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【關鍵詞】高中;物理學習;方法總結(jié);實驗學習
高中階段的物理學科,本身便體現(xiàn)了極大的學習難度,而我們本身肩負著高考的壓力與學習的重擔,必須要有一套適合自己的學習方法,才能夠在日后的學習中乘風破浪,實現(xiàn)自身學習、創(chuàng)新與探究等能力的提升[1]。與此同時,在物理學習的過程中,也要在教師的指導下,進行自主學習,通過物理實驗掌握實驗學習策略。但是在實際學習的過程中,依然在學習方法的探究上存在不足,并對物理學習效果造成了影響,由此可見,物理學習方法與實驗學習策略的重要性。
一、物理學習方法總結(jié)
(一)調(diào)動物理學習積極性
若是之前物理基礎不扎實,那么對于高中階段的物理學習便會感到吃力,進而喪失了物理學習興趣,更加不愿意參與到自主探究當中,這在學習方法的養(yǎng)成上十分不利。為了保證高效的物理水平,必須要將學習觀念與態(tài)度進行轉(zhuǎn)變,消除內(nèi)心中對于物理學習的障礙,深入分析每個物理知識點,以此才能提高物理學習水平,建立學習自信。
以《牛頓第二定律》一課為例,我們在學習這一課知識點時,需要首先對初中階段的知識點進行鞏固,隨后再將其中存在的重難點進行劃分,一般這一課的重難點在于掌握牛頓第二定律的文字內(nèi)容和數(shù)學公式,并對公式當中的各個物理量之間的相互關系進行理解。在此引導下,堅定自身的學習意志,擬定適合自己的學習目標,對其中存在的困難與問題進行綜合考慮,積極和教師、同學進行溝通,在實際溝通的過程中進行學習方法的總結(jié)。另外,我們也可以對生活中存在的力學現(xiàn)象進行留意,將這一課知識在生活中加以運用,以此激發(fā)學習的積極性。
(二)有效率的知識點預習
我們在制定學習計劃時,必須要對學習時間進行分配,并端正自己的學習態(tài)度,進行有效率的課前預習。其中,以課前預習最為主要。我們在學習新的一課時,必須要對新課程進行預習,一方面是為了對新知識有一個新的理解,另外一方面則是在預習的過程中進行學習方法的總結(jié)[2]。以《自由落體運動》一課為例,在對此課進行預習時,我們要注意預習的方式方法,先按照教材中的要求自主進行實驗,了解自由落體運用內(nèi)涵,有一定了解之后,再總結(jié)本課中的重難點問題,在課堂上認真聽教師的講解,并與其他學生進行交流。除此之外,我們也可以自由結(jié)組,進行自由落體運動實驗的演示,從實驗中獲悉相關知識點,以此極大的激發(fā)了自身的求知欲。
課前預習在高中階段的物理學習中占據(jù)了非常重要的地位,能夠為課堂知識的獲取發(fā)揮事半功倍的作用,可以將課堂中的知識提前了解,在課堂學習時做到胸有成竹,確定課堂學習的重難點知識,進而帶著目的性聽課,獲取物理知識。同時,這也是提升自身獨立思維、培養(yǎng)良好物理學習習慣的基礎。
(三)重點了解課程難重點
在課堂學習的過程中,我們必須要認真聽講,全面了解并掌握課程中的重難點,通過有關物理概念與公式的了解,自主進行學習內(nèi)容的思考與探究。以《平拋運動》一課為例,在學習這一課時,教師所講述的內(nèi)容必定是經(jīng)過備課再進行講述的,所以在課堂中必須要緊跟教師思路,對平拋運動的重難點進行了解,梳理學習思路,記錄課堂筆記,以便日后復習。高中階段諸多學生都有屬于自己的學習方法,通過學習方法的使用更為了解自身的學習與認知能力。所以,在物理學習的過程中,要與教師、其他我們共同交流與溝通,以此實現(xiàn)自身物理成績的提升,并形成嚴謹?shù)乃季S。
二、物理實驗學習策略
(一)實驗觀察
1.實驗準備
