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物理学史论文参考

来源:动视网 责编:小OO 时间:2025-10-02 01:01:26
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物理学史论文参考

在过去的物理教学中,很多教师认为给学生传播物理知识,并能应用物理知识解决问题,就已完成教学任务,达到教学目的,而忽略了物理学史的教学.其实物理学史不仅能使学生增长见识,而且能培养学生的综合素质.根据我在教学中的体会,来谈谈物理学史在教学中的作用。      1、引物理学史,激发学生学习兴趣。物理学史记载了人类揭开世界奥秘和令人兴奋的探索历程。老师能抓住学生的心理,穿插一些物理学史的材料,就会收到好的效果。比如讲“库仑定律”时,让学生了解在电学发展史中不只库仑,还有卡文迪什、富兰克林及普里斯特利
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导读在过去的物理教学中,很多教师认为给学生传播物理知识,并能应用物理知识解决问题,就已完成教学任务,达到教学目的,而忽略了物理学史的教学.其实物理学史不仅能使学生增长见识,而且能培养学生的综合素质.根据我在教学中的体会,来谈谈物理学史在教学中的作用。      1、引物理学史,激发学生学习兴趣。物理学史记载了人类揭开世界奥秘和令人兴奋的探索历程。老师能抓住学生的心理,穿插一些物理学史的材料,就会收到好的效果。比如讲“库仑定律”时,让学生了解在电学发展史中不只库仑,还有卡文迪什、富兰克林及普里斯特利
在过去的物理教学中,很多教师认为给学生传播物理知识,并能应用物理知识解决问题,就已完成教学任务,达到教学目的,而忽略了物理学史的教学.其实物理学史不仅能使学生增长见识,而且能培养学生的综合素质.根据我在教学中的体会,来谈谈物理学史在教学中的作用。 

       1、引物理学史,激发学生学习兴趣。 

物理学史记载了人类揭开世界奥秘和令人兴奋的探索历程。老师能抓住学生的心理,穿插一些物理学史的材料,就会收到好的效果。比如讲“库仑定律”时,让学生了解在电学发展史中不只库仑,还有卡文迪什、富兰克林及普里斯特利等科学家都为此项工作进行过不懈的努力,最终由法国物理学家库仑利用库仑扭秤实验直接进行了证明,后人为了纪念他,把电量单位规定为“库仑”,这样的史实不仅能使学生对所学的内容印象深刻,同时还会引发学习物理知识的兴趣。

2、了解物理学史,培养观察和分析问题能力 

    物理学是一门以实验为基础的科学,观察和实验既是研究物理学的基本方法,也是学习物理学的基本方法,物理学史描述了许多科学家善于从不被人注意的一些平常现象中细心地观察与思考的事例。比如伦琴一生在物理学领域中进行过大量实验研究工作,一次实验中,他偶然发现包有黑纸的底片被曝光,但他从没放过这一个细小的现象。正是他这种观察能力、分析能力使他发现X射线从而获得诺贝尔奖,其实在伦琴发现X射线之前,1800年哥尔茨坦曾发现过这种现象;1887年克鲁克斯曾发现过未知射线使他的底片变黑,他却以为是底片质量问题……。学生在了解物理学史知识的过程中便可以认识到注意观察和认真进行实验是学好物理学的关键。因此在今后的学习中就要有目的地观察,亲自动手实验,逐步培养勤观察、勤思考的习惯,这种能力的培养在今后的工作中将受益无穷。 

       3、学物理学史,培养质疑精神和提出科学问题的能力 

    爱因斯坦在《论教育》中说:“发展思考和判断的一般能力,应当始终放在首位,而不应当把获得专业知识放在首位。” 

    思考和判断的一般能力,首先表现在怀疑和批判的精神。科学史上大量事例表明,不囿于传统理论和观念,不迷信权威和书本,是科学创造的思想前提。众所周知,在爱因斯坦之前,洛仑兹和彭加勒已经走到相对论的大门口,只是由于未能摆脱绝对时空观的束缚,才没有最终迈入相对论的门坎。正是由于爱因斯坦抛开了“绝对运动”和“静止以太”的观念,并深刻地审察了“同时性”概念的物理学根据,才创建了狭义相对论,引起了人类时空观的巨大变革。同样,1956年,当精确的实验结果把“ τ-θ疑难”尖锐地摆到物理学家们面前时,正是杨振宁和李政道敏锐地审察了从未被人怀疑的宇称守恒定律的适用范围,大胆提出了弱相互作用中宇称不守恒的假说,从而导致了物理学理论的一个突破性进展。物理学中几乎每一个重大发现都表明,创造性思维活动起始于对困难或问题的认识,是围绕着解决问题展开的;批判的头脑,质疑的精神,是打开未知科学大门的钥匙。 

