摘去科学家的光环 体验科学发现的历程——三品物理新课程中的一堂人文课，本文主要内容关键词为：新课程论文,光环论文,科学家论文,三品论文,历程论文，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。
笔者有幸听到了一堂精彩的物理人文课——人教版物理选修3-2“划时代的发现”，这节课的内容人文思想浓厚，授课教师精心设计，收到了很好的教学效果。
其教学过程如下：
学生课前准备
预习“划时代的发现”准备问题：(1)为什么要研究“磁生电”的现象；(2)有哪些科学家曾经研究过“磁生电”；(3)法拉第最终获得了成功，但从哪些方面可以看出来他在研究过程中的失败和困惑，请用心体会；(4)你从法拉第长达十年的研究中，可以体会出什么。
有条件的学生上网查阅：(1)上“百度”或“谷歌”搜索“法拉第”，了解法拉第的贡献以及对他的评价；(2)了解电磁学的发展历程。
引入新课
教室环境布置，把窗帘全部拉上，教室一片漆黑，教师请同学体验，如果没有了电，黑夜将会是什么样的。两分钟后学生开始议论纷纷。
教师：同学们已经体验了没有电的黑夜，感觉怎样？同学们知道日常生活中的电究竟是怎样产生的？这就是我们近阶段要研究的内容。
进行新课
通过前面的学习，我们知道奥斯特发现了电流的磁效应，即通电导体周围存在磁场。
（展示幻灯片）哲学家康德：各种自然现象之间是相互联系和相互转化的。例如，摩擦生热，将机械能转化为内能；蒸汽机将内能转化为机械能。根据这种对称性，既然电能生磁，反之，磁能生电吗？
一品信念 当时的科学家都有一种预感，电和磁之间有着必然的联系。由对称性科学家们猜想：电流应该可以感应出电流。同时由于当时只有伏打电池，既昂贵电流又小，而当时社会生产又急需廉价而又有效的电力。
教师：有哪些科学家曾经进行过这一方面的研究呢？
学生：同时代的物理学家安培、科拉顿，也曾从事“感应电流”的研究，但很遗憾地与成功擦肩而过。只有法拉第对“磁生电”魂牵梦绕。
教师：可见，坚定的信念是我们实现梦想的动力。
（展示幻灯片）《牛津格言》指出：(1)抱负永远是一种欢乐，是一种如地产一般可靠的财产；(2)如果你不去希望，你就不会发现什么东西超出了你的希望；(3)有时候，最荒唐和最轻率的希望会导致非凡的成功（学生提供）。
二品艰辛的研究过程 在当时，法拉第做实验的条件是十分简陋的。（展示幻灯片）伏打电池的电流小，电流表的精度不够等等。教师为了让学生更好地体验法拉第的研究过程，通过查阅大量的资料，准备了当时法拉第所做的比较典型的四组实验，分别如下：
实验1：两根长4米的导线平行放置，用两张厚纸将它们隔开，先把其中的一根接到电源的两端，再把另一根与电流表相连。
实验2：将空心螺线管接到电源的两极，把一根直导线引进螺线管，直导线与电流表相连。
实验3：将实验2中的直导线与电源两极相连，将螺线管与电流表相连。
实验4：把两根导线相互缠绕起来，先把其中的一根与电源相连，再把另一根与电流表相连。
学生按座位分四组分别完成对应实验。学生做完本组实验后很惊讶，怎么电流表指针不偏转，没有电流产生呢？难道法拉第也会出错？如果出错，问题在那里呢？一时间，教室里议论纷纷，学生脸上满是疑惑。这时教师肯定地回答，确实没有电流产生。（展示幻灯片）麦克斯韦说：“科学家既告诉我们成熟的想法，也告诉我们那些粗糙的想法。它们是伟大的，但并不是高不可攀的。”教师以幻灯片的形式着重介绍法拉第于1822年12月、1825年11月和1828年4月的三次实验研究，但均以失败而告终。教师强调，同学们只不过重复了当年法拉第的失败实验中的点滴而已。学生产生了较强烈的共鸣。