(1)計劃階段:以勻速直線運動實驗為例展開討論。在正式進行實驗觀察之前,我們需要進行實驗觀察的準備活動,了解觀察的目的、內(nèi)容、方法等[3]。這一過程策略一般分為以下三點,即確定實驗觀察的目的,即了解勻速直線運動,明確實驗觀察關鍵;根據(jù)觀察目的制定實驗觀察具體方案;確定觀察方法,可以選擇部分觀察法或是整體觀察法。
(2)調(diào)整階段:對勻速直線運動實驗進行觀察時,我們必須要觀察自己所選擇的方法與策略是否恰當,在觀察的過程中隨時對其進行調(diào)整。
(3)評價階段:在完成觀察之后,需要反思觀察的整個過程,另外也要評估此次觀察方案制定的合理性等。
2.實驗觀察方法
(1)該方法一般是對于設備外部形態(tài)、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、實驗物理現(xiàn)象進行觀察,一般在觀察方法上主要有重點觀察法以及序列觀察法等幾種。
(2)對于勻速直線運動實驗的動態(tài)觀察策略的運用,主要是針對實驗當中出現(xiàn)的物理現(xiàn)象發(fā)生、物理現(xiàn)象形成的一系列過程或是規(guī)律而言。在具體實施過程中,通常會根據(jù)初始狀態(tài)到變化過程再到最終狀態(tài)這一順序進行。對勻速直線運動進行觀察時,要對其中出現(xiàn)的一些偶然現(xiàn)象進行記錄。
(3)另外,信息獲取策略則是進行實驗觀察的過程中,我們要調(diào)動自身的多種感官,有必要的話還可以借助輔助儀器進行實驗,從而獲得更為準確與詳盡的信息。
(二)實驗操作
1.實驗準備
(1)計劃階段:按照實驗要求準備所需儀器、圖表、實驗報告冊與記錄工具等。
(2)調(diào)整階段:在勻速直線運動實驗操作時,要對自己的行為進行監(jiān)督,以免出現(xiàn)與實驗現(xiàn)象不符的問題。
(3)評價階段:完成操作后,反思實驗操作過程。
2.實驗操作方法
(1)進行實驗設備的連接與調(diào)試,我們要在實驗開始之前,對實驗設備結(jié)構(gòu)、原理與使用方法進行了解,掌握實驗設備的正確連接方式,對其進行檢驗與調(diào)整,保證設備始終處于最佳狀態(tài)。
(2)對實驗操作過程中的現(xiàn)象進行記錄。
(3)結(jié)束實驗之后,對用到的設備進行整理,進行實驗設備拆卸,將設備調(diào)整到初始狀態(tài),并放回原位。
(三)實驗設計
1.實驗準備
①計劃階段:按照勻速直線運動實驗的設計要求,對時間、操作過程進行設計,預估設計當中可能存在的重難點,分析自己在實驗中的優(yōu)劣勢[4]。
②調(diào)整階段:進行設計時,要對整個設計的過程進行調(diào)試,如分析設計材料、判斷實驗計劃的合理性以及實驗設備是否與要求相符等。
③評價階段:完成實驗設計之后,需要評估設計實驗,重點分析本次實驗過程中是否存在需要改進之處。
2.實驗解析
①紙帶打完之要立即切斷電源;②要對計時器所打軌跡點和人為選取計數(shù)點進行區(qū)分,一般是每隔4個軌跡點選取一個計數(shù)點;③不能對各段位移進行分段測量,將各個計數(shù)點到計數(shù)起點0距離進行統(tǒng)一測量;④如果電壓加大,那么打點則更加清晰,如果頻率增加,那么打點的周期則會縮短;⑤如果打出短線,則會加大振針和復寫紙之間的距離。
三、結(jié)束語
綜上所述,對于高中階段的物理學習,必須要掌握有效的方法,只有如此才能真正對物理知識與公式進行理解。另外,實驗學習策略的總結(jié)也是提高我們物理學習水平的一個重點,通過對這兩個方面的分析,為日后物理知識學習奠定基礎。
參考文獻:
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[2]張明明.淺談高中物理W習方法[J].學周刊,2014,(16):150.
