高中物理教學論文 滲透物理學史教育培養(yǎng)學生的“三科”（通用）

1、滲透物理學史教育培養(yǎng)學生的“三科” 內容提要：本文主要介紹了在物理課堂上適當講授物理學史，來培養(yǎng)學生的科學方法、科學思想、科學精神“三科”關鍵詞：科學素養(yǎng)、科學方法、科學思想、科學精神物理學是研究物理現(xiàn)象及其規(guī)律的一門自然科學。物理學史研究物理學發(fā)展過程、描述物理學發(fā)展歷史，包括物理思想、物理概念、物理規(guī)律的發(fā)展過程。記載和反映了物理學逐步創(chuàng)新和完善、融合了與物理學有關的自然科學及科學社會知識，是一門自然科學、人文科學、思維科學等多門科學滲透、交*有機結合的綜合學科，具有知識傳授和創(chuàng)新能力培養(yǎng)的雙重功能。面對21世紀對人才素質的要求，學校教育必須重視培養(yǎng)真正能在受教育者身上起作用的素質。物理學

2、史以其獨特的內容及豐富的教育因素，在素質教育中可以發(fā)揮特殊的作用。把物理學史融入到物理教學中，具有多方面的積極作用，有助于提高學生學習物理的興趣，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新素質、科學素養(yǎng)。所謂科學素養(yǎng)是科學知識、科學方法、科學思想、和科學精神融為一體。在物理課堂上，教師在傳授物理知識（科學知識）的過程中，如何滲透物理學史培養(yǎng)學生的科學方法、科學思想、和科學精神，將“三科”與科學知識融為一體。科學不僅是事實的揭示、規(guī)律的發(fā)現(xiàn)、科學知識的形成，而且也是科學思想、科學方法和科學精神的形成與發(fā)展。下面從幾方面談談我的認識和體會：一.講解物理學史讓學生從中吸取其精髓科學家的科學方法掌握科學方法要比單純地掌握科學知識

3、重要的多，這也是當前新課程改革積極倡導的，這里的科學方法不是指如何解題的“解題方法”，而是提出、解決問題的方法，是“科學發(fā)現(xiàn)”與“科學創(chuàng)新”的方法。陶行知先生曾說:“我認為好的先生不是教書，不是教學生，乃是教學生學?！币虼?，教學生學會科學的思維方法是整個教學活動的根本宗旨。在眾多的物理學史中，有很多的事例可以讓學生體會。如在學習自由落體運動時，介紹伽利略用歸謬法駁斥了亞里斯多德關于“重的物體比輕的物體落得快”的錯誤觀點。他設計了“沖淡重力”的實驗，即著名的斜面實驗，在多次觀察了從同一高度下落的輕重不同物體的下落情況，并結合數(shù)學演繹他大膽猜想自由落體運動是勻加速運動。他的研究方法可以概括為:觀察

4、假設猜想數(shù)學演繹實驗驗證修正推廣。伽利略實質上使用了把實驗和邏輯(數(shù)學)結合起來的方法。牛頓非常重視實驗在科學研究中的作用，他的成功在于創(chuàng)造性地把實驗和數(shù)學結合，數(shù)理和邏輯結合，歸納和演繹結合，并運用分析和綜合的方法把它們構筑成一個科學方法體系。在介紹牛頓第二定律實驗史實中，可向學生介紹實驗條件設計中的科學方法控制變量法，實驗環(huán)境的等效法平衡摩擦法，實驗數(shù)據(jù)處理的科學方法圖像法;在介紹布朗運動實驗史實中，可向學生介紹研究微觀世界的重要方法利用宏觀信息探討微觀機制，提出假說，運用數(shù)學和邏輯的手段得出特殊推論，通過物理或思想的實驗對推論進行檢驗，對假設進行修正和推廣等。讓學生掌握方法舉一反二、觸類

5、旁通才是教師的最終目的。二.通過介紹物理學史誘發(fā)學生的科學思想一部物理學史就是一部物理先驅創(chuàng)造、發(fā)明的歷史物理學家質疑、求變和科學思維方法無一不對學生產生深刻的影響;物理學家運用各種科學方法，攀登科學之顛的足跡，都可使學生受到形象、生動、具體的科學思想教育。在伽利略之前，對于物體的運動，人們普遍抱有亞里斯多德的觀點。認為物體運動在于外力的推動，一旦外力停止作用，物體靜止，所以力是維持物體運動的唯一原因。這個似是而非的論斷，欺騙了世人2000多年，直到引起伽利略的懷疑為止。伽利略這樣想：有人推動一輛小車在路上，小車并不立即停止，還會再走一段路。如果路面平滑這段路還會更長些。為了證明他的這一想法，