（展示幻灯片）《牛津格言》：(1)顽强的意志可以使人成就任何事业；(2)无论遭到任何挫折与失败，始终勇敢、坚定、果敢；(3)人与人之间的最大差异就在于意志的坚定；(4)有顽强意志的人能够适应环境。
三品创造性思维 请一位学生上讲台完成演示实验，装置如图1所示。
请学生注意观察：(1)该同学闭合开关的短时间内电流表的指针；(2)开关闭合稳定后电流表的指针。
图1
教师：请回答观察到的实验现象。
学生：观察到了指针的偏转，说明有电流产生。
教师：为什么我们刚才的实验装置相差不大，却没有电流产生呢？
学生讨论并回答：因为这个实验观察的是开关的闭合过程。
教师：开关闭合时和闭合后，电流会有什么样的变化？
学生：开关闭合时，电路中的电流变大；闭合后，电流不变。
教师：这个电路发生什么样的变化，同样也会观察到电流的产生？
学生：断开开关，移动滑动变阻器。
教师：请同学们利用手边的实验器材重新完成实验，观察电流的产生。
学生：完成实验，观察到了实验现象。
教师：在1831年8月29日，法拉第在一个圆形铁芯的两边分别绕制了两个彼此绝缘的线圈，其中一个与开关和电源相连，另一个和电流表相连，如图2所示。在给一个线圈通电或断电时另一个线圈中有电流产生。
图2
（展示幻灯片）1831年11月24日，法拉第向皇学家会递交了一份报告，把这个现象命名为电磁感应，产生的电流就叫感应电流。法拉第把引起电流的原因概括为：变化的电流，变化的磁场，运动的恒定电流，运动的磁场。
（展示幻灯片）同时代的科拉顿“错失良机”。
教师：法拉第经过十年的努力，终于发现了磁生电的现象，那他为什么在以往的实验中会失败，而最后终于获得了成功？
学生：法拉第原来是受到思维定势的影响，实际上只要稍稍改变实验的步骤，就可以获得成功。
教师：这就是思维的突破，可见创造性思维是多么重要。同时，没有十年的艰苦不懈是不会有最后的成功。通过体验法拉第的研究过程，我们发现科学并不是高不可攀的。让我们摘去科学家的光环，来看看有哪些值得我们学习的呢？
学生：坚定的信念；不畏困难的精神；创造性的思维……
（展示幻灯片）法拉第制作了世界上第一台圆盘发电机，首先向人们揭开了机械能转化为电能的序幕，这就像一个初生的婴儿一样，给当时的社会带来了无穷的希望。
教师：请同学们对法拉第的贡献做一些介绍和评价，可以是自己的感受，也可以引用他人的语言。
学生：我通过查阅资料得知，法拉第除了发现“电磁感应”，还提出了“电场”“磁场”和“力线”的概念，暗示了电磁波存在的可能性，并预言了光可能是一种电磁振动的传播。
学生：爱因斯坦评价“场”的思想是法拉第最富创造性的思想，是牛顿以来最重要的发现。麦克斯韦正是继承和发展了“场”的思想，为之找到了完美的数学表示形式从而建立了电磁场理论。
学生：我们通过完成不成功的实验，体验到……
情感不仅是指学习热情和学习兴趣，还包括爱、快乐、审美情趣等丰富的内心体验；态度不仅指学习态度，还包括乐观的生活态度、求实的科学态度、宽容的人生态度等；价值观强调个人价值与社会价值的统一、科学价值与人文价值的统一以及人类价值与自然价值的和谐统一。“划时代的发现”的教学内容为教师进行情感、态度价值观的教育创设了一个平台。教师通过精心的教学设计与课前准备，使学生在选择中学会选择，在参与中发展自我，在体验中认识价值。这堂课在教师真心实意地教和情境创设中让学生在参与、体验、感受中获得价值观，为后面电磁感应的整体学习奠定了坚实的情感基石。