    在物理教学中,为了培养学生提出科学问题的能力,仅仅像通常所做的那样从内容的衔接上提出问题是远远不够的,必须从真实的物理学认识发展的历史进程中,展示物理学探索过程中问题背景的演化,阐明重大物理学问题产生的历史条件及其所导致的深远后果。因此,在物理教学中,完全必要用物理学史上的精彩事例,培养学生思考的能力,提高善于提出科学问题的灵性和聪慧,使他们的思想沉浸在好奇之中,永远不闭塞怀疑的目光。

                         

       4、引物理学史,学习物理大师的科学方法和进行科学思维的训练 

    物理学研究中建立了许多理想模型、理想过程、理想实验,运用了观察和实验、类比和联想、猜测和试探、分析和综合、佯谬和反证方法、科学假设方法等等。物理学史中有大量生动事例说明科学大师们熟练而巧妙地运用这些方法取得重要成果的过程。利用这些事例,可以对学生进行具体的科学方法的教育。比如讲“自由落体运动”时,介绍伽利略用归谬法驳斥亚里士多德“重的物体比轻的物体落得快”。在讲授“牛顿第一定律”时,介绍伽利略想象的一个理想实验。学习物理学史,正是一种思维的训练,通过人类揭开自然界之谜和艰难的探索历程,可以使学生受到物理大师们用有效的方法一步一步地掀开遮蔽真理的帷幕的那种科学创造的震撼与激动,从身临其境的参与感中,获得科学方思想的某种升华。 

      5、学习物理学史,能为更好地掌握物理知识内容服务 

    现行教科书中关于物理理论的严密的逻辑体系,很容易使学生对这些知识的来源和理论体系的形成感到深奥莫测,也很容易形成对这些知识的僵化的绝对化的理解。实际上科学不是静止不动的,认识始终是一个生动的历史过程。教师在讲授“原子和原子结构”一章中,可以介绍人们对原子结构的认识,经历了发现电子—汤姆孙模型— α散射实验—卢瑟福有核模型—原子光谱的实验规律—玻尔量子化原子模型—索米菲椭圆轨道模型,直到量子力学建立,人们对原子结构和原子内电子的运动有了基本正确的了解,但至今还有很多不清楚的问题。 

    在物理教学中有的老师认为讲物理学史内容,浪费上课时间。其实结合物理学史讲清理论的由来和发展,讲述它的成功,讲它解决了哪些问题,当然也要讲清它的缺陷和局限,使学生在很短的时间内“亲身经历”一下各部分物理知识的“系统发育过程”,不仅会消除对这些知识来源的神秘感,而且还会从知识的更替演变中认识它的条件性、局限性,认识科学理论的相对真理性,而只记住一些物理概念、数据、定律和公式,并不表示真正理解物理知识,对物理学知识的实质的全面理解,有助于学生更好理解、掌握物理知识内容,更好地应用物理知识解决问题。 

      6、学物理学史,认识数学在物理中的地位 

无论是从伽利略发现落体规律的全过程,还是牛顿万有引力定律的得出,科学家们都离不开数学。爱因斯坦为了研究相对论,前后花了几年的时间研究数学。牛顿为了建立力学理论,而遇到数学困难,他知难而进,提出“流数法”,建立了二项式定理,并和比如讲“库仑定律”时,让学生了解在电学发展史中不只库仑,还有卡文迪什、富兰克林及普里斯特利等科学家都为此项工作进行过不懈的努力,最终由法国物理学家库仑利用库仑扭秤实验直接进行了证明,后人为了纪念他,把电量单位规定为“库仑”,这样的史实不仅能使学生对所学的内容印象深刻,同时还会引发学习物理知识的兴趣。

几乎同时创立了微积分,为数学的发展开辟了一个新纪元。,在今后的工作中将在这座基石上建起高楼大厦。此外,讲授物理学史内容,介绍科学家的生平和成就,还能培养学生的爱国主义思想和情操,培养团结协作、共同进取的集体精神、热爱本职工作的敬业精神,树立追求真理的科学理想及树立辨证唯物主义的世界观和正确的人生观、价值观。中学课本的物理内容与物理学史的联系相当密切,只要我们能积极地进行探索,充分运用物理学史知识,不仅可以使学生大开眼界,还可以使物理教学过程成为一个生动、活泼的过程,从而使学生在接受物理知识中,能由被动到主动,由消极到积极,起到事半功倍的作用,同时还能对学生进行德育渗透

“素质教育”是针对过去的“应试教育”而提出的,在第三次全国教育工作会议上《、关于深化教育改革、全面推进素质教育的决定》指出:“实施素质教育,就是全面贯彻党的教育方针,以提高国民素质为根本宗旨,以培养学生的创新精神和实践能力为重点,造就‘有理想、有道德、有文化、有纪律’的德智体美劳等全面发展的社会主义事业建设者和人。”素质教育正是这样一种教育,从整体上着力,于根本上着手,从长远着眼,不断加速社会文明成果在人的身心组织中的内化过程,全面提高人的素质。

