探究物理学史与高中物理教学融合的有效途径

吴春亮

摘 要：物理学史着重讲述物理学基本概念、基本定律和各主要分支的形成，特别侧重于“现代物理学的发展史”，被广泛应用于高中物理教材中。通过对这些物理学史的学习，不但能增长见识，加深对物理学的理解，开阔视野;更能从前人经验中得到启示，感受到物理学家为探索物理世界不畏艰难险阻，勇于追求真理的科学态度。高中物理教师要提高对物理学史的重视程度，优化物理学史，合理的将物理学史融入到课堂中，充分发挥其教学价值。

关键词：高中物理;课堂教学;物理学史

高中物理课程标准中明确指出：高中物理教学要坚持学生课堂主体地位，提高学生课堂学习的主动性，培养学生的学习兴趣以及追求真理、实事求是的科学态度。物理学史不仅记载着物理学理论与实验研究的发展过程，而且记载着诸多物理学家的实践过程，其中每一个物理概念、物理规律、物理本质被发现和被证实的过程，一方面，可以帮助学生了解物理学家追求真理的人生经历，取其精华去其糟粕;另一方面，可以帮助学生了解物理学的基本概念、基本原理以及基本定律的同时，了解这些概念、原理、定律的形成过程，从而加深对物理学知识的认知、理解和运用。

一、物理学史的教学在高中物理教学中的作用

物理学是研究自然界物质的基本结构、相互作用和运动规律，作为自然科学的带头学科，物理学研究大至宇宙，小至基本粒子等一切物质最基本运动形式和规律，因此成为自然科学领域中的一门基础学科。科学的发生和发展一开始是由生产决定的，在生产发展的推动下，通过理论、实践，物理学不断的发生分化和总结，逐步形成了严密的理论体系，并在科学技术和生产中得到广泛应用，成为现代自然科学体系中一门重要的基础学科。物理学的发展史是唯物主义与唯心主义的斗争史，是物理思想的方法论和物理观念辩证法的变革史，是理性思维与感性思维的辩证统一史，对现代教育具有重要的意义。

对物理学史的学习，则要求学生在掌握物理科学知识的前提下，注重科学方法的学习。在高中物理教学中引入物理学史激发学生的物理學习兴趣，让学生对物理知识追根溯源，培养学生发现和分析问题的能力。将物理学史应用到教学中去，把物理学基本思想和观念的产生背景渗透给学生，不仅能让学生学习到新的物理理论，更能提高学习能力和认识自然的能力，进而更好地进行物理学的学习。

二、如何有效将物理学史融入高中物理课堂教学

1.优化课堂导入情境，丰富学生情感体验

兴趣是最好的老师，学生只有对物理课程产生兴趣，才能将注意力集中到课堂上，以顽强的毅力去克服学习生活中的困难。创设课堂导入情境是高中物理课堂导入时常用的教学方法之一，创设情境有利于学生循着知识脉络去准确掌握学习知识。物理学史是物理课堂教学中独特的物理文化，物理学家在探索物理世界过程中留下的欢乐、困惑、惊奇，都是丰富学生情感体验、引发学生情境共鸣的优秀素材。这些素材不仅能帮助学生顺利实现知识的迁移和应用，有利于激发学生的学习兴趣，还能使学生在学习中产生比较强烈的情感共鸣，增强情感体验。

例如，在学习“电磁感应现象”时，教师可以利用奥斯特发现电流的磁效应时的趣事来创设教学情境。奥斯特从大学开始，便有了探索电力和磁力之间联系的想法，但经历了无数次实验后依旧一无所获。直到十五年后的一节课中，奥斯特偶然想起了他的研究课题，做了一次即兴实验，当伽伐尼电池与铂丝相连时，靠近铂丝的小磁针摆动了。这一不显眼的现象没有引起观众的注意，却让奥斯特激动的摔了一跤。教师利用一段物理趣事的叙述，将学生带到了奥斯特研究电磁效应的课堂中，使学生感受到了物理学家在发现电磁效应时的激动心情，激发了学生学习的积极性。因此适时的讲授有趣的物理故事，能够满足学生学习的兴趣，增加对物理实验的热情，提高高中物理教学的趣味性，实现学生自主学习。

