中学教学过程中物理学史的作用
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物理学史在物理教学中的作用物理学史是指关于物理学的发展历程和重要科学家的研究成果的记录和研究。
它对于物理教学具有重要的作用,能够帮助学生更好地理解物理学的基本概念、原理和定律,并激发学生对物理学的兴趣和探索欲望。
本文将探讨物理学史在物理教学中的作用。
一、启发兴趣物理学史可以作为一种教学资源,帮助学生了解物理学的发展历程,了解伟大科学家们的贡献和突破。
通过学习物理学史,学生可以更好地理解物理学的重要性和实际应用,并激发他们对物理学的兴趣。
例如,介绍牛顿的三大运动定律时,可以通过讲述牛顿的生平和他发现这些定律的过程,引发学生对物理学的好奇心,激发他们学习的动力。
二、提供实例物理学史中的经典实验和重要发现可以作为教学案例,帮助学生更好地理解物理学的各个概念和原理。
通过向学生介绍历史上的一些实验和观察结果,可以使他们对所学的物理原理有更为深刻的理解。
比如,通过介绍迈克尔逊-莫雷干涉仪的实验原理和结果,可以生动地展示光的波动性和光速不变定律的重要性,加深学生对这些概念的认识。
三、培养科学思维学习物理学史可以培养学生的科学思维和科学方法。
通过了解科学家们的研究方法和科学推理的过程,学生可以学习到科学的思维方式和解决问题的方法。
他们可以从历史上的案例中学习到如何提出假设、设计实验、观察和分析数据,并得出科学结论。
这将对学生的科学素养和独立思考能力的培养起到积极的促进作用。
四、强调科学的社会影响通过学习物理学史,学生可以了解科学对社会发展和人类文明的重要影响。
他们可以理解科学是如何推动人类社会进步和改变人们生活的。
这将有助于学生更好地认识到物理学的实际应用和社会意义,增强他们对物理学学习的积极性和投入度。
同时,学生还可以从物理学史中学习到科学家们坚持不懈和追求真理的精神,培养自己的奋斗精神和科学态度。
综上所述,物理学史在物理教学中扮演着重要的角色。
它不仅可以启发学生对物理学的兴趣,提供实例帮助学生理解物理概念,还可以培养科学思维和强调科学的社会影响。
浅谈物理学史教育在中学物理教学中的作用浅谈物理学史教育在中学物理教学中得作用闻名得物理学家钞票三强讲:“在物理教学中适当地增加一点物理学史得内容,或者在教学打算中增加一门物理学史选修课,让学生更多地了解科学进展得历程,这对他们得成长将会是有益得.”得确,假如把物理学进展历史论文联盟融于物理教学之中,不仅有助于学生了解和掌握物理学得发生、进展及其总体规律,而且能够从中学习到研究物理学得科学思想和科学方法,同意到科学家得献身精神、创新精神和科学方法得教育,对开发智力、培养能力,专门是培养制造性思维能力有着十分重要得意义.一、能够培养学生热爱科学、献身科学得精神物理学像一座知识得宝塔,基础雄厚,力学、热学、电学、光学,以至相对论、量子力学、核物理和粒子物理学,形成了一座雄伟得宝塔.这座宝塔之因此如此雄伟,是古今中外很多科学家用青春、汗水、健康甚至生命得代价为其不断添砖加瓦得结果.[1]让学生了解物理学史,能够培养学生热爱科学、献身科学得精神.物理学得进展伴随着人类社会得进步与进展,涌现出不胜枚举得催人泪下得事例.比如:居里夫妇明知放射线对人体有极大得损害,还坚持做大量实验,终于分离出了镭和钋,但由于长期从事放射性研究居里夫人得了白血病逝世,为科学献出了宝贵得生命;布鲁诺为捍卫“日心讲”牺牲在罗马鲜花广场得熊熊烈火中.这些科学家为科学真理可歌可泣得献身精神对我们现代人尤其中小学生具有积极得教育意义.二、能够培养学生得创新精神物理学史中科学家得创新精神确实是非常好得教材.wM因为整个物理学得进展和完善,从开始确实是物理学家追求真理、不断创新得结果.