    全面实施素质教育是我国教育和发展的历史经验的深刻总结,是克服“应试教育”弊端的总对策,也是21世纪培养人才的战略举措。素质教育的重点是培养学生的创新精神和实践能力。新世纪的到来,各国都面临着高科技的飞速发展和知识经济到来的挑战,国际竞争日趋激烈,各国都意识到未来竞争的焦点是科学技术的竞争,而知识创新的竞争的关键又是人才的竞争,归根结底是民族整体素质的竞争,最终转化为教育的竞争上。

    物理学科是集思想、方法、实验于一体的先导学科,在人类正确自然观、世界观、方的形成和发展中起着其他学科无法替代的作用。而物理学史集中体现了人类探索和逐步认识物理世界的现象、特性、规律和本质的历程,任何一个具体的物理知识和理论体系都是汇集许多人的研究成果而发展起来的。常常是几十年,甚至上百年的努力才能迈出有意义的一步,它包含着认识论和方的因素,包含着探索者的艰辛与悲欢,又体现着认识过程中理论与实践继承与突破、理性与非理性的辩证统一,物理学史为素质教育提供了丰富的素材。

    物理学史给中学素质教育的启迪主要体现如下几点:

    1、培养学生的科技意识,激发学生的学习兴趣

指出“科学技术是第一生产力”,物理学是自然科学中的一门基础科学,也是现代技术的一门奠基科学,物理学史记载了人类揭开世界奥秘和令人兴奋的探索历程,每一次重要物理规律的发现,都带有一连串的技术发明。甚至带来了新的生产技术、新的工业。16~17世纪,卡诺、焦耳等对热学的研究,导致了蒸汽机的发明,19世纪法拉第、麦克斯伟等对电磁学的研究,推动了电气化的发展。

从恢复高考这二十多年来看,我国现行的教育出现了一些弊端,学生只重视书本知识的学习,缺少实践锻炼,一切为高考而学,其结果导致了一些“高分低能”,学习物理并不是出于对科学的兴趣,因此在中学物理教学中,应该培养学生的动手能力,从而使学生对物理知识产生兴趣,树立为学好科技知识为社会服务的远大志向。

    2、培养学生观察和分析问题的能力

    物理学是一门以实验为基础的科学,观察和实验既是研究物理学的基础方法,也是学习物理学的基本方法。物理学史描述了许多科学家善于从不被人注意的一些平常现象中细心地观察与思考的事例。如奥斯特通过大量的实验以及对实验现象的仔细观察和分析,发现了电流的磁效应。伦琴一生在物理学领域中进行了大量的实验研究工作,一次实验中,他偶然发现包有黑纸的底片被曝光,但他没有放过这一细小的现象,正是他这种观察和分析能力使他发现了X射线并获得诺贝尔奖,其实在伦琴发现X射线之前,1887年克鲁克斯曾发现过未知射线使他的底片感光,他却误以为是底片质量问题,由此看来,认真观察、勤于思考、仔细分析、对物理学科的学习大有益处。

    3、培养学生的创新意识和探究能力

    在二十世纪初,新的实验现象不断被发现,经典理论在解释这些现象时陷入了困境,玻尔把普朗克于1900年提出的并在1905年为爱因斯坦发展的量子概念引进到原子理论中来,于1913年接连发表了三篇文章,即众所周知的关于原子理论的“伟大的三部曲”,首次打开了人们理解原子结构的大门,开辟了近代物理的广阔前景,开创了原子物理学的一个新时代。而且在量子力学建立的整个过程中玻尔及他所倡导的哥本哈根精神起作巨大的作用,不断探索、不断创新、不断完善。

    国家教育常务副吕福源曾经在肯定我国这么多年来的基础教育的同时,还提出我们的基础教育也确实存在比较大的弊端,主要是学生负担过重,创新精神和实践能力不够。所以,无论从新时代对人才的要求,或是国际教育对比,我们必须加大教育改革,培养出适合时代要求的人才。使培养出来的学生既拥有广泛的兴趣,又有深厚的基础知识,既能灵活多变,又有扎实的训练;既能跨跃求索,又要遵循教育规律;既有自信,又注重谦逊;既有严密的逻辑思维,又有求异的发散思维;既有理论知识,又有实践创造能力。

