學(xué)《物理學(xué)史》有感

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1、 物 理 學(xué) 史 學(xué)《物理學(xué)史》有感 在中學(xué)基本教育的改革中，在科學(xué)教育中加強(qiáng)人文因素的教育，或者更具體地說(shuō)，將與科學(xué)教育關(guān)系最為密切的科學(xué)史內(nèi)容結(jié)合到基本科學(xué)教育中去，是一種特別值得關(guān)注的方面?？茖W(xué)史目前已是世界公認(rèn)的一門獨(dú)立學(xué)科。其中物理學(xué)史是科學(xué)史的重要構(gòu)成之一，它是研究物理學(xué)辯證發(fā)展過(guò)程規(guī)律的一門學(xué)科。作為人類對(duì)自然界多種物理現(xiàn)象的結(jié)識(shí)史，它將揭示物理學(xué)作為一種整體的發(fā)展進(jìn)程，特別是揭示物理學(xué)思想的發(fā)展和沿革的歷史，研究物理學(xué)發(fā)生和發(fā)展的基本規(guī)律。 在《科學(xué)史與新人文主義》一書中薩頓曾說(shuō)：“在舊人文主義者同科學(xué)家之間只有一座橋梁，那就是科學(xué)史，建造

2、這座橋梁是我們這個(gè)時(shí)代的重要文化需要?！彼_頓去世已近半個(gè)世紀(jì)了，但她70年前的話同樣是合用于今天的時(shí)代的，對(duì)我們?nèi)杂袉l(fā)：物理學(xué)史的教育價(jià)值不容忽視。接下來(lái)，我就某些實(shí)踐體會(huì)談?wù)剬?duì)高中物理課堂教學(xué)中滲入物理學(xué)史的結(jié)識(shí)。 物理學(xué)是什么?記得有人曾說(shuō)過(guò)：物理學(xué)是一門科學(xué)，是一門智慧，是一門文化。我覺(jué)得很有道理。物理學(xué)是以物質(zhì)基本構(gòu)造、互相作用和基本運(yùn)動(dòng)規(guī)律為研究對(duì)象的自然科學(xué)，是人們結(jié)識(shí)物質(zhì)世界的本質(zhì)，揭示物質(zhì)世界的規(guī)律，具有基本性和應(yīng)用性的重要學(xué)科。物理學(xué)的知識(shí)和措施增進(jìn)了許多有關(guān)學(xué)科和生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展，有力地推動(dòng)了人類社會(huì)文明的進(jìn)步。 中學(xué)物理課程是以觀測(cè)和實(shí)驗(yàn)為基本，以物理現(xiàn)象、物理概念和

3、規(guī)律、物理過(guò)程和措施為載體，以科學(xué)探究為主線，以提高全體學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)為基本目的的基本性自然科學(xué)課程，是中學(xué)自然科學(xué)學(xué)習(xí)領(lǐng)域的重要構(gòu)成部分。 有關(guān)物理學(xué)史，前人從不同的角度曾作了諸多的定義，如物理學(xué)史可視為科學(xué)史的一種分支。歌德曾說(shuō)過(guò)：“一門科學(xué)的歷史，就是這門科學(xué)自身?！倍绹?guó)科學(xué)史家G·薩頓將科學(xué)史定義為“如果把科學(xué)定義為系統(tǒng)的實(shí)證知識(shí)或看作是在不同步期、不同地點(diǎn)所系統(tǒng)化了的這樣一種知識(shí)，那么科學(xué)史就是這種知識(shí)發(fā)展的描述和闡明”，從這一意義上講物理學(xué)史就是：人類在長(zhǎng)期的社會(huì)實(shí)踐活動(dòng)中對(duì)自然的物理知識(shí)系統(tǒng)的歷史的描述，是物理學(xué)家征服世界、改造自然、發(fā)明發(fā)明的奮斗史，記述了物理知識(shí)的累積過(guò)程，

