué)效果.

此時，在進(jìn)行“庫侖定律”教學(xué)時，這是揭示靜止點電荷相互作用力的規(guī)律，教師融入相關(guān)的物理學(xué)史：1785年法國科學(xué)家?guī)靵龈鶕?jù)實驗研究得知：在真空內(nèi)，兩個靜止點的電荷之間存在相互作用力，這個力同它們的電荷量乘積成正比，與它們的距離二次方成反比，作用力的方向在它們之間的連線上，且同電荷相斥、異電荷相吸.指導(dǎo)學(xué)生操作實驗：將一玻璃棒的中點用絕緣絲線懸掛在物理支架上，使之呈水平、平衡，再用絲綢摩擦一端，用另一與絲綢摩擦過的玻璃棒的一端接近;用一與毛皮摩擦過橡膠棒接近.使其分析實驗現(xiàn)象，引導(dǎo)他們總結(jié)：電荷間有相互作用力，且同種電荷相互推斥、異種電荷相互吸引，指出這種力稱為靜電力，或庫侖力.隨著組織學(xué)生繼續(xù)通過實驗探究影響靜電力大小的因素.

上述案例，教師運用物理學(xué)史啟迪學(xué)生思考，使其思維變得活躍起來，再借助書中的實驗研究庫侖定律，讓他們慢慢掌握庫侖定律的文字表述及其表達(dá)式，促進(jìn)對新知識的理解.

四、活用物理學(xué)史設(shè)疑，吸引學(xué)生自主探究

正所謂“學(xué)起于思，思起于疑”，高中生在學(xué)習(xí)物理知識過程中離不開他人的引導(dǎo)、提示與點撥，教師順理成章?lián)酥厝?，通過融入物理學(xué)史巧妙設(shè)疑置問，激起他們的好奇心理，使其自主參與到知識探索中.所以，高中物理教師應(yīng)當(dāng)靈活運用物理學(xué)史設(shè)計問題，借此調(diào)動學(xué)生的求知渴望，使其在問題導(dǎo)向下自主探究物理的奧秘，鍛煉他們的問題解決能力.

以“萬有引力定律”教學(xué)為例，教師可以圍繞萬有引力的發(fā)現(xiàn)融入物理學(xué)史，先詢問：提到萬有引力定律大家首先想到什么？隨機挑選學(xué)生講述牛頓與蘋果的故事，課件中同步展示牛頓在蘋果樹下被蘋果砸到的圖片，使其回顧牛頓受到的啟發(fā)：地球與月球之間的吸引力同地球吸引蘋果落地的力是否為同一個力？即使在很高的山頂或建筑物上，物體的重力也不會減弱，那么地球表面所存在的這種“吸力”是否能夠順延至月球上面？吸住月球使之圍繞地球做公轉(zhuǎn)，以及各個行星和太陽之間的作用力原理是否也是這樣？引領(lǐng)他們同牛頓“一起”猜想，它們可能是同一種力，這些力是同一種性質(zhì)的力，都遵從與距離的平方成反比的規(guī)律.

在上述案例中，教師運用物理學(xué)史設(shè)計課題提問，引領(lǐng)學(xué)生對萬有引力進(jìn)行自主思考與探究，使牛頓的想法能激發(fā)他們的探索渴望與想像能力，使其順利進(jìn)入到物理知識的探索中.

五、適當(dāng)穿插物理學(xué)史，強化學(xué)生知識掌握

在新時期下的高中物理教學(xué)中，強調(diào)課堂形式的多樣化，以及教學(xué)模式與知識呈現(xiàn)方式的多元化，如果教師一味的使用“灌輸式”教學(xué)模式，學(xué)生的注意難以被集中起來，影響他們的學(xué)習(xí)質(zhì)量與效果.這就要求高中物理教師在課堂上，應(yīng)該適當(dāng)穿插一些物理學(xué)史，把教授內(nèi)容融入其中，讓學(xué)生一邊了解物理學(xué)史，一邊學(xué)習(xí)物理知識，強化他們的掌握情況.

在學(xué)習(xí)“牛頓第二定律”過程中，教師可結(jié)合牛頓第二定律的發(fā)展簡史穿插至課堂教學(xué)中，如：在1662年，伽利略提出：無論物體以任何速度運動時，只要把加速或減速的外因去除掉，該速度就能夠保持不變;笛卡爾也提出相似的說法：當(dāng)沒有外力作用時，粒子只會出現(xiàn)兩種狀態(tài)，要么靜止、要么勻速運動.牛頓將這樣的假定歸納整理成“牛頓第一定律”，且進(jìn)一步推廣伽利略的觀點，總結(jié)成“牛頓第二定律”.從1684年8月開始，牛頓開始書寫《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》一書，重新整理研究手稿和思考部分問題，直至1685年11月才形成兩卷著作;然后在1687年，該書出現(xiàn)拉丁文版，其中在緒論部分正式提出“牛頓第二定律”的說法.在這滲透的過程中，科學(xué)家經(jīng)歷的探究過程是多么漫長、深入、艱難，也為學(xué)生的物理學(xué)習(xí)注入精神的營養(yǎng)液. 除此以外，我們可以追問學(xué)生，為什么牛頓說他是站在巨人的肩膀上獲得這些成果的，這里的巨人又是指誰？此時科學(xué)家的這種謙遜的精神又滲透給了學(xué)生們.

對于上述案例，教師適當(dāng)穿插物理學(xué)史設(shè)計課堂教學(xué)，一方面強化學(xué)生對理論知識的掌握，另一方面讓他們了解到物理探索的艱辛與刻苦，使其樹立正確的學(xué)習(xí)態(tài)度與價值觀念.

總之，在高中物理教學(xué)活動中融入物理學(xué)史是對教學(xué)內(nèi)容很好補充，有助于學(xué)生對物理學(xué)理論發(fā)展產(chǎn)生更為清晰的認(rèn)識，在一定程度上降低知識的學(xué)習(xí)難度，使其自覺、踴躍的參與到學(xué)習(xí)中，提升物理課堂的魅力，升華他們的學(xué)習(xí)成效.

? 參考文獻(xiàn)：

[1]周和建. 核心素養(yǎng)下“物理學(xué)史+ 規(guī)律教學(xué)” 課例的教學(xué)設(shè)計研究———以《行星的運動》設(shè)計為例[J].物理教學(xué)探討，2020（07）：32-33+36.

[2]程會，馮杰，湯鳳君，崔賀. 初探物理新課程中中國物理學(xué)史內(nèi)容教學(xué)策略[J].物理教師，2014（07）：70-73.

[責(zé)任編輯：李 璟]