了解这些能够使学生不仅能掌握所学科目,还能了解物理学科得进展趋势,掌握学习方法,有远见卓识,同时把握好当前现状,做好当前学习工作.20世纪最伟大得自然科学家爱因斯坦,确实是因为他在科学得道路上不断创新,创立了一个又一个崭新得理论体系.1905年3月他发表了《关于光得产生和转化得一个试探性观点》,在普朗克量子理论得基础上大胆提出了光得量子论,历史上第一次揭示了微观客体得波动性和粒子性矛盾得统一,即波粒二象性,并成功解释光电效应.同年6月他写了一篇开创物理学新纪元得长论文《论运动物体得电动力学》,完整地提出了狭义相对论,解决了19世纪末出现得古典物理学得危机,推动了整个物理学得革命.之后他并不感到满足,不懈得创新精神促使他在真理得道路中进行困难曲折得探究,到1916年3月,他写了一篇总结性得论文《广义相对论基础》,宣布了广义相对论得创立.[2]爱因斯坦这种科学眼光,大胆地设想冲破思想束缚,艰难奋斗得创新精神是我们现代人学习得榜样.三、能够激发学生学习物理得兴趣,改善课堂气氛,提高教学效率孔圣人讲过:知之者,不如好之者,好之者,不如乐之者.物理学史中有许多有味得故事,可作为物理课堂得“兴奋剂”,在教学中假如能合理利用,必将激发学生学习兴趣,改善课堂氛围,最终促进学生高效率得学习.如古希腊国王希罗把黄金交给金匠制造王冠,王冠制成后,希罗王疑心掺了白银,就叫阿基米德加以检验,但不许损坏王冠.这是个非常难得咨询题,一次阿基米德在浴室得浴盆里洗澡时注意到,他所排出得水在体积上和他得躯体相等,因而联想到,合金比较轻,纯金比较重,同重得合金比同重得黄金排开较多得水,如此,他靠一时得灵感得出了“阿基米德定律”,并通过王冠排水量解决了国王得疑咨询.这些故事既能够活跃课堂气氛,激发学习兴趣,也能够提高教学效率.四、能够使学生明确物理学与其他学科得关系,打好基础促进物理学科得学习物理学是一门自然科学,与其他学科关系紧密.常常会有如此得情况,学生对一些物理概念理解不透,抓不住要点.事实上这是相关学科基础较差造成得.物理学得进展与数学、哲学、天文学等都有紧密关系.物理学和数学之间得联系就极为紧密,从伽利略开创了把物理实验和数学方法相结合得研究途径以后,物理学才迅速进展成为一门周密得量得科学.如牛顿使用了莱布尼兹得微积分、微分方程和概率论促进了分析力学、流体力学、电磁理论、分子运动论等许多科学理论得诞生.如19世纪得“热寂讲”,20世纪初“物理学得危机”“热质讲”等基本上围绕着物理学得新成就加以歪曲,宣扬唯心主义和形而上学得观点.在教学中教育学生学习科学家为了追求真理而奋斗一生得科学献身精神,同时鼓舞学生为了自己得理想要坚持不懈地去努力奋斗.五、能够使学生从物理学史中学到许多科学研究方法物理学史中涉及得研究方法要紧有观看、实验、类比等,这些研究方法对学习物理也具有重要价值.论文联盟1观看物理学是一门实践性非常强得学科,概念得建立和物理规律得发觉往往离不开对自然现象得观看.因此培养学生学会观看、勤于观看得适应,对物理课得学习会有较大得关心.物理学中许多重要发明、发觉同样是科学家善于观看得结果.1895年德国物理学家伦琴在进行阴极射线实验时,一个偶然事件吸引了他得注意,他发觉放在射线管附近氰亚铂酸钡得小屏上发出闪光,他非常惊奇,接着实验,最后发觉了x射线(伦琴射线).事实上在他之前有非常多科学家实验中见到过同样现象,但都认为是底片有咨询题,没有引起注意.因此培养学生敏锐得观看能力、观看适应以及严谨得思维适应,能够起到消化巩固,加深理解得重要作用.2实验物理学是一门以实验为本得科学,物理理论来源于实验,同时还必须通过实验得检验,能够讲没有实验就没有物理学.比如伽利略得落体实验证明了物理下落速度与物体重量无关得重要结论,完全否定了亚里士多德关于落体运动得错误结论.在教学中变演示实验为学生实验,变验证性实验为探究性实验,有助于培养学生得动手操作能力和理解分析能力.3类比类比是依照两个事物在某些方面得相同、相似推论它们在其他方面也可能相同、相似.