文/廣州市第三十七中學(xué) 溫國杰

初中物理課堂教學(xué)中滲透物理學(xué)史初探

文/廣州市第三十七中學(xué) 溫國杰

在初中物理課堂教學(xué)中向?qū)W生剖析物理學(xué)史案例，滲透物理學(xué)史能有助于提高學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣，有助于學(xué)生了解物理知識的發(fā)生發(fā)展過程和科學(xué)探究的方法，有助于學(xué)生進行知識的構(gòu)建，有助于學(xué)生理解科學(xué)的本質(zhì)，有助于培養(yǎng)學(xué)生的情感、態(tài)度與價值觀。本人針對初中生的心智特點，結(jié)合教育學(xué)、心理學(xué)、物理學(xué)史的有關(guān)理論，在課堂教學(xué)中滲透物理學(xué)史，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)方面進行了初步的探索。

1.新授課中穿插史料，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)態(tài)度

在講授新的物理知識時，教師可以及時穿插歷史案例，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生進一步加深對知識的理解，還可以讓學(xué)生的心靈受到多方面的啟迪。如在講電壓單位伏特時，可在課堂教學(xué)中用多媒體課件等形式向?qū)W生講述電池的發(fā)明靈感來源于青蛙腿的故事，剖析物理學(xué)史上伏特與伽伐尼之爭這個案例。這個案例除了具有一定的趣味性外，更重要的是它能向?qū)W生展示幾個重要的觀點：（1）對同一現(xiàn)象，不同的人由于自身的知識背景不同會有不同的解釋。作為醫(yī)生和動物學(xué)家的伽伐尼提出“動物電”，而作為物理學(xué)教授的伏特提出“金屬電”。（2）實驗是檢驗理論是否正確的重要方法。伏特一派能占上風(fēng)是通過不斷的實驗去證明自己理論的正確，而就是在這個過程中獲得了伏特電堆這個重要的發(fā)明。（3）人類的認識是具有局限性的，但也是不斷進步的。當(dāng)初處于下風(fēng)，不被大部分物理學(xué)家接納的伽伐尼，其動物神經(jīng)中有電源的觀點，以現(xiàn)今人類的認識來看并不是完全錯誤。（4）科學(xué)家的人格魅力。伏特雖然在學(xué)術(shù)爭執(zhí)中獲勝，但他也真誠地贊揚伽伐尼的工作“在物理學(xué)和化學(xué)史上，是足以稱得上劃時代的偉大發(fā)現(xiàn)之一”。為了紀念伽伐尼，伏特還把伏特電池叫做伽伐尼電池，引出的電流稱為伽伐尼電流。在后面學(xué)到電磁感應(yīng)實驗，使用靈敏電流計G表（galvanometer）的時候，可與這個故事呼應(yīng)。

2.科學(xué)探究中融入史料，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)方法

愛因斯坦曾說：“科學(xué)結(jié)論幾乎是完成的形式出現(xiàn)在讀者面前，讀者體會不到探索和發(fā)現(xiàn)的喜悅，感覺不到思想形成的生動過程，也很難達到清楚地解釋全部情況?！币虼税颜n堂上的科學(xué)探究與物理學(xué)史相融合，更能有助于學(xué)生了解物理知識的發(fā)生發(fā)展過程和科學(xué)探究的方法。根據(jù)英國科學(xué)教育學(xué)者孟克與奧斯本提出的融合模式，我們可把科學(xué)探究分為陳述現(xiàn)象、引出觀念、學(xué)習(xí)歷史、設(shè)計實驗、進行實驗、總結(jié)與評價六個環(huán)節(jié)。如在講授電流的磁效應(yīng)知識時：（1）讓學(xué)生根據(jù)之前學(xué)習(xí)的知識和觀察到的現(xiàn)象歸納出電和磁的相似點。（2）引出電和磁是否有聯(lián)系的問題。（3）向?qū)W生剖析奧斯特實驗這個物理學(xué)史上的案例。其中包括奧斯特在探索這個問題時，科學(xué)家們所持的主流觀點和他前期的做法是把導(dǎo)線垂直地放在磁針的上方；他如何一次偶然地他把導(dǎo)線和磁針平行放置；再而他又如何必然地用他物理學(xué)家的頭腦，用科學(xué)的方法去改進實驗，最后總結(jié)出電流具有磁效應(yīng)的結(jié)論。（4）讓學(xué)生根據(jù)提出的問題和所吸收到的歷史材料結(jié)合現(xiàn)有的器材去設(shè)計再現(xiàn)奧斯特實驗。（5）讓學(xué)生分組進行實驗，觀察并比較導(dǎo)線與磁針垂直放置、平行放置兩種情況下的實驗現(xiàn)象，觀察改變電流方向后的實驗現(xiàn)象。（6）根據(jù)實驗現(xiàn)象總結(jié)出電和磁的關(guān)系，然后引導(dǎo)學(xué)生去評價奧斯特獲得成功的偶然性和必然性。引導(dǎo)學(xué)生認識奧斯特抓住偶然看見的現(xiàn)象后并沒有立即結(jié)束實驗，而是立刻去改變電流方向再做實驗，之后還在導(dǎo)線和磁針間放置不同介質(zhì)的物體再次進行實驗。物理學(xué)家在科學(xué)探究上會使用到的如有效控制實驗條件等多種的科學(xué)方法，偶然的背后藏著必然。

3.知識歸納時整合史料，優(yōu)化學(xué)生的知識結(jié)構(gòu)

一個教學(xué)單元結(jié)束，進行知識歸納時，如果教師只是將知識重新列舉一遍，學(xué)生往往會覺得失去興趣并且反感。如果這時我們能結(jié)合物理學(xué)史材料，從歷史的角度去進行分析總結(jié)，能大大激發(fā)學(xué)生的興趣，讓學(xué)生構(gòu)建出清晰的知識脈絡(luò)，并了解科學(xué)技術(shù)對社會發(fā)展的影響，從而進一步優(yōu)化學(xué)生的知識結(jié)構(gòu)。幫助學(xué)生回顧這段歷史，更可讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)起初幾乎所有的電磁現(xiàn)象研究都是純學(xué)術(shù)性的，一旦出現(xiàn)應(yīng)用的可能性時，技術(shù)性的研究便蓬勃發(fā)展起來，產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟效益，技術(shù)的進步反過來對物理的發(fā)展也給予了有效的支持。

責(zé)任編輯 潘孟良