4、以及物理科學(xué)的發(fā)展演變規(guī)律的發(fā)展史。 滲入物理學(xué)史的高中物理課堂教學(xué)是指在高中物理教學(xué)中根據(jù)具體狀況合適的滲入物理學(xué)史而進(jìn)行的一種課堂教學(xué)活動(dòng)。物理學(xué)史教學(xué)價(jià)值研究出發(fā)點(diǎn)也不是為了對(duì)物理發(fā)展的歷史進(jìn)行實(shí)證性的考察，而是運(yùn)用物理發(fā)展過(guò)程中的重要史實(shí)、物理學(xué)家摸索的經(jīng)歷、有關(guān)的概念、科學(xué)技術(shù)的變遷過(guò)程，來(lái)構(gòu)建物理學(xué)史的教育價(jià)值，對(duì)學(xué)生進(jìn)行“知識(shí)與技能”、“過(guò)程與措施”、“情感態(tài)度與價(jià)值觀”等多方面的培養(yǎng)，以提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，增進(jìn)學(xué)生人格的全面發(fā)展。 出名物理學(xué)家錢三強(qiáng)專家在為《物理學(xué)史》做序時(shí)談到：物理學(xué)發(fā)展史是一塊蘊(yùn)藏著巨大精神財(cái)富的寶地。這塊寶地很值得我們?nèi)ラ_(kāi)墾，這些精神財(cái)富很值得我們?nèi)?/p>

5、發(fā)掘。如果我們都能注重這塊寶地，把珍貴的精神財(cái)富發(fā)掘出來(lái)，從中吸取營(yíng)養(yǎng)，獲得教益。我對(duì)此深有體會(huì)，綜合自己實(shí)習(xí)教育教學(xué)實(shí)踐，我覺(jué)得有如下幾點(diǎn)： 1、 物理學(xué)史中閃動(dòng)著德育的火花 物理學(xué)史集中體現(xiàn)了人類摸索和逐漸結(jié)識(shí)物理世界的現(xiàn)象、特性、規(guī)律和本質(zhì)的歷程。任何一種具體的物理知識(shí)和理論體系都是匯集許多人的研究成果而建立起來(lái)的，常常是幾十年、甚至上百年的努力才干邁出故意義的一步，它涉及著結(jié)識(shí)論和措施論的因素，涉及著摸索者的艱苦與悲歡，又體現(xiàn)著結(jié)識(shí)過(guò)程中理論與實(shí)踐、繼承與突破、理性與非理性的辨證統(tǒng)一，因而也涉及著豐富的“教書育人”的教育因素。 如在談到電磁感應(yīng)知識(shí)點(diǎn)時(shí)，我適時(shí)向同窗們

6、分享了英國(guó)物理學(xué)家法拉第的某些經(jīng)歷：18奧斯特發(fā)現(xiàn)電流的磁效應(yīng)之后，法拉第于18提出“由磁產(chǎn)生電”的大膽設(shè)想，并開(kāi)始了十年艱苦的摸索。 在這十年中，她失敗了，再摸索，再失敗，再摸索……終于于1831年8月29日發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象，開(kāi)辟了人類的電氣化時(shí)代。通過(guò)這些資料的分享和交流讓學(xué)生體會(huì)法拉第不畏艱難、敢于摸索的意識(shí)，不怕挫折、堅(jiān)持不懈的精神；也讓學(xué)生清晰的結(jié)識(shí)到：科學(xué)經(jīng)歷是一條非常曲折、非常艱難的道路，科學(xué)的道路是不平坦的，生活的道路也同樣。并適時(shí)聯(lián)系高中的生活，引導(dǎo)我們的學(xué)生在平常學(xué)習(xí)生活中學(xué)會(huì)對(duì)的面對(duì)學(xué)習(xí)生活上的困難，學(xué)會(huì)以積極的生活態(tài)度面對(duì)人生的一次次經(jīng)歷、一次次挑戰(zhàn)。 又如談到光電

7、效應(yīng)時(shí)，我曾分享過(guò)某些愛(ài)因斯坦的話語(yǔ)，其中談到——從物理學(xué)出發(fā)思考一切。“想象力比知識(shí)更重要，由于知識(shí)是有限的，而想象力概括著世界上的一切，推動(dòng)著進(jìn)步，并且是知識(shí)進(jìn)化的源泉。嚴(yán)格地說(shuō)，想象力是科學(xué)研究中的實(shí)在因素……我非常真誠(chéng)地相信，一種人為人民最佳的服務(wù)，是讓她們?nèi)プ瞿撤N提高思想境界的工作，并且由此間接地提高她們的思想境界……照亮我的道路，并且不斷地給我新的勇氣快樂(lè)地正視生活的抱負(fù)，是善、美和真……我們的責(zé)任是要忠于我們的道德老式。這種老式使我們可以不顧那侵襲到我們頭上的劇烈風(fēng)暴而維持了幾千年的生命。在人生的服務(wù)中，犧牲成為美德……學(xué)校的目的應(yīng)當(dāng)是培養(yǎng)有獨(dú)立行動(dòng)和獨(dú)立思考的個(gè)人，但是她們要把