關鍵詞:校本課程;物理學史;航天物理學;萬有引力
中圖分類號:G633.7 文獻標識碼:A 文章編號:1003-6148(2016)3-0049-3
隨著高中物理新課程改革的進行,校本課程成為了中小學實施素質(zhì)教育的重要體現(xiàn)之一。所謂校本課程,指以學校為本位,由學校自己設計制定課程,它與國家課程、地方課程相對應。大力實施校本課程,能夠使學生在基本學習任務的基礎上,拓展學科視野,對提升學生的學科素養(yǎng)具有重要的理論與實踐意義。物理課程是高中階段學生必修的自然科學課程之一,現(xiàn)有的課標教材在內(nèi)容體系上已經(jīng)相當完善,但還是以學科基礎知識與基本理論的講授為主。因此,將物理校本課程滲透到課堂教學中,既能擴大學生的物理視野,又能提升學生的物理基本素養(yǎng)。在此以人教版高中物理必修2第六章《萬有引力與航天》的物理學史角度為例,設計了本章的校本課程。為一線物理教師設計校本課程提供一定的參考。
1課程題目
“航天物理學發(fā)展史”
2課程分析
人類對行星運動規(guī)律的認識過程和牛頓建立萬有引力定律的過程是對學生進行“過程與方法”和“情感、態(tài)度與價值觀”教育難得的好材料。托勒密的地心說、哥白尼的日心說、第谷布拉赫的觀測和開普勒行星運動定律,生動地體現(xiàn)了勇于創(chuàng)新和實事求是的科學態(tài)度、科學精神和科學思維方法[1]。牛頓根據(jù)前人的發(fā)現(xiàn)進一步總結(jié),提出了萬有引力定律,并進一步放眼宇宙說明了萬有引力定律和引力常量的意義,這部分知識是圓周運動在航天中的應用,包含著豐富的物理學史。教師在本章教學過程中將物理學史滲透其中,不僅能有助于學生對知識的理解,更能激發(fā)學生對航空航天事業(yè)的熱愛,從情感、態(tài)度與價值觀方面讓學生認識到物理學習的意義所在。
3學生分析
本校本課程針對的學生群體是普通高中的文科實驗班學生。這類學生具有以下特點:1)具有良好的感性思維,認識事物與理科生相比較感性。2)基礎知識扎實,對知識有良好的接受能力,所學內(nèi)容的知識面可以更寬泛一些。3)多數(shù)文科生對物理學科不感興趣,這就需要加強興趣的培養(yǎng)。
4課程目標
《基礎教育課程改革綱要》中提出:“改變課程過于注重知識傳授的傾向,強調(diào)形成積極主動的學習態(tài)度,使獲得基礎知識與基本技能的同時成為學會學習和形成正確價值觀的過程?!薄案淖冋n程實施過于強調(diào)接受學習、死記硬背、機械訓練的現(xiàn)狀,倡導學生主動參與、樂于探究、勤于動手,培養(yǎng)學生搜集和處理信息的能力、獲取新知識的能力、分析和解決問題的能力以及交流與合作的能力?!边@為我們校本課程的制定明確了方向和目標。本課程旨在全面培養(yǎng)學生的“過程與方法”和“情感、態(tài)度與價值觀”目標。通過物理學史的教材內(nèi)容引導學生更加主動、富有興趣地學習物理概念與規(guī)律。另一方面,物理學史是培養(yǎng)學生科學本質(zhì)觀的重要手段。通過了解科學家探索物理學科未知領域的過程,突出科學知識、科學探究以及科學事業(yè)的多種本質(zhì)屬性,讓學生感受到物理的學科魅力和人類艱苦卓絕的不斷努力[2]。同時,本課程的物理學史介紹有多處留白,這能夠讓學生自己搜集更多的資料進行匯總、分析、整理,提高學生的信息處理能力。
