淺談物理學(xué)史在高中物理教學(xué)中的作用

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 高中物理 來源: 高中學(xué)習(xí)網(wǎng)

在實現(xiàn)物理教育的目標(biāo)中,物理學(xué)史由于它所具有的豐富的教育因素,在應(yīng)試教育向素質(zhì)教育轉(zhuǎn)變的過程中可以發(fā)揮出獨特的功能。物理學(xué)史集中地體現(xiàn)了人類探索和逐步認(rèn)識世界的現(xiàn)象、結(jié)構(gòu)、特性、規(guī)律和本質(zhì)的歷程。物理教師不僅要善于運用邏輯手段去講授物理理論,還要善于對物理知識作出歷史的敘述,把物理知識的獲得作為一種經(jīng)驗,作為一個激動人心的知識奇遇來講,把著眼點放在物理學(xué)中的發(fā)現(xiàn)、推理及概念的形成的認(rèn)識過程上;要善于生動地描繪人類探索物理世界奧秘的艱辛歷程,以其中的歡樂、困惑、驚奇和哲理去感染學(xué)生,在給學(xué)生物理知識的同時,也使他們得到全面的素質(zhì)的培養(yǎng)。

一、物理學(xué)史與高中學(xué)生科學(xué)素質(zhì)的培養(yǎng)

在封閉的“專業(yè)教育”模式中,“科學(xué)素質(zhì)”僅僅被理解為“科學(xué)知識”本身。但實際上,“科學(xué)素質(zhì)”雖然離不開“科學(xué)知識”,但卻不同于“科學(xué)知識”,它是更深層次的、基礎(chǔ)性的東西,是對知識本身的理解,內(nèi)化和激活。廣義的“科學(xué)素質(zhì)”應(yīng)該包含科學(xué)知識、科學(xué)思想、科學(xué)態(tài)度和科學(xué)方法。

(一)幫助學(xué)生理解和掌握物理學(xué)知識

科學(xué)和任務(wù)是探索未知,科學(xué)素質(zhì)終將在獲取知識的能力上反映出來?茖W(xué)知識雖然并不等于科學(xué)素質(zhì)的全部內(nèi)涵,但沒有科學(xué)知識也就談不上科學(xué)素質(zhì)了。融會貫通的知識是科學(xué)素質(zhì)的基礎(chǔ)和載體。不過,僅僅掌握住有關(guān)內(nèi)容和理論事實、定義、結(jié)論、公式和計算方法,還不等于理解知識的深刻本質(zhì)和豐富的內(nèi)涵。現(xiàn)有的物理知識都在人類與物理世界的長期對話中,經(jīng)過無數(shù)的曲折和反復(fù)、抽象、概括而獲得的,對現(xiàn)有知識的歷史考察,可以把發(fā)現(xiàn)的本質(zhì)放在更真實的背景下,使學(xué)生真正懂得它們的本質(zhì),并得到超過定律和公式的許多啟示。

(二)認(rèn)識物理學(xué)知識的相對性、動態(tài)性

光記住一些物理概念、數(shù)據(jù)、定律和公式,并不表示真正理解了物理學(xué)。因為科學(xué)的主體并不是它所獲得的知識的多寡與深度,更重要在于“探索”。對物理學(xué)理論的全面理解,包含著物理學(xué)理論發(fā)展的動態(tài)性及能對物理學(xué)理論的相對真理性的認(rèn)識。作為認(rèn)識歷史的選擇結(jié)果的物理學(xué)理論,都包含著對與錯,真與假的雙重因素,包含有大量未因素,不可能完美無缺。在教學(xué)中作必要的歷史回顧,會使學(xué)生從知識的更替演變中認(rèn)識它的條件性、局限性,認(rèn)識科學(xué)理論的相對真理性。

(三)了解物理學(xué)基本觀念的變革

愛因斯坦曾指出:“在建立一個物理學(xué)理論時,基本觀念起了最主要的作用”。物理學(xué)理論的發(fā)展,最本質(zhì)地表現(xiàn)在物理學(xué)基本觀念的演變上。海森伯也指出“一個新的經(jīng)驗領(lǐng)域,總會導(dǎo)致一個新的科學(xué)要領(lǐng)的體系產(chǎn)生出來;而每一個新概念體系的發(fā)現(xiàn),實際上等于發(fā)現(xiàn)了一種新的思想方法。”不同的物理學(xué)基本觀念,描繪出不同的物理世界圖景。所以,每一次物理學(xué)理論的變革,都使人面對一個嶄新的物理世界。物理學(xué)上每一個重大的發(fā)展,總是以物理觀念、物理思想的突破為先導(dǎo)和基底的。