比如荷兰物理学家惠更斯,确实是用类比得方法依照光也像声波那样能发生反射、折射,而提出光是一种波动得假讲,为光得波动理论奠定了基础.在物理教学中把电场跟重力场类比,把电流与水流类比等,是常用得同时有效得方法.然而必须让学生明白类比得局限性,类比得到得结论有对有错,必须通过实践检验,否则就会造成知识得混乱.综上可知,和传统物理教学相比,把物理学史得知识融于中学物理教学中,关于学生掌握动态得知识方面、情感态度和价值观方面有良好得效果,教学中假如能够长期坚持,必将促进学生得“科学和人文”得双重进展,提高学生得科学素养.。
物理学史在初中物理教学的使用
物理学是一门涉及自然界物质组成、结构及其特性的科学。
它为人类理解自然界作出了重大贡献。
物理学也是一门复杂的科学,它拥有悠久的历史,从古代古典物理学到现代量子物理学之间,有着悠久而又深刻的发展历史。
物理学的发展史对于初中物理教学非常重要。
研究物理学史有助于更好地理解物理学,帮助学生深刻理解物理学的概念和规律,增强他们的研究兴趣。
同时,研究物理学史也能帮助学生了解物理学与其他科学学科的联系,激发学生对其他科学学科的兴趣,培养他们科学探索的热情。
在初中物理教学中,要充分利用物理学史,帮助学生了解物理学的发展历程,让学生更加深入地理解不同时期物理学家所取得的成就,增强学生的研究兴趣。
具体而言,可以从古代古典物理学、现代物理学以及现代量子物理学等不同时期的物理学发展史中,让学生熟悉物理学的发展历程,以及各时期物理学家的贡献。
此外,还可以以物理学史的形式,把不同时期的物理学理论与实际应用联系起来,使学生更加深入地了解物理学的概念和规律,从而增强学生研究物理学的兴趣。
总之,物理学史在初中物理教学中十分重要,研究物理学史有助于更好地理解物理学,增强学生研究物理学的兴趣,从而更好地掌握物理学的基本概念和规律。
浅谈物理学史在中学物理教学中的作用物理学无处不在,从宇宙探索到原子核,从实验室实践到教室教学,物理学贯穿着我们的整个生活。
物理学源远流长,发展历程曲折跌宕,这一积累的历史经验也被称为物理学史。
中学物理教学中物理史的作用举足轻重,贯穿着教学全过程。
本文就物理学史在中学物理教学中的作用进行浅谈。
一、物理学史帮助中学生把握物理学发展脉络物理学作为科学之源,助力了我们对物质世界的探索。
从古希腊到今天,物理学经历了漫长的发展过程,每一个物理学家都传承了前人的智慧,并增添了自己的智慧,形成了完整的物理学发展脉络。
从物理学史中,中学生可以认识到物理学的深远意义,看到前人为我们开拓出的智慧之路,补充自己的见识,把握物理学发展的脉络。
二、物理学史有助于中学生学习物理学物理学史中蕴含着宝贵的实践经验、科学思想、完整理论体系,科学家们以不同的方法探索客观世界,揭示自然现象,表达物理定律,从这些经历中中学生可以受益良多。
通过浅谈物理学史,有助于中学生更好的理论学习,掌握更多的物理能力,加深对科学的理解,激发学生的创新精神,奠定中学物理教学的基础。
三、物理学史增强中学生的兴趣物理学是一门充满趣味的学科,物理学史中有许许多多有趣的故事。
通过讲述物理学史,让中学生更加亲近接触物理学,从物理学史中领略物理学家们聪明才智的智慧、激情热血的活力,培养学生对物理学的兴趣,能够激发学生的学习欲望,更加认真的学习物理学。
结论物理学史蕴藏着智慧宝藏,在中学物理教学中发挥着至关重要的作用。
物理学史帮助中学生把握物理学发展脉络,物理学史有助于中学生学习物理学,物理学史增强中学生的兴趣。
中学物理教学中,应给予物理史应有的重视,并将物理史教学与实际操作教学结合起来,让中学生深入理论,把握学科发展脉络,对宏观物理现象有更全面的理解,培养学生的科学素养和创新思维。
