物理课堂中渗透物理学史的方式及思考，本文主要内容关键词为：物理课论文,物理学论文,堂中论文,方式论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
在全面实施素质教育、提倡科学理性和人文精神相结合、面向全民进行普及教育等新的教育环境下，物理学史的教育功能被逐渐关注。笔者在实践层面上积极探索物理学史的课堂教学方式，以融合课程改革精神和物理学史的教育功能。考虑到不同史料有不同的教学效果以及同一史料面对不同教学对象等因素，利用物理学史进行课堂教学这一模式可细分出以下三种教学方式。
一、“物理学史——归纳”方式
教学流程：1.提出问题→2.回顾历史→3.重演历史（过程呈现→归纳总结）→4.形成概念→5.概念运用。
具体操作：第1步，在教学开始时先描述现象或演示实验，通过学生聆听或观察，教师提出或学生自己得出这节课所面对的和要解决的问题。第2步，教师向学生介绍历史上的这个问题。第3步，提供历史上对这个问题的思考、相关的各种现象、实验及类似的不成熟观点，学生在教师的引导下进行总结。第4步，形成对这个现象或问题的正确认识，形成概念、认清规律。第5步，视情况对概念进行适当评价，运用概念或规律解决问题，加深理解。
教学实例：课题“认识电现象、了解电性质”。(1)播放雷雨闪电中，高压输电线和机械在电力驱动下运行的录像，提出历史上人们是如何一步一步认识电的以及电现象的特点。(2)西汉典籍《淮南子》中记录“阴阳相薄为雷，激扬为电”。电是一种激扬之气，闪电是阴阳两种气作用的结果。(3)介绍中国古代所说的“顿牟掇芥”现象、西方的琥珀吸引轻小物体现象，并演示毛皮摩擦的橡胶棒和丝绸摩擦的玻璃棒吸引纸片实验，介绍吉尔伯特(W.Gilbert，1544-1603)通过研究带电体和不带电体，制作了验电器，富兰克林(B.Franklin，1706-1790)的风筝实验。演示摩擦起电机起电模拟打雷，得出天电和摩擦所起的电具有相同性质。猜想天电是怎么形成的。(4)归纳电现象，总结电性质。琥珀、玻璃棒会摩擦起电，起电机、云层中产生电并打雷，都属同一原理。电可以吸引轻小物体。(5)解释一些自然现象。
特点分析：“物理学史——归纳”方式是以历史为背景，以大量比较一致的史料为题材，对教学的内容进行分析、概括和提炼，归纳抽取出概念规律。这是物理学史教学的常用方式，它比较简单、便捷。上课时，教师娓娓道来，学生的思维强度较低，有很好的故事性和情趣性。学生学习时能获得良好的心理感受，在故事中略作思考，通过归纳，便可得出结论。这一方式比较适合于文科特质的学生、低年级学生，或者作为理性抽象的物理课堂的一种调节，其简单的操作方式完全符合全民普及性教育、科学素养提升、人文和科学结合的时代要求。
二、“物理学史——冲突会话”方式
教学流程：1.提出问题→2.回顾历史→3.重演历史（呈现观点→形成冲突→会话辨析）→4.建立概念→5.概念规律运用。
具体操作：第1步、第2步同上。第3步，提供历史上对这个问题的思考、相矛盾的观点，并提供相关的现象、实验，让学生形成强烈的思维冲突。静心思考后，学生分成两派进行对话、辩论。根据实际情况，教师可以作为思维的引导点拨者、辅助者，也可以是弱派的支持者，并可变换立场，使辩论均衡，也可以成为老观念的卫道者。所谓真理越辩越明，最后慢慢让全班的立场都站到正确的或更具优势的认识上。第4步，表达出正确的观念，让学生在会话辨析中建构新的概念、规律。第5步，同上。