將一些歷史實例引入教學(xué),將會使學(xué)生深刻理解物理學(xué)理論范式的變革與物理這基本觀念的轉(zhuǎn)變的一致性,認(rèn)識到物理中的各個理論體系,都有其相應(yīng)的基本觀念和思想方法,它們是有著本質(zhì)的差異的。因此,每當(dāng)學(xué)習(xí)一個新的理論的時候,必須改變自己的思想觀念和思維方法。

二、物理學(xué)史與高中生創(chuàng)造素質(zhì)的培養(yǎng)

科學(xué)的本質(zhì)在于探索,科學(xué)的生命在于創(chuàng)新。創(chuàng)新思想與創(chuàng)造才能是跨世紀(jì)人才最重要的的基本素質(zhì)之一。把物理學(xué)史引進(jìn)物理教學(xué),是培養(yǎng)創(chuàng)造素質(zhì)的有效方法之一。

(一)發(fā)展獨立思考的能力和懷疑精神

愛因斯坦在《論教育》中說,發(fā)展獨立思考和獨

立判斷的一般能力,應(yīng)當(dāng)始終放在首位,而不應(yīng)把獲得知識放在首位。如果一個人掌握了他的學(xué)科的基礎(chǔ)理論,并且學(xué)會了獨立思考和 工作,他必定會找到他自己的道路,而且比起那種主要以獲得細(xì)節(jié)知識為培訓(xùn)內(nèi)容的人來,他一定會更快地適應(yīng)進(jìn)步和變化。

(二)培養(yǎng)學(xué)生想象力和判斷力

趙凱華先生說過:“當(dāng)一個成熟的物 理學(xué)家進(jìn)行探索性的科學(xué)研究時,常常從定性和半定量的方法入手來提出問題和分析問題,這包括對稱性的考慮和守恒量的利用,量綱分析、數(shù)量級估計、極限情形和特例的討論,簡化模型的選取,以至概念和方法的類比,等等。”所以,在物理教學(xué)中就應(yīng)該培養(yǎng)和 發(fā)展學(xué)生的這種想象力、洞察力和判斷力。正如愛因斯坦所言,想象力比知識更重要。他認(rèn)為,想象力是知識進(jìn)貨的源泉。科學(xué)探索需要想象力----以科學(xué)基本原理和基本事實為基礎(chǔ)的想象力。

(三)學(xué)習(xí)科學(xué)方法,進(jìn)行科學(xué)思維的訓(xùn)練

諾貝償獎獲得者費曼在美洲物理 教育會議上講的一段話:“科學(xué)是一種方法,它教導(dǎo)人們:一些事物是怎樣被了解的,什么事情是無知的,現(xiàn)在了解到什么程度,如何對待疑問和不確定性,證據(jù)服從什么法則,如何去思考事物,做出判斷,如何區(qū)別真?zhèn)魏捅憩F(xiàn)現(xiàn)象。”

教學(xué)改革的重要任務(wù)之一,就是要把科研人員應(yīng)具備的本領(lǐng)和能力及時對學(xué)生進(jìn)行培養(yǎng)。這就要求我們必須盡可能使教學(xué)中概念、定律和理論知識盡量接近科學(xué)家們在其研究過程中形成的概念,發(fā)現(xiàn)的定律和創(chuàng)建的理論,以使學(xué)生從中領(lǐng)會科學(xué)的實際創(chuàng)造過程和他們所運用的研究方法。正如史學(xué)家霍爾頓所說:“科學(xué)發(fā)現(xiàn)沒有唯一的方法!蔽锢磉@家勞厄說:“重要的不是獲得知識,而是發(fā)展思維能力。教育無非是一切已學(xué)過的東西都遺忘的時候,所剩下來的東西!

總之,物理學(xué)的發(fā)展史,是辯證唯物主義世界觀和科學(xué)方法論的發(fā)展史,如何在新課程的背景下把物理學(xué)史的內(nèi)容融入物理教學(xué)中,以促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展,這需要我們廣大物理教師在 實踐中積極探索。“讀史可以明智”,這句話對學(xué)生是這樣,對物理教師也是如此。


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