有创新才会有发展,这是当今基础教育的根本目标。在中学物理教学中,通过学习不仅懂得自然科学知识,而且必须理解科学活动是如何进行的,亦即了解科学的“探究过程”。注重创新与发展。学生可以通过“做科学”来学科学。在这一过程中,学生们可以把科学知识与观察推理和思维的技能结合起来,从而可以能动地获得对科学的理解并有所发现,在科学探究活动中,在参与做计划、做决策、小组讨论、解决问题及评价的过程中,学生会将所掌握的科学知识同他们从多种渠道获得的科学本领联系起来,并把所学的科学内容应用到新的问题中去。通过探究活动,学生对科学研究的手段,使用证明的规定,形成问题的方式,提出解释的方法等一系列问题都有了亲身的经验,而不仅仅是听到了或记住了某些有关的知识、结论或标准答案,这就真正从源头上洞悉和掌握了现代科学的本质和构造,从而真正获得了科学本真知识。

所以,在中学物理教学中,我们要培养学生的创新意识和探索能力,树立科学的世界观。

    4、培养辩证唯物主义的世界观

    物理学是研究物质的基础结构和物质运动的一般科学。物理学中研究的大到宇宙小到原子。“基本粒子”以及电场、磁场、引力场等场性质都充分体现了客观世界的物质性。物理学史中,质子、电子、中子等粒子这些过去命名的“基本粒子”,今天已证明并不基本、基本粒子也是无限可分的。在17世纪惠更斯根据光能够产生干涉和衍射的性质提出了光的波动说,牛顿则根据光的直线传播以及光的反射现象提出光的微粒说,在这两种学说争论不休的时候,爱因斯坦发现了光电效应,光在光电效应中表现出粒子性,提出了光具有波粒二象性,这说明光的波动性和粒子性这一矛盾是对立统一的。

物理学史中这类事例举不胜举,在中学教育中,应遵循人类认识自然的规律,人对自然的认识是实践、认识,再实践的过程,实践是检验真理的唯一标准,要培养学生树立辩证唯物主义的世界观。

    5、培养爱国主义精神和团结协作的精神

    在中学物理教学中,我们还可以联系我国的科学发展现状,对学生进行爱国主义教育。建国以来,原子弹、氢弹爆炸成功;核电站建成与核能利用;正负电子对控机对撞成功;航天技术的飞速发展;华裔物理学家的卓越成就及所获得的诺贝尔奖等,以此激发学生的爱国热情,增强民族自豪感和自信心,同时也要让学生了解我国物理学及相关技术的发展与世界科技发展的差距,以增强学生的责任感,树立为提高我国科技水平而努力奋斗的志向。我国两弹之勋邓家稼毅然放弃在美国的优厚条件,怀着满腔爱国热情和报国志向回国,科学巨子王淦昌为了祖国的核事业,告别生活优裕的北京来到人迹罕至的西北高原一干就是十七年之久。这些典型的事例可振撼学生心灵,优化道德情操,培养爱国精神。

    玻尔创导的哥本哈根精神实则是一种团结协作精神,许多年轻有为之士,敬仰玻尔的人格魅力,从世界各地汇聚在哥本哈根理论物理研究所,团结在玻尔的周围,平等讨论,集体协作,为科学献身,并取得了丰硕的成果。物理学中许多重大的成就是不少科学家之间相互协作和相互帮助共同取得的。正像英国物理学家卢瑟福所说:“科学家不是依赖于个人的思想,而是综合了数以千万人的智慧……”

在中学物理教学中,适当地对学生进行协作精神教育,比如有的学生为了只顾自己拿高分,而不与其他同学合作,其结果是毕业之后与社会这个大家庭难以融洽,以此教育学生学会与人相处,学会相互帮助。

总之,在中学素质教育中,我们应当适当地给学生讲述物理学史中一些感人的故事,以此激励学生,培养学生为科学献身的精神。作为一名中学物理教师必须具有扎实的文化科技素质,同时还必须具有高尚的思想品质素质和过硬的教学基本功,用自己的言行来教育学生及感染学生。既传授知识,又培养情感。在教学中要着眼于全体学生,把提高全体学生的素质作为升学的基础,把教会学生学习知识来代替教会学生知识,从多方面去培养学生能力,放下升学考试包袱,解除思想顾虑,轻松上阵,才能收到良好的教育效果。要让学生学会学习、学会生存、学会生活、学会做人。 

对中学物理教学中加强物理学史,科学史的一些看法 

作者: 余翔 (高中物理  江西鹰潭物理二班 )    评论数/浏览数: 2 / 36    发表日期: 2008-07-11 16:44:46 

物理学史,作为物理学知识中的一部分,对学生而言极具趣味性,课堂中加强对物理学史的介绍有助于提高学生学习的积极性,增强课堂的趣味性,这一方面可以带动学生爱学习,一方面也可以使课堂不再死气沉沉,变得活泼而高效。近年来百家讲坛很火,很多学术明星把一些经典和名著品得很有意思,引起了中国人关注历史,文学的热潮。在物理学课堂中,可以也尝试一下把物理学发展过程中的一个个小故事讲出神来。