6、他設計了一個著名的實驗，即用一個表面非常光滑的斜面上滾下第二個非常光滑的斜面，實驗表明所達到的高度幾乎和它開始滾下時的高度相等。于是他緊緊抓住這個線索不放，并由此巧妙地設計了一個理想實驗。伽利略斷定金屬球在兩個斜面上高度的微小差異是由于摩擦引起的，摩擦力越小，差異越小。他進一步推想，在完全沒有摩擦力的情況下，不管第二個斜面的傾斜度多么小，金屬球在它上面總要達到在第一個斜面上開始滾下時的高度。如果第二個斜面的傾斜度完全消除了，變成水平面之后，則金屬球將以恒定的速度在無限長的平面上永遠不斷地運動下去。從上面案例中可以看出，伽利略所假想的沒有摩擦的實驗條件是永遠不可能實現(xiàn)的，而且客觀上無法造出一個無

7、限長的平面供小球運動。因此，這一實驗只能在伽利略的思維中進行而不能在實現(xiàn)中進行。我們把這類實驗稱為思想實驗。不同的學生可從中體會科學家的思想過程，結合自己的知識結構去內化自己的科學思想，不斷去創(chuàng)新。在教學中運用這些史料，將有利于鼓勵學生形成問題意識，讓他們自覺地從同質信息中提升出新的見解或者從異質信息中發(fā)現(xiàn)新問題，進而有所突破，發(fā)展學生的創(chuàng)新思維水平。三.運用物理學史培養(yǎng)學生的科學精神科學精神是科學的精髓，主要包括:實事求是，懷疑一切既定權威；相信理性，追求知識，注重可操作程序；熱愛真理，憎惡一切弄虛作假行為；遵循公正、普遍、創(chuàng)新等準則，科學精神重在求真務實，探究萬物之理愛因斯坦把科學家分為終

8、極關懷型、功利型和智力愉悅型，其中前者正是科學精神的典范。如何幫助學生養(yǎng)成科學精神，是科學教育的重點。物理學史能在其中發(fā)揮重要作用，這一點在當今國際科學教育領域已經形成共識。如目前在國際上逐漸流行的、旨在培養(yǎng)科學精神的HPS科學教育(history-philosophy-socioloyofscience)就強調科學史在科學教育中的應用一部科學史，就是科學精神形成、發(fā)揚的歷史，其在物理教學中的滲透，可以讓學生對科學家的精神產生“欣賞性認識”，這有助于學生科學精神的形成。適當介紹我國古代和現(xiàn)代物理學家的成就，可鼓勵學生學習科學家熱愛科學、善于創(chuàng)新的精神以及追求真理、獻身科學的素質。如中國古代物理

9、學史上出現(xiàn)了不少杰出人物，做出了很多輝煌的成就，曾在當時世界上占領先地位，使我們中華民族毫無愧色地屹立于世界民族之林。例如，我國東漢時期的科學家張衡、北宋時期的科學家沈括、清朝物理學家鄭復光等，他們自幼好學、刻苦鉆研、不畏權勢、不避風險，畢生從事于科學事業(yè);還有，意大利科學家伽利略曾受過無理審判”，但他沒有被征服，仍然從事科學研究，終于完成了力學和運動兩種科學的問答這部著作。1980年一個有世界著名科學家組成的委員會重新審理伽利略案件”，為沉冤300年的伽利略昭雪，這說明真理是不可抗拒的;居里夫人為研究釙，被放射性元素損害了健康;哥自尼學說的熱情宣傳者布魯諾自1592年被宗教裁判所逮捕，連續(xù)8年受盡了毒刑拷打，但他始終不放棄對科學真理的信仰，1600年被活活燒死在羅馬百花廣場，為科學真理英勇獻身。課堂上巧妙運用物理學史，在激發(fā)學生的責任感和進取心的同時，徹底改變了對物理知識死記硬背的現(xiàn)象，提高了學習效率。但是，引用物理學史料應當謹慎小心，絕不能將道聽途說作為立論依據(jù)，“信口開河”地將一些名人軼事作為史實在教學中“發(fā)揮”比如，在萬有引力定律的教學中常常會用到“牛頓看到蘋果落地，得到萬有引力定律”的例子，如果未能免于流俗地將其故事化、庸俗化，而沒有揭示簡單現(xiàn)象背后的深邃思想過程，那么就是對物理學史不負責任的、沒有意義的濫用。不能把物理學史的應用停留在講幾個故