5課程內(nèi)容設置
本校本課程共設計了4節(jié)的內(nèi)容,均是以人教版高中物理必修2第六章《萬有引力與航天》的教材內(nèi)容為依托,挖掘教材中包含的物理學史。具體目錄的設置如表1所示。校本課程目錄與教材課程目錄相對應,教師在實施校本課程時,需充分挖掘與航空航天有關的物理學史,并將這部分內(nèi)容有針對性地滲透到物理必修2《萬有引力與航天》對應章節(jié)的教學活動中。學生在理解教材知識的同時,能體會到科學家在探索過程中付出的艱辛與努力。每節(jié)目錄下對應的課程內(nèi)容設置如表2所示。
6時間及教職資源分配
校本課程實施時間安排在高中一年級第二學期,在學習完高中物理必修2第六章《萬有引力與航天》后開設,時間為一個月,授課時數(shù)為5課時。教職資源分配可以按照以下兩種方案進行:1)各個班級的物理專業(yè)老師進行授課。2)學生課下自主閱讀,上課時師生互相交流。
7注意的問題
在實施該校本課程教學時,教師要注重物理學史與社會發(fā)展的融合,將物理學家曾經(jīng)的航天探索與如今我國航天事業(yè)的發(fā)展做簡單的聯(lián)系。全面提高學生的科學素養(yǎng)與人文素養(yǎng),通過物理學史激發(fā)學生未來為科學事業(yè)獻身的科學精神。在校本課程實施的過程中會遇到一些問題,如有的內(nèi)容抽象性太強,學生不容易理解;還有的內(nèi)容不容易激發(fā)學生的閱讀興趣[3]等。在這里,需要教師在進行該課程教學時要把握好文科學生的學習能力與知識儲備,遇到抽象性太強的內(nèi)容可以通過列舉示例將其形象化,將多媒體教學與課程內(nèi)容充分地結(jié)合能進一步激發(fā)學生學習的興趣。
參考文獻:
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關鍵詞:物理學史;高中物理;課堂教學;作用
最早提出將物理學史與物理教學相結(jié)合這個概念的是美國,緊隨其后的英國、俄羅斯等歐洲國家也在物理教學中較好地發(fā)揮了物理學史的教學作用。在素質(zhì)教育不斷發(fā)展的今天,將物理學史與物理學知識相結(jié)合,在我國的教育領域,已經(jīng)不再是什么新鮮事,但是不少學校的教師對這個理念還是較為陌生,物理課堂教學時間有限,教師在課堂上不愿意花費過多的時間講述物理學史,教師本身對物理學史的認識也不夠深入,這些都是造成物理學史在物理教學中未能有效發(fā)揮作用的原因。學生學習物理學史,可以了解物理知識的發(fā)展歷程和規(guī)律,了解歷史上偉大的物理學家們的物理思維方法,可以有效地認識到物理學習對自己的意義與作用,為自己今后的學習打下良好的基礎。
一、導入新課,激發(fā)學生學習物理的興趣和熱情
物理學史,即指物理的發(fā)展歷史,它所包含的面十分的廣泛,物理學史的學習,有助于激發(fā)學生的學習興趣,使他們在學習的過程中,更加積極地探索未知的知識。一個人在學習一門新的知識之前,如果對其沒有興趣,學習激情無法激發(fā)出來,那么在學習的過程中,它將處于十分被動的狀態(tài)。而學生在學習物理的時候,物理學史中豐富的知識就有助于調(diào)動學生的學習積極性。