同时,物理学的发展,物理体系的建立和完善不是一帆风顺的,学生三年学习的物理知识,实际上是经历了漫长岁月形成的,带领学生了解他,感悟他,有助于培养学生的求实精神,激发求知欲望,在学习和研究中不怕吃苦,勇于思考。19世纪末20世纪初,虽然经典物理学框架形成,体系日趋完善,但是随着X射线,放射性和电子等发现严重冲击物理学的一些规律,物理学遭遇空前危机,在这场危机中各种学派之间的表现,解决问题的方法都是值得关注的。经过物理学家的努力,量子论的建立,相对论的发现和发展,这里面包含着很多物理学的思想精髓,前辈们的治学做人的态度是值得学生们学习的。我们的教育应该是全方位的,应该在传授知识中注重德的教育,在近代物理学板块的课堂中加强这些内容正是适应如今的课改中教学目标里强调情感与价值目标的需要。

科学史属于更大的范畴,对科学史教学,也可以让学生站在更高的地方来看物理学,这样看地更加全面,准确。

因为是刚毕业,目前对物理学史科学史教育渗透到教学尚属理论探索阶段,期盼老师们的指点。

 

物理学史集中体现了人类探索和逐步认识物理世界的现象、特性、规律和本质的历程.任何一个具体的物理知识和理论体系都是汇集许多人的研究成果而建立起来的,常常是几十年、甚至上百年的努力才能迈出有意义的一步,它包含着认识论和方的因素,包含着探索者的艰辛与悲欢,又体现着认识过程中理论与实践、继承与突破、理性与非理性的辨证统一,因而也包含着丰富的"教书育人"的教育因素,因此,在高中物理教学中引入物理学史教育具有非常重要的意义。

    通过对物理学史的回顾,使学生消除对已有物理知识来源的神秘感,了解科学技术发展的过程,懂得任何一个定律的发现和理论的建立既与社会生产力密切相关也受到物理学发展内在规律的制约,任何一部分物理知识的获得都离不开实验,可靠的、精确的、可重复的实验是物理学中决定一切的基础。因此,了解物理学史可提高人们进行科学创造的自信心和自觉性,这对于培养学生实事求是的科学态度和创造力有着十分重要的意义。同时,物理学史中有许多科学家为真理献身的动人事迹,如伽利略为宣传哥白尼的日心说而被教会终身监禁,利赫曼为引雷电而捐躯,居里夫人为研制放射性而作出了巨大的牺牲,法拉第舍弃荣华富贵,几次拒绝接受封爵而甘"平民法拉第",亚里士多德富有批判和怀疑精神等。这些科学家不畏艰险,不惜生命,不慕利禄,不怕权威,追求真理的高尚品质,有利于培养学生实事求是的科学态度、献身科学的探索精神,为以后的学习和研究打下良好的基础。

中学物理教学中注重加强科学方法的教育

山西阳泉煤业(集团)有限公司三矿中学 宁蕴玉
摘要:科学方法教育在中学物理教学中具有重要意义,我们应通过教学渗透、借助实验、物理学史、方法训练、复习总结、课题研究、STS教育等途径来实施科学方法教育。

关键词:物理教学 科学方法 教育

一、物理教学与科学方法教育

物理学所研究的是自然界中最普遍的物质运动现象,是研究物质的一切最基本、最普遍的运动形态和物质各层次的结构、相互作用和运动的基本规律的科学,是整个自然科学和现代技术发展的基础。物理知识在现代生活、社会生产、科学技术中有着广泛的应用。在物理发展的漫长历程中,不仅积累了庞大的知识体系,而且形成了自己的方法体系,对于探索自然具有普遍意义。中学物理教学的目的,就是要使学生学到比较全面的物理知识,受到科学方法和科学思维的训练以及科学态度和科学作风的熏陶,这对于他们提高科学文化素质,运用科学方法和科学思维分析问题、解决问题,培养严谨务实的科学态度和科学精神,继续学习科学技术,造就创新型人才,都是十分重要的。

科学方法是人们在认识和改造世界活动中遵循和运用的以科学为基础的各种方法和手段的总称,是人们在实践活动中总结出来的正确的思维方法和行为方法。科学方法与科学知识相伴生,是学生掌握物理知识和训练基本技能的重要手段,是培养科学思维、科学态度和科学精神的主要依托。

物理科学方法教育是指在物理教学中,有目的、有意识、有步骤地渗透和传授物理科学研究方法,使学生受到科学方法的熏陶和训练,逐步地掌握最基本、最主要的物理科学方法,达到促进知识学习、培养能力和提高科学素质的目的。在中学物理教学中开展科学方法教育是物理教学深化改革的需要,是遵循教育要面向现代化、面向世界、面向未来战略思想的必然要求。