8、為社會(huì)服務(wù)看作是自己人生的最高目的……” 總之，縱觀物理學(xué)史中大量事例可以闡明, 多種科學(xué)的發(fā)現(xiàn)往往具有一種共同點(diǎn), 那就是勤奮和創(chuàng)新精神。只有不畏勞苦沿著陡峭山路攀登的人, 才有但愿達(dá)到光輝的頂點(diǎn)。因此，物理學(xué)史中不缺少德育的火花，核心是我們平時(shí)要有善于觀測(cè)、善于思考、善于挖掘、善于積累，才干把這筆珍貴的精神財(cái)富奉獻(xiàn)給我們的學(xué)生。 （2）物理學(xué)史蘊(yùn)藏著教學(xué)的催化劑 高中物理的課程核心理念是在“以學(xué)生發(fā)展為本”，從“知識(shí)與技能、過(guò)程與措施、情感態(tài)度與價(jià)值觀”三個(gè)維度來(lái)培養(yǎng)學(xué)生，讓學(xué)生獲得必需的物理基本知識(shí)與基本技能，初步理解物理學(xué)的發(fā)展歷程；經(jīng)歷物理知識(shí)的形成過(guò)程，感受、結(jié)識(shí)和運(yùn)用物理學(xué)

9、的基本思想和基本措施；受到科學(xué)精神的熏陶，養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣和科學(xué)態(tài)度，逐漸形成對(duì)的的世界觀、人生觀和價(jià)值觀。初步具有現(xiàn)代社會(huì)成員所必需的基本能力和科學(xué)素養(yǎng)。而要實(shí)現(xiàn)課程的目的，通過(guò)物理學(xué)史在高中物理課堂教學(xué)中的滲入不失為一種很有效的途徑。通過(guò)我的實(shí)踐體會(huì)，我覺(jué)得： ①物理學(xué)史能優(yōu)化學(xué)生知識(shí)構(gòu)造，增進(jìn)學(xué)生對(duì)知識(shí)體系的理解 既有的物理學(xué)知識(shí)都是人類從與物理世界的長(zhǎng)期對(duì)話中，通過(guò)無(wú)數(shù)的曲折與反復(fù)，抽象、概括而獲得的。以史為線索通過(guò)展示歷史上的科學(xué)家努力簡(jiǎn)介重要概念、定律和理論的過(guò)程無(wú)疑比其他任何簡(jiǎn)樸方式更加吸引人更易達(dá)到目的。 例如在“慣性”概念教學(xué)過(guò)程中，我通過(guò)問(wèn)題設(shè)計(jì)引導(dǎo)學(xué)生回憶慣性概念

10、的歷史形成過(guò)程，從亞里士多德的“運(yùn)動(dòng)結(jié)識(shí)”到伽利略的“抱負(fù)斜面實(shí)驗(yàn)”，再?gòu)牡芽▋旱摹皯T性原理”到牛頓的“運(yùn)動(dòng)第一定律”，這樣設(shè)計(jì)能較為自然地引導(dǎo)學(xué)生在回憶歷史的過(guò)程中對(duì)“慣性”的物理本質(zhì)有較為明晰的結(jié)識(shí)，深刻地體會(huì)到“運(yùn)動(dòng)不需力來(lái)維持”的涵義，對(duì)學(xué)生對(duì)慣性知識(shí)構(gòu)造的優(yōu)化有很大的增進(jìn)作用。又如：通過(guò)對(duì)落體運(yùn)動(dòng)快慢爭(zhēng)論的物理學(xué)史簡(jiǎn)介，領(lǐng)略伽利略對(duì)科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)執(zhí)著的態(tài)度和敢于對(duì)前人，特別是權(quán)威大膽質(zhì)疑的精神，激發(fā)探究的愛(ài)好和欲望；通過(guò)對(duì)伽利略落體運(yùn)動(dòng)研究過(guò)程的物理學(xué)史簡(jiǎn)介，體驗(yàn)和學(xué)習(xí)“提出假設(shè)－數(shù)學(xué)推理－實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證”的科學(xué)措施，感悟科學(xué)措施在人類結(jié)識(shí)自然和應(yīng)用中的作用，從而增進(jìn)對(duì)知識(shí)的理解、深化。 ②物