比如說,在物理學的歷史上,牛頓是一位人人皆知的物理學家,他的“萬有引力”“牛頓運動定律”等理論舉世聞名,教師在教授相關的力學知識的時候,就可以將牛頓的生平事跡講給學生聽,讓學生明白即使是天才也并非是生來就是天才的,他們也是通過自己后天的不斷努力,才取得了一些在普通人看來偉大的成就。通過教師的講述,拉近他們與科學家的距離,激勵他們勇敢的探索物理新知識。
再比如,在學習“電磁感應現(xiàn)象”的時候。教師可以向班上的學生介紹法拉第發(fā)現(xiàn)電磁感應現(xiàn)象的歷程,在學習的時候?qū)⒆约簩茖W家的敬佩之情轉(zhuǎn)化為學習的動力,積極主動地學習新知識。
二、幫助學生正確理解物理原理和概念
目前,學生學習到的一些物理定律和概念都是經(jīng)過諸多的科學家孜孜不倦地努力論證出來的結(jié)果,教師在教學過程中,適當?shù)馗鶕?jù)教學內(nèi)容回顧這些物理學史,探究一些物理定律和原理的發(fā)展歷程,能夠幫助學生更加清晰地認識這些概念,有助于學生系統(tǒng)地了解物理知識的發(fā)展歷程,在學習的時候逐步掌握正確的學習方法。
例如,在學習力學的時候,教師就可以從力學的起源講起,從古希臘的亞里士多德開始,再講到十七、十八世紀的伽利略、牛頓,一步一步追根溯源,從而加深學生對物理力學知識的理解。提到能量守恒定律,可以講焦耳和亥姆霍茲的歷史故事。這些豐富多彩的物理歷史故事,不但可以幫助學生正確地理解物理原理,而且還能拓展學生的視野,使他們的知識積累不再僅限于課本,而是朝著更加寬廣的方向發(fā)展。
三、使學生端正學習態(tài)度和掌握學習方法
物理概念的產(chǎn)生,并不是課本上簡單的一兩句話就能說清楚的,歷史上任何一個著名的定理都是經(jīng)過物理學家恩的反復論證才得出的。例如,富蘭克林在發(fā)明避雷針之前,曾經(jīng)冒著生命危險,在雷雨天里到野外做實驗,最后才發(fā)明了沿用至今的避雷針,而牛頓發(fā)現(xiàn)萬有引力定律,也絕不是像人們所說的被一個蘋果砸中就得出了那么簡單,而是經(jīng)過反復的計算,嚴密的推理才得出的。
在物理學史上這些偉大的科學家們所發(fā)現(xiàn)的任何一個定理,都是他們不斷地總結(jié)自己的失敗經(jīng)歷的結(jié)果。教師在教學時,如果能將這些物理學史引入到課堂上,讓學生認識到物理學習需要嚴謹?shù)膽B(tài)度,要學習這些科學家探索真理、不怕失敗的精神。這樣學生在學習的時候被這種精神所感染,可以使學習態(tài)度更端正。同時教師在講解的過程中,也可以將前人一些有價值的,值得借鑒的物理研究方法介紹給學生,培養(yǎng)他們敏銳的觀察分析能力,這樣,學生在將來的工作中,能夠更好地運用自己學到的物理知識,提升自己的物理學習成績。
總之,在物理教學中將物理學史的知識應用到課堂之上,使學生明白物理學家們發(fā)現(xiàn)物理規(guī)律的不易,使學生在這些偉大的物理學家的精神感召之下,積極主動地學習物理知識。而且適當?shù)匾M物理學史還可以再現(xiàn)物理概念、規(guī)律形成發(fā)展的歷史的過程,激發(fā)學生的探究欲望,可以全面地提高教師的課堂教學質(zhì)量,培養(yǎng)學生的綜合素質(zhì)和物理綜合能力。
參考文獻:
[1]杜玉娟.新課程背景下物理學史和高中物理教學相結(jié)合的研究與實踐[D].遼寧師范大學,2007.