二、物理教学中科学方法教育的主要内容

中学物理教学中科学方法教育的内容可概括为十大类27项:(1) 观察和实验方法:有意观察、单因子实验法、实验数据处理方法等;(2)分析和综合方法:定性分析、定量分析、因果分析、综合等;(3) 比较和分类方法:异中求同、同中求异、分类等;(4)假说方法;(5) 归纳和演绎方法:简单枚举归纳、三段论、演绎等;(6)数学方法:用比值定义物理量、表达物理规律的形式化语言、运用图象描述物理现象和规律;(7)理想化方法:理想实验、理想模型;(8) 类比方法:简单共存类比、因果类比;(9)推理方法;(10)分析和解决问题的具体方法:等效方法、近似处理方法等;(11)非逻辑思维方法:直觉、灵感、想象、猜测等。这些方法在科学认识过程中起着不同的作用,他们相得益彰,共同构成了物理学科科学方法教育的内容体系。

根据学生的认知水平和物理教学的实际,物理科学方法教育的内容应以经典方法、逻辑方法为主,兼顾非逻辑方法,以典型的科学方法作为教育内容。物理科学方法学习是一个循序渐进的过程,对于不同的学习阶段、不同的学习内容,科学方法教育的目标是有差异的,由低到高划分为感受、领会、运用、评价四个层次。

三、物理教学中科学方法教育的实现途径

物理科学方法教育过程的实质就是在物理教学中,学生在教师的指导下,通过主动地学习科学方法,完善学生自身认知结构的过程。这个过程可通过物理科学方法隐性教育和显性教育两种基本教育方式来实现。按照循序渐进的教学原则,隐性教育主要体现在初中物理的教学阶段,在目标层次上主要是对科学方法的感受和领会,同时要注意隐性起步,及时显化;高中物理教学阶段主要采用显性教育方式,学生通过有关解决物理问题的陈述性知识、程序性知识和策略性知识的学习,突出对科学方法的掌握和运用,促进认知结构中有关应用物理科学方法解决问题的知识结构、智慧技能和认知策略才能的依次形成。总体来讲,中学物理教学中科学方法的教育主要通过以下几个途径来实现:

1.通过知识教学渗透科学方法教育

通过物理知识的教学渗透科学方法,是对学生进行科学方法教育的基本途径。从物理学发展史看,科学方法来源于人们探索物质运动的一般规律和物质的基本结构的实践,方法与知识相伴生,相互联系,共同发展。知识是方法的载体,脱离了知识,科学方法教育就成了空中楼阁。因此,教师在教学中应充分利用和挖掘教材中科学方法的教育因素,抓住知识与方法的结合点,以具体的教学内容为依据,采用不同的教学方法和手段,适时点拨,让学生在获取知识的同时掌握不同的科学方法。通过概念的形成、规律的得出、模型的建立、知识的运用等,培养学生抽象和概括、分析和综合、推理和判断等思维能力以及科学的语言文字表达能力和口头交流能力。如在讲授概念和规律时,以提出问题为出发点,引导学生进行分析、综合、概括,排除次要因素,抓住主要因素,找出一系列所观察到的现象的共性、本质属性,才能使学生正确地形成概念、掌握规律。

2.借助实验加强科学方法教育

实验是加强科学方法教育的有效途径。物理学是一门实验科学,观察和实验是科学认识的基本研究方法。一个完整的实验,大致包括提出问题、设计操作、数据分析和理论解释四个阶段。实验起始于问题,以确定实验的方向和目标;根据实验目标和思路,设计实验,按设计的步骤进行操作和观察;然后对实验所得的资料和数据进行分析处理,并进行理论上的解释和概括,使实验上升到理论的高度。在整个过程中蕴含着丰富的科学方法,如比较、分类、分析、综合、推理、归纳、演绎等等。因此实验是培养学生科学方法的有效途径。教学中要注重把教材上的演示实验、学生实验变为学生探索实验,引导学生通过亲身实践去领会科学家们研究问题的科学方法并内化为自己的思维和行为方式,培养他们用科学方法主动探求新知识、研究新问题的习惯和能力。如牛顿第二定律、玻意尔定律、楞次定律、电阻定律等规律的教学采用探索式教学,依次提出问题,学生猜想、实验、观察,分析、判断、综合、概括,得出规律,解决实际问题,使学生强烈地感受假设──实验──理论──应用的逻辑思维方法,体会数学方法、归纳演绎等科学方法在发现规律中的作用。