11、理學(xué)史能豐富學(xué)生實(shí)驗(yàn)經(jīng)歷，鞏固學(xué)生對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)地位的認(rèn)知 物理學(xué)是以實(shí)驗(yàn)為基本的科學(xué)。物理學(xué)史告訴我們，一流的理論物理學(xué)家往往也具有夯實(shí)的實(shí)驗(yàn)基本。牛頓做過(guò)許多出名的實(shí)驗(yàn)，這不必再說(shuō)，研究覺(jué)得：愛(ài)因斯坦讀大學(xué)時(shí)曾用很大精力作實(shí)驗(yàn)，這對(duì)其后來(lái)獲得巨大的理論成功至關(guān)重要。正如愛(ài)因斯坦所說(shuō)：“科學(xué)結(jié)論幾乎總是以完畢的形式出目前讀者面前。讀者體會(huì)不到摸索和發(fā)現(xiàn)的喜悅，感覺(jué)不到思想形成的生動(dòng)過(guò)程，也很難達(dá)到清晰地理解所有狀況?！? 因此，在物理教學(xué)中，結(jié)合教學(xué)內(nèi)容簡(jiǎn)介物理學(xué)史上某些物理實(shí)驗(yàn)具有重大意義。固然簡(jiǎn)介時(shí)要闡明實(shí)驗(yàn)的背景、條件、手段、措施和過(guò)程，要闡明這些出名實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)思想和研究解決問(wèn)題的措施、

12、實(shí)驗(yàn)與理論的關(guān)系以及實(shí)驗(yàn)所做出的重大歷史奉獻(xiàn)；使學(xué)生結(jié)識(shí)到物理實(shí)驗(yàn)是物理學(xué)研究的最重要的工具，是物理實(shí)踐活動(dòng)的最重要的手段；領(lǐng)悟到物理實(shí)驗(yàn)對(duì)物理理論的產(chǎn)生、發(fā)展和驗(yàn)證均有決定性的作用，從而深切理解實(shí)驗(yàn)在物理學(xué)中的地位和作用；同步也有助于增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)意識(shí)，提高學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的科學(xué)洞察力和對(duì)實(shí)驗(yàn)成果的分析能力，從而減少物理實(shí)驗(yàn)中的失誤。 建立在此基本之上，我曾進(jìn)行過(guò)不少有益的摸索，現(xiàn)分享如下： 二、高中物理課堂教學(xué)中的滲入物理學(xué)史的實(shí)踐與摸索 1、實(shí)踐與摸索的途徑 （1）“小問(wèn)題，大能量” 曾看過(guò)郭奕玲、沈慧君編著的《物理學(xué)史》一書， 前言中寫到：分析6個(gè)“W”：(1)Why？為什

13、么會(huì)發(fā)生？一種物理事件之因此發(fā)生，必然有其歷史背景和動(dòng)因。(2)What？事件的性質(zhì)，有何特點(diǎn)？有何意義？在歷史上起了什么作用？(3)When？有什么時(shí)代特點(diǎn)？為什么在這個(gè)時(shí)候浮現(xiàn)？有無(wú)歷史的必然性？(4)Where？為什么在這個(gè)地方？是什么社會(huì)因素決定的？5)Who？分析人物的特點(diǎn)，她的成功要素。為什么會(huì)作出這個(gè)成果？(6)How？她們是如何作出成果的，所經(jīng)的曲折和奮斗歷程以及從中可以得到的啟示。我深有啟發(fā)，擁有這樣布滿層次性的問(wèn)題對(duì)課堂教學(xué)又何嘗不是一種較好的指向呢？鑒于此，我曾在《電磁感應(yīng)現(xiàn)象》課堂教學(xué)中，分享過(guò)如下問(wèn)題：when？為什么在十九世紀(jì)二三十年代發(fā)現(xiàn)？who？為什么是法拉第，

14、而不是別人？where？為什么是在英國(guó)，而不是在法國(guó)？How？法拉第是如何發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)的？嘗試下來(lái)我覺(jué)得課堂氛圍很是活躍，同窗們反映這樣的學(xué)習(xí)活動(dòng)有趣多了，我想這節(jié)課堂教學(xué)活動(dòng)樂(lè)于被學(xué)生接受與這些小問(wèn)題的分享是分不開(kāi)的，看來(lái)在課堂中組織某些物理學(xué)史的小問(wèn)題滲入在教學(xué)中所產(chǎn)生的能量不容小看，固然這些問(wèn)題的設(shè)計(jì)一定是有條理、有層次，并且緊緊環(huán)繞課堂教學(xué)活動(dòng)來(lái)開(kāi)展的。 （2）“小故事，大智慧” 學(xué)生的童年離不開(kāi)故事，絢麗斑斕，情節(jié)生動(dòng)曲折的故事帶給學(xué)生們無(wú)數(shù)的歡笑和快樂(lè)。故事是一種語(yǔ)言，是一種情感，是一種繪聲繪色的表演，用分享物理學(xué)家故事來(lái)提高學(xué)生學(xué)習(xí)的愛(ài)好，營(yíng)造濃厚課堂學(xué)習(xí)氛圍，可以收到事半功