中学物理教学中引入物理学史的作用研究在中学的物理教学中渗透物理学史的相关知识,能够使学生在实际学习中提高学生的学习兴趣,拓宽学生的思维空间,开拓学生的视野,使学生在物理课堂上的情感、态度与价值观能够有效的结合,进一步的增强其综合素质。
与此同时,在物理教学中加入物理学史的教育,能够创新教师的教学方式,丰富教学内容,促使学生在物理课堂上进行高效的学习。
一、物理教学中引入物理学史的积极作用(一)突出物理学史的教育功能利用物理学史来进行课堂教学,可以将物理研究史上伟大的发明家、哲学家所研究出的历史成果变成物理教学资源,丰富其教学内容,对学生的物理教育价值表现出多方面的教育功能:1.科学的教育功能。
物理学史可以为教师提供丰富的物理学科发展演变的资料,教师在实际应用中可以结合着教材内容,将物理学史中的物理概念、物理定律的演变过程适当的通过多媒体软件展现给学生,使学生在不断的学习中了解历史中物理学家们在物理实验中的思想过程和科学方法,并从科学家的成功案例中找寻其成功的经验。
通过教师的应用教学中发现,学生所掌握到的物理学史中的知识远比在书本中获得的物理知识更加的重要。
学生在物理学史的学习中,不断了解并掌握相关物理实验的科学方法,在深入学习当中,能够潜移默化的培养其科学的思维模式。
如学生在学习自由落体运动这一章节的知识点时,教师可以就这一问题围绕历史的发展向学生提出问题,引起学生们的思考,进而便于开展物理学史的教育。
教师通过提出问题、猜想与假设、设计实验、进行实验、分析与论证等一系列的相关物理学史的研究学习,以此帮助学生在物理学习中掌握良好的学习方法,使学生在学习的过程中真正领会到科学探究的真谛,了解到历史上的科学家是通过怎样的方式来进行物理研究的,从而使学生改变了在传统式教学模式下养成的机械式学习,被动式思考的坏习惯,逐渐向主动式学习,灵活性思考方面转化[1]。
2.培养学生科学意识的功能。
物理学史的发展过程是人类在实践探索自然规律中智慧的合成。
浅谈物理学史在中学物理教学中的作用中学物理教学中引进物理学史可以让学生了解物理学的发展历史,增强对物理学的理解和认识,拓展学生的视野,激发学生的学习兴趣,让学生有效地掌握物理学的基本概念和原理。
在中学物理教学中,引入物理学史有多种形式,可以在教学设计中阐述历史上有关物理学的重要发现、学术思想和实验设备的发展,使学生充分认识到物理学发展的历史进程,让学生了解到物理学发展的历程,激发学生的探究精神和创新能力,使学生能够把自己所学的物理学与历史背景联系起来,体会物理学发展的历史由来,使学生能够更好地理解物理学的基本原理和概念,使学生能够把自己所学的物理学与历史背景联系起来,体会物理学发展的历史由来。
此外,在教学过程中还可以引入物理学史上的一些著名的物理学家,介绍他们的杰出成就,引发学生对物理学的兴趣和热爱,让学生感受到物理学研究的重要性和意义,从而促进学生深入研究物理学的知识,引导学生把自己运用到实际的物理问题解决中去。
在物理实验教学中,也可以把物理学史纳入实验教学框架,指导学生思考物理实验有关物理学史上发展的过程和原理,扩大实验教学的范围,把历史背景和现实问题联系起来,培养学生按物理原理解决物理问题的能力,使学生充分认识到物理学发展的历史过程,更好地理解物理学的基本原理和概念,深入研究物理科学的问题。
以上我们可以看出,在中学物理教学中引入物理学史可以让学生了解物理学的发展历史,增强对物理学的理解和认识,拓展学生的视野,激发学生的学习兴趣,让学生有效地掌握物理学的基本概念和原理,这对提高学生的物理学能力和创新能力具有非常重要的意义。
因此,在中学物理的教学设计中,应当充分利用物理学史的资源,把物理学史的精华融入到教学活动中,让学生探究物理学的发展历程,激发学生的学习兴趣,引导学生按物理原理解决物理问题,提高学生的物理学能力和创新能力。
中学物理教学中引入物理学史的作用研究一、概述物理学史是物理学发展的重要记录,它涵盖了物理学理论的形成、发展和变革过程,以及物理学家们的探索精神和科学态度。