教学实例：课题“牛顿第一定律”。(1)演示小车在地面上和在气垫滑行的实验。播放录像“宇宙飞船运行”“导弹击落飞行中的目标”，提出“力与运动的关系”。(2)早在两千多年前，中国的先哲墨子就对之有所论述，古希腊哲学家亚里士多德也对它进行了研究，此后伽利略又提出了另外的观点。(3)墨子认为：“力，形之所以奋也。”他认为物质之所以运动，无不由力而生，力是原因，运动是结果。亚里士多德认为：“力是维持物体运动的原因。”伽利略认为：“力是改变物体运动的原因。”请学生们积极讨论，进行辨析。根据生活感受，往往觉得墨子和亚里士多德的观点比较对。而有些学生因为看过书，知道伽利略的观点是对的。在教师的引导下，出现会话、辩论的场面。在辩论中让持错误观点的学生逐渐转化，让持正确观点的学生更加深化和掌握。从而让学生在辨析中认识到：物体在平面上停止运动是因为受到摩擦阻力的作用，若接触面光滑，物体将会一直运动下去。(4)让学生表达出自己的认识，此时学生表达的运动规律估计会近似于笛卡儿的观点。最后再引导得出规范的牛顿第一运动定律：“一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，除非有外力迫使它改变这种运动状态。力是改变物体运动状态的原因。”(5)运用牛顿第一定律分析问题。
特点分析：会话是协作过程中不可缺少的环节，是达到意义建构的重要手段之一。采用“物理学史——冲突会话”的教学方式，能通过冲突会话，逐步养成学生敢于质疑、善于交流、乐于合作的科学态度。同时，针对一些抽象的概念、规律设计一些讨论题，可以使学生对问题的认识更为清晰，从而使知识成为思维的必然结果。
事实上，这种教学模式对师生的要求都很高。它要求教师深刻领会先哲的观点，特别是“错误观点”；要求学生具有较好的科学理性和思辨能力。历史上的这些“错误观点”往往会错得很在理，或者只是被更具优势的理论替代了的有合理成分的老观点。另外，轻易地否定老的观点所建立的新观点是不深刻的。如对于亚里士多德，由于他经常是错误的代表，使得有些学生轻视亚里士多德。事实上，我们恰恰要指出他和他理论的伟大，那么伽利略能推翻其观点才更具难度，建立的新理论则更显不凡。同时，让学生认识到：错误也有合理性，正确只是更具优越性，理论是不断发展的和没有终结的。
三、“物理学史——探究”方式
教学流程：1.提出问题→2.回顾历史→3.重演历史（猜想与假说→设计实验→进行实验→分析与论证）→4.“创造概念”→5.概念规律运用。
具体操作：第1步、第2步同上。第3步，提供历史上对这个问题的思考、现象、实例以及历史上对这个问题提出的猜想或假说。根据这个猜想与假说，提出方案，设计实验，并进行实验检测，记录数据，同时对实验结果进行分析、论证，得出佐证那个观点的结论。第4步，引导学生建立和创造科学的概念。第5步，同上。
教学实例：课题“自由落体运动规律”。(1)演示大小石头、粉笔、羽毛、纸片、纸团等物体的下落。让学生观察这些物体下落的快慢，提出“物体下落的规律”。(2)介绍历史上亚里士多德有关落体问题的经验论述以及后来伽利略对这个问题进行的思辨和研究，得出物体在只受重力作用的时候，重物和轻物下落是一样快的结论。让学生思考这个运动具有什么规律？(3)伽利略认为：自然界是简单的，自然的规律也是简单的，自由落体也——定是一种最简单的变速运动，而最简单的变速运动，它的速度也应该是均匀变化的。在当时的条件下，如果要证明这个结论，需得“冲淡”重力、放大时间，因此要引导学生设计出斜面实验并进行验证，记录数据，得出结论。还可采用光电门或利用频闪照相准确证明。(4)通过动手实验，让学生亲身感受，在只受重力作用或阻力可以忽略的情况下，重物和轻物下落是一样快的，明白这个运动的确是匀加速直线运动。(5)感受方法，运用规律。
特点分析：“物理学史——探究”方式是对历史最具体的重演，是很好的过程体验教学方式。重演的过程中蕴涵了大量的方法和哲学思想。这些深刻的实验思想会对学生科学素养的提高起到积极有效的作用。最后通过实验，用铁的事实告诉学生正确的科学规律。整个过程能充分体现出物理的学科特征——理性和实证，这也是“物理学史——探究”方式最需要体现的过程和思想。
“物理学史——探究”方式的教学过程往往比较费时、费力，同时也要求对应的物理学史内容本身具有很深刻的方法和思想。教师要充分准备，深入了解历史事件，并在遵从历史事实的基础上，作出合理取舍，设计出符合中学生思维和认识水平的教学方案，让学生感受物理过程，对学生能力和素质的提高具有积极意义。
最后，以上三种方式可简单总结归纳如下：
三种物理学史教学方式的比较
当然，物理学史的课堂教学方式还需要进一步开发和探索。