3.通过物理学史拓宽科学方法教育

课堂教学渗透科学方法教育往往受教材内容等条件,绝大多数只涉及逻辑的方法,而对直觉、灵感、想象、猜测、信念等非逻辑方法但具有创造性的思维方法却很难涉及。物理学史充分展现了科学发现的历程,为科学方法教育提供了生动而丰富的材料。在教学中,我们应根据教材中提供的史料并做适当的补充穿插于课堂教学中,把概念、规律的产生过程以及物理学家们对其探索的各种艰辛曲折展现给学生,从而使学生受到科学方法的教育和熏陶。如在拉第发现电磁感应现象时,可介绍法拉第根据已有知识经验基础上提出磁能生电的假说,在实验探索中经历了成千上万次失败,但正是他的坚定信念最终发现了电磁感应现象。类似的例子还有很多,如伽利略提出力不是维持物体运动的原因,推翻了亚里士多德统治二千多年的错误理论,是培养学生批判性思维的典型材料。通过这些故事展现科学探索的艰辛,使学生感受科学家不畏牺牲、无私奉献和对科学的执着信念。

4.通过练习强化科学方法教育

通过练习发展学生分析和解决实际问题的能力是科学方法教育的目的所在。只有通过应用加以训练,领会其本质,才能使学生把运用科学方法学习科学知识变为自觉行为和本能思维。解决物理问题、强化练习便是物理教学中巩固知识、熟练方法、提高能力的有效途径。教师在教学中要做好运用科学方法解题的示范,引导学生经常有意识地挖掘运用科学方法,开拓思维,提高素质,训练科学方法。

5.通过复习总结科学方法

在物理概念和规律的建立、发展和应用过程中以及各知识点相互联系的地方往往蕴含着丰富的科学方法。所以通过复习,教师一方面引导学生总结知识结构,一方面可以系统地总结一个单元或一部分内容中所涉及的重要科学方法,并通过举例说明科学方法应用的条件、有效性和局限性,使学生进一步完善科学方法。

6.通过课题研究运用科学方法

全日制普通高级中学物理教学大纲(2002版)增加了“课题研究”的内容。在高中开展课题研究,不在于某项具体知识的学习,而是着眼于科学方法运用能力与意识的训练,是全面培养学生综合运用所学知识的能力、收集和处理信息的能力、分析和解决问题的能力、语言文字表达能力以及团结协作能力的重要环节,有助于学生融会贯通所学的物理知识,运用科学方法解决实际问题,激发学生的创新意识。研究课题可以大致分为探索性物理实验、科技制作、新科技问题的学习报告、社会调查、扩展性学习等几个不同的类型。教师应根据学生的实际情况选择研究课题,并对课题研究进行指导,但要避免给出具体的步骤和方法,鼓励学生采用不同方法,提出不同见解。

7.通过STS拓展科学方法教育

STS是科学(Science)—技术(Technology)—社会(Society)教育的简称。物理教育中的STS,主要是要求学生关注物理科学与技术、社会的关系,即用学到的物理知识和科学方法来认知、解释、分析和解决科学技术及社会生活中的重大问题。STS使科学方法教育更为贴近生活、贴近社会、贴近科技发展前沿,有利于不同学科之间知识和方法的整合。如:(1)现代物理科学技术的新发展、新成果、新成就。如新型电池、超导体、激光、现代航空航天技术、现代信息技术等。 (2)与工农业生产密切相关的知识和技能。如太阳能的综合利用、浮力与打捞沉船、低温的获得及在医学上的应用。(3)与家庭、社会生活密切相关的知识和技能。如制冷设备、安全用电、安装照明电路、修理各种家用电器、自制各种实验仪器等。(4)一些重大社会问题。如环境保护、能源危机、噪声污染等。

将物理学史引入到物理教学中来是对学生进行素质教育的有效途径
发布部门:教学处   发布日期:2003-10-10  浏览次数:553 

    将物理学史引入到物理教学中来是对学生进行素质教育的有效途径 

                           王申奎 

关键词:物理教学   物理学史    素质教育 

物理教学的目的,不仅仅是教给学生现成的物理概念、规律和解题方法,还应当让学生深入了解物理学的思想方法特点,了解物理学发展的规律性,培养学生与物理相关的各种能力,提高学生的综合素质,变应试教育为素质教育。 

近些年来,在全球范围内都出现了如何改革物理教学的问题,如美国哈佛大学提倡的新物理运动认为:教材必须现代化,必须反映最新的科学成就,要让教师和学生以物理学家认识世界的本来面目去认识物理世界,以获得认识世界和进行科学研究的方法和能力,将物理学史中方的内容引入到物理教学中来。在我国,很多著名的老教师也非常重视在教学中引入物理学史料,他们认为:一可提高学生的学习兴趣;二可启发学生思路,培养学生的研究能力,激发学生的创造能力。这很符合当前物理教学改革的精神。 