在中学物理教学中引入物理学史,不仅可以帮助学生更好地理解和掌握物理知识,还能培养他们的科学思维和人文素养。
物理学史是中学物理教学的重要组成部分。
它能够让学生了解到物理学的起源、发展和现状,认识到物理学在社会进步和科技发展中的重要作用。
通过学习物理学史,学生可以更加深入地理解物理学的概念和原理,从而更加牢固地掌握物理知识。
引入物理学史有助于培养学生的科学思维和探究能力。
物理学史中充满了科学家们对未知世界的探索和挑战,他们通过不断的实验、观察和推理,逐步揭示了自然界的奥秘。
这种科学思维方式和探究精神对学生的成长具有重要意义,可以激发他们的好奇心和求知欲,培养他们独立思考和解决问题的能力。
物理学史还具有丰富的人文内涵。
它记录了物理学家们的奋斗历程和成就,展现了他们的科学精神和道德品质。
通过学习物理学史,学生可以感受到科学家们的坚韧不拔和勇于创新的精神风貌,从而受到启发和激励,提升自己的品格修养和人文素养。
在中学物理教学中引入物理学史具有重要的作用。
它不仅能够丰富教学内容,提高学生的学习兴趣和积极性,还能够培养学生的科学思维和人文素养,为他们的全面发展奠定坚实的基础。
1. 物理学史在中学物理教学中的重要性物理学史作为物理学发展的脉络和精髓,对于中学物理教学具有不可替代的重要性。
物理学史能够帮助学生更好地理解物理学的本质和内涵。
通过了解物理学的发展历程,学生可以更加深入地认识到物理学是一门实验科学,是建立在观察、实验和推理基础上的。
这种认识有助于学生形成正确的物理观念,提高他们对物理学的兴趣和热爱。
物理学史能够帮助学生建立正确的科学思维方法。
物理学的发展过程充满了探索和创新,物理学家们通过不断的观察、实验和推理,逐渐揭示了自然界的奥秘。
这些科学思维方法对于培养学生的创新精神和实践能力具有重要意义。
论文物理学史对初中物理教育的重要作用杨建华物理学史对初中物理教育的重要作用摘要:物理学史是研究物理学发展历史的科学,它不仅真正地记载了物理科学形成发展的历程,而且解释与分析了历程的形成背景与规律,不仅包含物理科学知识体系逐渐成熟发展的过程,也包含科学家们的探索、追求真理的事实与故事,包含着丰富的“教书育人”因素。
在物理教学中渗透物理学史,以其学科内容的特点以及所具有的丰富的教育因素,不但可以培养学生好的科学态度,而且可以培养学生创造能力,同时还可以培养学生正确的科学思想和方法。
在素质教育中发挥“教书育人”的独特功能,使学生的科学素质得到全面的培养,效果显著关键字:物理教学物理学史素质教育正文:把物理学史引入物理教学正越来越成为国际上物理教学改革的引人注目的课题。
物理教育工作者日益深刻地认识到物理学史对提高物理教育水平的重要作用。
在向素质教育转轨的今天,探索通过引入物理学史,对学生进行正确的理论思维和研究方法等方面的教育,帮助学生形成辩证唯物主义世界观基础,尤其必要物理学史教育是通过传授物理学史方面的知识,培养学生科学意识、科学精神及科学方法等多方面品质的过程。
物理学史教育是中学物理教学中的重要部分,尤其在当前大力推进素质教育,进而对发展中学生综合素质提出了更高的要求,物理学史的教育成功则更加明显。
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。
诚然,中学物理教学中不可能进行完整的学史教育,只有从中选取很少部分内容。
尽管如此,它仍具有多方面的教育功能,主要有以下几个方面:1.体会物理方法开阔物理思路通过知识教育渗透物理方法教育固然重要。
但是正像每一种物理方法都是其局限性样,这种进行物理方法教育的方法也存在着不足。
中学物理的绝大多数知识是已经建立起严密逻辑体系的经典物理学知识,教材无论如何刻意组织内容和教师无论怎样注意渗透方法,绝大多数情况下也只能涉及逻辑的方法,对于知觉、灵感、信念等非逻辑色彩的但具有创造性的思维方式很难涉及到,而且考虑到教学效率问题,对于经典物理学的内容,我们有可能也有必要尽可能地简化知识的教学过程。