物理教學與科學素養(yǎng)的關系
物理教學與科學素養(yǎng)的關系是,物理教學是培養(yǎng)中學生科學素養(yǎng)中的重要環(huán)節(jié),可以通過提高物理教學來提高中學生的科學素養(yǎng)。
1物理教學是傳播科學素養(yǎng)的重要途徑。物理教學是傳播科學素養(yǎng)的一個重要的途徑,中學物理學教學的根本任務是提高學生物理科學素養(yǎng)。
2物理教學在培養(yǎng)中學生科學素養(yǎng)中具有不可替代的作用?!案咧形锢硎瞧胀ǜ咧锌茖W學習領域的一門基礎課程,與九年義務教育物理或科學課程相銜接,旨在進一步提高學生的科學素養(yǎng)”,這是高中物理課程標準在課程的性質(zhì)中明確指出的。在物理科學技術飛速發(fā)展的今天,掌握物理科學素養(yǎng),可以使中學生面對物理學現(xiàn)象、事件和問題時,能夠運用物理學相關的原理和科學方法做出判斷或決策。
3物理實驗教學在物理科學素養(yǎng)教育中具有重要的作用。物理學是一門實踐性學科,科學實驗能使學生接觸實際的物理,并能仔細地研究物理現(xiàn)象,調(diào)動學生的學習積極性,培養(yǎng)學生對實驗原理的理解能力、思維能力、對實驗結(jié)果做出分析和解釋的能力。
物理教學中應怎樣培養(yǎng)中學生科學素養(yǎng)
1用物理知識的教育培養(yǎng)中學生的科學素養(yǎng)。在物理教學中通過知識的講解和知識的應用,對學生進行物理知識和物理思維方法的培養(yǎng),可以使學生獲取知識,深刻地掌握和理解知識,還能使學生形成對問題的思維的敏感性,快速抓住問題的重點,找出解決問題的途徑,對于學生形成科學思維能力、提高科學素養(yǎng)很有作用。
2運用物理實驗的教學培養(yǎng)中學生的科學素養(yǎng)。物理學是一門實驗科學,一切理論最終都要以觀測或?qū)嶒灥氖聦崬闇蕜t。因此用物理實驗揭示解決問題的途徑和方法,在中學加強對學生進行物理實驗方法的教育,可以培養(yǎng)學生觀測事實的能力,是培養(yǎng)學生科學思維方法的重要途徑。
歷年來本人通過了解,學生普遍反映物理學科是高中各學科中最難學的學科,甚至本人曾經(jīng)在參加學科會議的時候,專家直接指出物理在高考理綜學科中分值大、難度高就是為了提高區(qū)分度,真正體現(xiàn)學生的能力。很多學生為此放棄了學理科而選擇學文科,很多選擇了學理科的學生在物理學科上也相對較薄弱。為了改變現(xiàn)狀,很多老師也進行了多方面的探索,有的從教法上予以鉆研,有的從學法上予以指導等等,不一而足。本人也嘗試從教法上做一些調(diào)整,有意識的在教學過程中引人物理學史的內(nèi)容,下面將自己在具體實施中的一些心得寫出來,供大家探討。
通過物理學史展現(xiàn)物理學對社會發(fā)展的重要推動作用,激發(fā)學生的學習興趣。
愛因斯坦說過“興趣是最好的老師”,興趣是學生學習最直接的動力,學生如果引導得好,如果激發(fā)了學生對物理學科的學習興趣,他們是完全可以克服對物理學科的恐懼感的。