15、培的效果。例如：通過(guò)多種小故事的分享, 理解科學(xué)家從小長(zhǎng)大成長(zhǎng)的過(guò)程。她們的成長(zhǎng)道路對(duì)學(xué)生和教師均有特殊的參照價(jià)值。科學(xué)家也有自己的喜怒哀樂(lè)。她看待困難和逆境的態(tài)度, 她對(duì)名譽(yù)地位的見(jiàn)解, 她堅(jiān)持不懈, 頑強(qiáng)拼搏的毅力, 她靈活機(jī)動(dòng)的風(fēng)格, 她敏銳的觀測(cè)和一針見(jiàn)血的洞察力, 她對(duì)祖國(guó)對(duì)人民的熱愛(ài), 她的獻(xiàn)身精神, 等等, 都值得我們學(xué)習(xí)和借鑒。記得在分享《放射性的衰變》知識(shí)點(diǎn)的課堂教學(xué)活動(dòng)時(shí)，談到居里夫人的奉獻(xiàn)時(shí)我曾分享過(guò)這樣一種故事——榮譽(yù)就像玩具。故事的內(nèi)容大體是：有一天，有位女士來(lái)居里夫人家作客。她看見(jiàn)居里夫人的小女兒在玩一枚獎(jiǎng)?wù)?。她仔?xì)一瞧，發(fā)現(xiàn)是英國(guó)皇家學(xué)會(huì)發(fā)給居里夫人的金質(zhì)獎(jiǎng)?wù)?，?/p>

16、到十分驚訝，便不解地問(wèn):“瑪麗，能獲取這枚獎(jiǎng)?wù)?，是件不容易的事情。這是極高的榮譽(yù)啊!您怎能給小孩子當(dāng)玩具玩呢?”居里夫人淡淡一笑，安靜地對(duì)女友說(shuō):“我想讓孩子們從小明白一種道理?！薄笆裁吹览?”女友急切地問(wèn)?！皩?duì)的看待榮譽(yù)。在我看來(lái)，所有榮譽(yù)就像玩具一般，僅僅玩玩而已。孩子不能守著這種榮譽(yù)生活，否則，她將一事無(wú)成?！迸巡唤澩攸c(diǎn)頭。學(xué)生聽(tīng)完后很受啟發(fā)，既為她這股為科學(xué)奮斗畢生的事跡所感動(dòng)，又為她做出的杰出奉獻(xiàn)所欽佩，更為她擁有這樣的境界去教育自己的孩子所折服；普遍覺(jué)得在人生的道路上又多了一種學(xué)習(xí)的楷模。 固然實(shí)現(xiàn)課堂有效性的途徑尚有諸多，如關(guān)注物理學(xué)家的某些至理名言、座右銘等。對(duì)于這些我

17、也曾嘗試過(guò)，效果也不錯(cuò)。如曾分享過(guò)楊振寧專家的一段話： “常常有同窗問(wèn)我做物理工作成功的要素是什么? 我想要素可以歸納為三個(gè)P：Perception，Persistence，and Power。Perception——眼光， 看準(zhǔn)了什么東西, 就要抓住不放，Persistence——堅(jiān)持， 看對(duì)了要堅(jiān)持，Power——力量, 有了力量可以闖過(guò)關(guān), 遇到困難你要闖過(guò)去”。又如：愛(ài)因斯坦有一句名言, 也許人們?cè)缇投? 有人問(wèn)她成功的“秘訣”, 她寫了一種公式：A = X + Y + Z，A 代表成功, X 代表不懈努力, Y 代表學(xué)會(huì)休息, Z 代表少說(shuō)空話。這個(gè)公式基本概括了愛(ài)因斯坦的對(duì)為人處事、科學(xué)摸索的態(tài)度和意識(shí)。類似的事例尚有諸多，看來(lái)這些“元素”如果在物理課堂教學(xué)中適時(shí)的加以運(yùn)用分享產(chǎn)生的效果還真不容忽視。 我感覺(jué)，通過(guò)一段時(shí)間的摸索實(shí)踐：大多數(shù)學(xué)生對(duì)物理學(xué)史有了較為濃厚的愛(ài)好，也徐徐帶動(dòng)了學(xué)習(xí)物理等基本教育學(xué)科的熱情，承認(rèn)物理學(xué)史的分享對(duì)自己整體素質(zhì)的提高有很大協(xié)助和啟發(fā)，特別是在一種階段后來(lái)，她們開(kāi)始積極地、故意識(shí)地去關(guān)注某些物理學(xué)的發(fā)展史。