将物理学史引入到物理教学课堂中来,做为改革物理教学的一种手段,已成为国内外物理教育工作者的共识,越来越受到广泛的重视。科学教育与科学史有机结合,已成为当今科学教育界关注的问题之一。在物理教学中树立历史的观点是物理教育工作者一直关注的研究课题。早在20世纪30年代,法国物理学家朗之万就指出:“在科学教育中加入历史的观点是有百利而无一弊的。”我国著名物理学家钱三强也强调了在物理教学中引入物理学史的意义:“物理学发展史是一块蕴藏着巨大精神财富的宝地,这块宝地很值得我们去开垦,很值得我们去发掘,如果我们都能重视这块宝地,把宝贵的精神财富发掘出来,从中吸取营养,获得收益,我想对我国的教育事业和人才培养都会是大有益处的。”我国的一些老科学家也认为:在教学中讲物理理论,会给学生以知识;讲物理学史,会给学生以智慧;两者相比,智慧是更重要的。所以我们要善于按部就班地按逻辑的方法讲解物理知识,也要善于描绘物理学家的成功与欢乐、痛苦与遗憾,并从中总结出一些哲理来,树立学生的物理意识。通过历史过程的再现,使学生受到启发、增长智慧。在物理学史中,通过成功的科学家遇到困难如何思考、如何成功或失败、如何探索达到目的,把这些讲给学生,使他们受到精神上的感染、智慧上的启发,从而培养其分析问题、解决问题的能力。这是提高学生素质的有效途径。 

将物理学史中富含方方面的材料引入课堂,将科学家的挫折与失败、成功与欢乐讲给学生,进行案例分析,从中学到成功的方法、汲取失败的教训,会引起学生浓厚的兴趣,使之受到方的熏陶。学生在潜移默化中了解物理学的研究方法,使学生的研究探索能力得到培养,从而提高学生的科学研究素质。例如:类比方法是物理研究的重要方法,在物理学史中,库仑正是利用了与万有引力定律的类比,很快地建立了库仑定律,推动了静电学的发展。在牛顿的万有引力定律中,引力的大小与两质点质量的乘积成正比,与两质点间的距离的二次方成反比,即平方反比定律。库仑将两个点电荷间的相互作用力类比于万有引力,认为其大小正比于两点电荷电量的乘积,反比于两点电荷间距离的二次方。并基于这样一个思路设计了库仑扭秤,进行实验。F∝Q1Q2这一结论,在库仑当时的实验中并没有改变电荷Q的记录,他说:“假说的前一部分无需证明,”显然他是在模仿万有引力,自认为电力分别与相互作用的两个点电荷的电荷量的乘积成正比,就如同万有引力分别与相互作用的两物体的质量的乘积成正比一样。库仑虽然直接测量了电荷之间的作用力与距离的关系,但毕竟精度的限,如用平方反比定律表示此关系,其指数偏差可达0.04;库仑为何不用F∝1/ r 2.04或F∝1/ r1.96表示呢?可见事先库仑就有了平方反比的思想框架。从库仑定律的发现经过我们可以看到类比方法在科学研究中所起的作用。如果不是先有万有引力定律的发现,单靠实验具体数据的积累,不知要到何年才能得出严格的库仑定律的表达式。实际上,整个静电学的发展,都是在借鉴和利用引力理论已有成果的基础上取得的。将这些史料讲给学生,学生可从中了解、体会到科学研究方法对科学发展所起的重要作用,受到方的感染。当然,为了强化其效果,教师也可适时提出一些研究课题,如:根据单摆振动的周期公式利用类比方法研究弹簧振子振动的周期公式(这一公式高中不做要求,为让学生体会研究方法而提出)。这样听与具体研究相结合,培养、提高其探索研究能力,这是对学生进行素质教育的一个重要方面。 

把物理学史中利用发散性思维取得成功的材料讲给学生,可引起学生对发散性思维的兴趣,使学生得到发散性思维的训练,促进其发散性思维素质的形成,这也是学生创造力培养的一个重要方面。物理学史中的很多科学发现是非逻辑的、非理性的。如科学想象、理想实验、大胆猜测、科学假说、幻想等。科学概念、理论都是人们思想的自由创造,并不是直接经验的逻辑结果,创造时的概念也不是严格的,对科学家的研究也不应有任何,在< 

文档

物理学史论文参考

在过去的物理教学中,很多教师认为给学生传播物理知识,并能应用物理知识解决问题,就已完成教学任务,达到教学目的,而忽略了物理学史的教学.其实物理学史不仅能使学生增长见识,而且能培养学生的综合素质.根据我在教学中的体会,来谈谈物理学史在教学中的作用。      1、引物理学史,激发学生学习兴趣。物理学史记载了人类揭开世界奥秘和令人兴奋的探索历程。老师能抓住学生的心理,穿插一些物理学史的材料,就会收到好的效果。比如讲“库仑定律”时,让学生了解在电学发展史中不只库仑,还有卡文迪什、富兰克林及普里斯特利
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