比如我在高一物理第一節(jié)課“緒言”教學時,打亂了教材的編排體系,著重強調(diào)了物理學對社會發(fā)展的重要推動作用。首先讓學生閉上眼睛,慢慢的讓他們想像一下現(xiàn)在我們處在一個沒有電、沒有汽車、沒有機器、沒有氣象預報的環(huán)境中,日出而作,日落而息,然后讓他們講述自己的感受,一個學生的回答讓我記憶猶新:“不可思議”。然后通過多媒體影片和圖像給他們呈現(xiàn)當今生活中的一些新技術,并指出那些“不可思議”已經(jīng)離我們遠去。蒸氣機的發(fā)明使人類從繁重的體力勞動中解脫出來;電磁學的發(fā)展使我們從黑暗和家務中解脫出來,人類進入電氣時代;信息技術的發(fā)展,使人類跨入信息時代。而這些都要歸功于物理學的發(fā)展,以此讓學生對即將到來的高中物理學習充滿期待。
通過物理學史說明實驗在物理學習中的重要性,培養(yǎng)學生正確的實驗觀。
物理是一門以實驗為基礎的學科,當前的理論研究和各種社會實踐活動中越來越重視實際的動手能力,培養(yǎng)正確的實驗意識和一絲不茍的科學精神與實驗態(tài)度也是當前高中生學習物理的任務之一。
例如在學習自由落體運動時,提到伽利略幾乎沒有學生不知道伽利略的比薩斜塔實驗。他們驚詫于亞里士多德如此明顯的錯誤理論居然能統(tǒng)治物理學界兩千多年,這時候就需要向?qū)W生講解亞里士多德的理論在表面上“看起來很美”,表面上看起來確實鐵塊比羽毛先落地;而且在當時的歷史背景下,亞里士多德的地位是如此的崇高,相當于我國古代的孔子,他的話就是圣賢之言,從來沒有人懷疑,也沒有人敢懷疑。例舉哥白尼“日心說”維護者的悲慘遭遇。以此來說明精神枷鎖很可怕,能禁錮人的思維,阻礙社會的發(fā)展。伽利略實驗的社會意義遠遠大于它的理論意義,它將人們的思維解放出來。讓人們認識到,在物理研究過程中,思維一定要開闊,要大膽猜想、大膽求證,不要迷信權(quán)威,只有實驗才是檢驗理論準確與否的唯一標準;而且在實際的實驗中,不要輕易被表面的經(jīng)驗事實所迷惑,要有敏銳的觀察力和分析總結(jié)能力,抓住問題的本質(zhì)。同時可以出示伽利略在《兩門新科學》中的片斷讓學生領略先輩的風采,提升學生的學習積極性:
在《兩門新科學》中,伽利略借他的化身薩爾維阿蒂(Salviate)的談話,批駁物下落速度與重量成正比的說法。
“薩:如果我們?nèi)蓚€自然速率不同的物體,把兩者連在一起,快者將被慢者拖慢,慢者將被快者拖快。您同意我的看法嗎?
辛:毫無疑問,您是對的。
薩:但是假如這是真的,并且假如大石頭以8的速率運動,而小石頭以4的速率運動,兩塊石頭在一起時,系統(tǒng)將以小于8的速率運動,但是兩塊石頭拴在一起變得比原先速率為8的石頭更大,所以更重的物體反而比更輕的物體運動慢,這個效果與您的設想相反?!?/p>
通過物理學史的介紹,培養(yǎng)學生獲取信息、處理信息的能力,并培養(yǎng)學生嚴謹務實的作風;告誡學生學習物理不是一蹴而就的事情,要持之以恒。
比如在講述牛頓運動定律時,要穿插講解牛頓三定律的形成過程,他是在伽利略、笛卡兒等人的研究基礎上結(jié)合自身的研究歸納總結(jié)出來的理論。同樣提到萬有引力定律,學生馬上會想到蘋果落地的故事,認為蘋果一落地牛頓就即興想出了萬有引力定律。這時候就要著重介紹萬有引力定律提出的歷史背景,牛頓提出萬有引力定律是歷史的必然,我們不能只看到蘋果落地,而忽視更重要的前人以及牛頓對這個問題的深入研究,可以給他們引用下面這段材料:
