浅谈物理学史在初中物理教学中的作用

戴张奇

【摘要】物理学史联系了物理学发展的过去、现在、明天，蕴含着丰富的教育因素，是培养全体学生科学素养的重要途径。本文通过美国和中国教材中两则关于欧姆的史料，分析物理学史在初中物理教学中的桥梁和启发作用。

【关键词】物理学史 物理教学 物理教材 科学素养

【中图分类号】G633.7 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2018）04-0141-02

《义务教育物理课程标准》要求：“从生活走向物理，从物理走向社会”，这指明初中物理教学要贴近学生思维特点和认识模式，而物理学从古希腊哲学家亚里士多德所著的《物理学》一书至今已有上千年的发展历史，这其中涌现了一批伟大的科学家和历史事件，这些都是初中物理教育的重要资料。让学生了解物理学史，其实也是让学生间接的经历科学探究的过程，学习科学方法，以史为鉴，培养创新精神和实践能力。本文以美国初中科学教材阅读材料中的《Georg Simon Ohm》和苏科版初中物理教材九年级上册第十四章信息库中《欧姆与欧姆定律》为例，简析物理学史的渗透在初中物理教育中的重要作用。

一、《Georg Simon Ohm》的内容介绍

《Georg Simon Ohm》出现在美国科学教材的阅读材料中。美国科学教材的阅读材料通常由文字、内容、思考题等构成，其特点是在横向上拓展、在纵向上深入、与科学技术社会联系紧密。本篇阅读材料由《Taking a Different Approach》、《Ohm Gets to Work》、《Ohm？蒺s law》三个部分组成。

《Taking a Different Approach》部分介绍Ohm的早期教育和他良好的数学背景，他从数学出发研究电学，但是由于当时的大多数科学家都没有使用这一种方法，他的研究结果不被主流科学所接受。

《Ohm Gets to Work》部分介绍Ohm的求学过程，他潜心研究其他科学家和数学家的作品，并在奥斯特的启发下开始自己的实验。

《Ohm？蒺s law》部分介绍欧姆定律刚刚问世时不被接受，而后来却慢慢被认为是一个重大发现。Ohm的工作被全世界接受，他也获得巨大荣誉，他的名字成了电阻的单位，他的家乡有以他名字命名的学校的广场。

二、《欧姆与欧姆定律》的内容介绍

《欧姆与欧姆定律》出现在苏科版九年级上教材第十四章的信息库中，信息库旨在为学生提供某知识点的相关拓展性信息。《欧姆与欧姆定律》介绍了Ohm的生平与研究。欧姆在探究时没有电阻、电压、电流等概念，更没有测量仪器，但是他利用电流的磁效应原理归纳了欧姆定律。Ohm的成果刚问世时，不被科学家接受，但是随着时间的发展，物理学家意识到了欧姆定律的重要作用。

三、《Georg Simon Ohm》和《欧姆与欧姆定律》在初中物理教学中的作用

1.符合学生认知特点，激发学生兴趣

物理学科对学生逻辑思维能力、观察和动手操作能力的要求较高，初中生的意志、思维品质发展不成熟，容易出现畏难、厌恶物理等不良情绪。对于初中二年级学生来说，物理学科中的一些抽象模型、难点可能造成学生的两极分化。物理学史具有趣味性的同时又不失科学性和启发性，美国初中科学教材中阅读材料的占比达38%，并配有大量精美的图片，这些都可以向初中生直观鲜明的展示物理概念和规律，帮助学生理解物理过程和抽象逻辑思维的进一步发展。

在欧姆定律的教学中，向学生展示欧姆的照片、生平故事等史料，组织学生进行相关讨论或者课外探究和调研，都可以激发学生的主动性和好奇心，让学生感受到物理学习过程的快乐。

2.加深对物理知识的理解，养成良好的学习习惯

初中生在学习物理之前已经有了很多“前概念”，正确的前概念对物理学习有促进作用，错误的前概念有阻碍作用。在分析欧姆定律公式R=■时，学生会自发的从数学角度理解，当电流一定时，电阻与电压成正比。此类认识在数学上成立，但是从物理学角度理解就是错误的。物理教师处理此类问题也多是照本宣科，加以大量的习题，这样，学生只是死记硬背，而没有理解欧姆定律的本质。如果在讲解知识之前，让学生详细的查阅欧姆做实验的原理、过程、数据处理方式等，想必学生会对物理公式的本质有更深入的了解，也培养学生的探究意识和自学能力。

3.了解科学的本质，感悟探究的过程

科学是科学家不断发现问题、解决问题的过程，现有的物理学规律不是永恒不变的真理，只是科学家基于现在的技术手段和科学主流观念得到的结论。正如欧姆采用数学的方法分析电路，在当时就不被科学界接受。同时，科学家们相互提出问题，批判甚至反驳，也可以促进科学的交流和进步，随着进一步的深入研究，科学家们会消除误解，最终得到统一的解释和相对更加科学的物理规律。最后，历史也证明了欧姆的巨大贡献。

物理学史启发学生始终带着批判和创新的思维去思考问题，忠于真理，不盲目的迷信书本，让学生感悟物理学科的探究过程和物理学家的优秀品质，敢于批判旧观念、提出新观念，理解物理是一门重视实验和事实的科学。

4.理解科学与社会之间的关系，提高全体学生的科学素养

物理学的发展受到社会观念的影响，在物理学史上，许多大科学家的观点超越了当时的社会而不被接受，更有甚者献出了自己的生命以捍卫科学的底线。物理学的发展要以社会发展为基础，特别是受到社会发展力的限制。例如欧姆的实验，因為缺少必要的精密测量设备而失败。反之，物理也促进社会发展，改变社会生产关系。物理学的发展所得到的科学结果，转化为生产力，极大地促进社会进步。在欧姆定律发现并被认可之后，电气电路工程取得巨大发展。

物理学史启发学生认识科学家突破当时社会大众观点、建立新的观点和理论是多不容易，这些观点在今天的我们看来理所当然，但是在那个时代是让人不可思议的。教师在教学中渗透物理学史，让学生感受科学探究的社会性，自然科学研究不是“闭门造车”，一位好的科学家必须具备良好的沟通能力，促进全体学生科学素养的全面发展。

四、反思

随着我国基础教育物理课程改革的不断深入，人们对于物理学的认识已经由传统的“重结论，轻过程”到了“重结论，更重过程”，苏科版《物理》教材中的“活动”、“信息快递”、“www”“信息库”等板块为学生提供了大量的阅读材料和探究性问题。但是，令人痛心的是在课程的实施过程中，这些阅读材料和物理学史料没有得到很好的应用。

究其原因，考试制度、教师素质不足、教师重视程度低、缺乏社会家庭的有效支持等都是造成物理学史料利用率低、使用效果差的原因。

第一，社会和家庭也缺乏鼓励学生了解物理学史的机制，要改变这一现状，要求我们对现有的评价制度进行修改，重视过程性评价和多元评价。例如爱尔兰的科学课程中考模式为“实验+调查+考试”，这样的评价制度有利于引导教师学生重视对物理学史料的运用和开发。

第二，现今中国的师范教育中，《物理学史》这门课并非师范专业的必修课，在对南京师范大学2015级物理学师范专业的同学的抽样询问中，师范生普遍不重视《物理学史》。同样的，在职教师中大部分教师缺乏丰富的物理学史知识储备，甚至有的教师没有能力指导学生完成相关调查研究。所以加强物理师范生和在职教师的物理学史教育，完善教师知识储备和专业技能，是利用好教材中的阅读材料和开发新史料的基础。

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