2.配合课堂实验演示，提高学生学习时效

物理是一门以实验为基础的科学学科，任何理论和学说的建立都离不开实验。高中物理实验多是对所学物理知识进行再验证，已经学习了相关知识的学生对这种实验并不是很感兴趣，使得实验教育达不到预期效果。为了提高学生实验兴趣，教师要通过实验设计，联系物理学史、生活实际等方法，引发学生认知冲突，激发学生探究兴趣，培养学生对物理实验的热情。

例如，在学习“自由落体运动”相关内容时，自由落体运动是在不受任何阻力，只在重力作用下而降落，学生受生活经验的影响，对羽毛和铁球在同一高度同时释放会同时落地提出了质疑。于是，教师就可以讲述亚里士多德的故事：亚里士多德认为重的物体比轻的物体下降速度快，而且这个结论与人们生活中的经验结果相一致，但事实是否这样呢，只有实验才能检验这个结论的真假。后来，伽利略为了证明自由落体运动规律，在比萨斜塔进行重力实验，才证明物体自由下降的时间只与高度有关系。我们在课堂中也可以准备羽毛、铁球、真空管等实验器材，在课堂中展示羽毛、铁球在空气阻力下的落体运动和羽毛、铁球在真空状态下的落体运动。利用先进器材优化了伽利略的比萨斜塔实验，更准确地验证了自由落体运动规律，有助于帮助学生形成正确的认知，提高学生学习的准确性和时效性。在实际的物理教学中，要将教学内容与实际历史上拥有重大意义的物理实验相结合，让学生更深刻地了解到物理实验对于物理学习的重要性，提高对错误的分析和总结能力，减少学习中出现的失误。

3.揭示规律产生过程，降低学生理解难度

物理学习中学生有时候会对物理概念的理解和物理规律的掌握出现困难，教师可通过深入浅出的分析，生动有趣的实验帮助学生理解和掌握。在物理规律教学中必须重视过程与方法，传统的物理规律的教学方式很简单：复习-推导-解说-应用说明，对于学生的要求是停留在能用规律说明一些生活现象，解决具体的物理问题的阶段上。但是新课程标准要求学生具有科学探究方法，自主学习能力以及良好的思维能力，所以物理规律教学更应该强调过程与方法，不仅要教给学生物理知识，而且更为重要的是还应通过揭示物理学的发展过程来提高学生的学习能力。充分利用物理学史为学生呈现物理学家当时的研究过程，展示这些物理概念发现、形成、创建的曲折历程，让学生感受到物理知识来源于生活和实际，拉近学生与物理知识的距离，消除学生的畏难心理，使学生更加轻松自在地理解并掌握所学知识，树立学习物理的信心。

例如在学习牛顿第一定律时，教师可以通过介绍伽利略的斜面实验来帮助学生理解“力是改变物体运动状态的原因”。如果小球从斜面静止释放，小球将会滚上另一个斜面，并上升到与释放点几乎相等的高度。伽利略认为这个微小高度差是小球在斜面运动时受到的摩擦造成的;如果在没有摩擦的斜面上小球再滚上另一个斜面后，应该上升到与释放点相同的高度。由此推论，第二个斜面倾角越小，小球在斜面上达到原来的高度需要的路程就越长。当第三个斜面成为水平面时，小球再也无法达到原来的高度，只能沿水平面以恒定的速度持续运动下去，而且这时小球所受的外力为零。教师利用这段史料纠正学生对“物体受力才会运动”的错误认知，使学生能够正确理解牛顿第一定律。

总之，对学生进行物理学史教学，能使学生深入地理解物理学中的知识与技能，过程与方法以及情感态度和价值观。了解各个物理规律和物理理论的形成过程，降低学生对物理学习的恐惧，调动学生的学习兴趣和主动性，使学生能够历史地、客观地学习物理知识，又能促进学生正确理解人与自然、人与社会的关系，形成敢于质疑、坚持真理、实事求是的科学态度，树立崇高的社会责任感和正确的价值观。

参考文献：

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