牛頓一封給胡克的信中寫道:“如果我看得更遠那是因為站在巨人的肩上。”他這里指的是胡克和笛卡兒,當然不言而喻也包括了他多次提到的伽利略、開普勒和哥白尼。其實他完成的綜合工作是基于從中世紀以來世世代代從事科學研究的前人的累累成果,我們可以列一個表來說明牛頓和前人的關系:
牛頓善于繼承前人的成果,這是和他的奮發(fā)好學、勤于思考分不開的。有人問牛頓是怎樣發(fā)現(xiàn)萬有引力定律的,他回答說:“靠不停的思考(Bythinkingonitcontinually)。”他思考時達到了廢寢忘食的地步。
據(jù)回憶,當年他住在劍橋大學三一學院大門口附近。在哈雷訪問過他之后的數(shù)月里,他這個怪人引起很多人的驚異。例如:他想去大廳吃飯,卻轉(zhuǎn)錯了彎,走到大街上,忘了為什么要出來,于是又返回居室;在大廳里蓬頭散發(fā),衣著不整,坐在那里走神,菜飯放在桌前,也不知道吃。學院同事往往在校園散步時看到砂礫地面上有奇怪圖形,誰也不懂,繞道而行。牛頓在全身心地思考天體問題。
如今信息時代同學們獲取信息的渠道非常廣泛,學習物理時要積極主動獲取有用信息,開闊自己的視野,提高自身各方面的素質(zhì)。
通過物理學史的滲透,使學生明白物理學并不是簡單而枯燥的公式、定理、定律的羅列與推導,讓學生知道公式、定理、定律的來龍去脈,增強對公式、定理、定律的理解,而不是死記硬背。
物理學的知識,主要是指物理概念和物理規(guī)律,最核心的是物理概念。在物理教學中,教師比較重視由觀察、實驗得到的事實依據(jù),為建立物理概念提供必要的感性認識。但學生仍會為一些新概念、新觀念的不理解而煩惱,此時若能在此基礎上增加一些相關的物理學發(fā)展史實,讓學生了解這些物理學概念逐步形成的歷史,使邏輯性和歷史性相結(jié)合,更有利于學生對概念全面正確的理解和領悟。
例如在學習勻變速運動概念時,可滲透意大利物理學家伽利略對變速運動的研究歷史,他設想最簡單的變速運動速度應是均勻變化的,怎樣才算速度均勻變化呢?伽利略考慮了兩種可能:一種是速度的變化對位移來說是均勻的,即“任意相同位移內(nèi)速度的增量相同”,描述速度變化快慢的加速度a=v/s;另一種是速度的變化對時間來說是均勻的,即“任意相等時間內(nèi)速度的增量相同”,描述速度變化快慢的加速度a=v/t。他隨即發(fā)現(xiàn)了第一種假設是錯誤的:假設物體在落下第一段距離后已得到某一速度,那么在落下的距離加倍時,速度也應該加倍。果真如此,則物體通過兩段距離所用時間將和通過一段距離所用時間一樣。也就是說,通過第二段距離好像不必化時間,這顯然是荒謬的。這一引入顯然加深了學生對加速度概念的理解。
物理學史引入高中物理教學中還有很多好處,比如增強學生的人文素養(yǎng),形成正確的人生觀與價值觀等等,在這里就不再一一贅述。下面簡單說說我在將物理學史引入高中物理教學中遇到的一個問題。
我在授課中發(fā)現(xiàn),物理學史雖然起到了一定的作用,但是由于并不是系統(tǒng)的講授物理學史,所以整體上來看顯得很凌亂,根據(jù)教材的編排體系,經(jīng)常出現(xiàn)時間上的往復,沒有發(fā)展連續(xù)性,不利于學生構(gòu)成系統(tǒng)的物理體系的概念,不能讓學生在解決物理問題的時候站在物理體系的高度來看待問題。我的觀點是在學校開設選修課的時候能夠進行物理學史的簡單系統(tǒng)學習。