谈谈物理学史对中学物理教学的作用
物理学的发展史对于中学物理教学确实具有重要的参考价值。
古代物理最早的研究者就是古希腊的物理学家,当时的物理学基本上是从力学开始的,其中的代表性的有康托尔以及柏拉图等等。
随着科学技术的进步,物理学的发展也有了显著的变化:费米和盖耳认识到原子学,詹姆斯和保罗沃克发现了微粒子,欧拉和尼采提出了宇宙论,海森伯格提出了相对论,也标志着当代物理学的诞生。
由古至今,物理学研究的内容不断升级,因此物理学发展史也成为中学物理学教学中重要的资料资源和参考材料。
物理学发展史在中学物理教学中占有重要的作用,可以让学生更好的通过对物理发展史的了解来更好的理解物理学。
物理学发展史中可以让学生熟悉历史上不同时期物理学的发展情况,充分认识到不同学者发展物理学的过程,因此学生可以把不同时期物理学理论更准确的理解,也可以把不同时期物理学理论加以对比综合,从而更深入的理解物理学。
通过对物理学发展史的理解可以让学生更好的把握整个物理学的发展流程,进而更好的理解物理学原理,提高学习的效率。
此外,物理学发展史中尤其要注意到的是物理学家的主要理论成果,比如费米的核化学理论、盖耳的量子力学理论,这些理论对于后人来说都是无价之宝,通过对物理学发展史的正确理解,可以让学生更好的理解这些物理学家贡献及其影响,也可以让学生以正确的价值观以及态度面对自己的学习,让学生们能够学以致用,从而取得更好的教学效果。
总之,物理学发展史在中学物理教学中占有重要作用,可以给学生带来良好的教育意义,能够让学生更好的理解物理学,同时也能够增强学生的学习兴趣,激发学生继续去探索物理学的乐趣,也能培养学生科学、正确的思维习惯,从而提高学生的学习成绩。
物理学史的作用和举例物理学史科学史渗透到物理教学中,是很必要和重要的。
而是对中学物理教师完成物理教学任务起到非常积极重要的作用。
物理学史在中学物理教学中的作用。
一、利用物理学史的丰富材料,可以对学生进行科学理想教育,激励学生的科学创造精神。
物理教师熟悉物理学史,就可以在教学中利用生动的事例进行这方面的教育和培养。
二、了解物理学发展的历史,可以加深对物理学基本概念、基本原理和定律的本质的理解。
对于物理学中各个基本概念、基本原理和定律,只有了解它们如何产生、形成和发展的过程,即了解它们是如何得来的,又如何演变发展成为现在这个样的,才能真正懂得它们的本质,在教学中也才能深入浅出,讲深讲透。
三、了解物理学发展的真实历史,可以破除科学创造的“偶然性”和“神秘感”。
有助于消除学生对物理学知识来源的偶然性和神秘感。
使学生认识到,发明创造,不是某些人的特权。
四、了解物理学理论的发展性和近似性,可以克服僵化的认识和绝对论的真理观。
没有任何一个物理学理论可以被看成是最终完美的,因为它的内容的有限性总是和可能观察到的无限丰富多样是相对立的。
五、有助于对学生进行爱国主义教育。
六、有助于学生树立辩证唯物主义观点。
中学物理教学内容中,概念、定理、定律充满了辩证唯物主义观点。
在教学中,有意识地用辩证唯物主义观点去分析物理学发展历史,阐明概念、规律。
如对自由落体运动的研究,将历史研究过程告诉学生。
首先,用大屏幕打出西方的一句谚语“对运动的无知,就是对大自然的无知”,以及哲学结论“运动是一切物质的本质属性之一”分析亚里士多德的错误原因——理论基础的错误,对现象观察的不全面归纳,以及没有很好的区分单因素(重力)作用和双因素(重力和阻力)作用的异同。
其次,设问“物体自由下落运动是一种什么运动?”。
这是学习的关键。
以伽利略的一份口述信开始,“我只不过假设了我要研究的那种运动的定义及其性质,然后加以论证。
”体现前人的研究逻辑。
给出伽利略对此事的思考。
教学过程中物理学史的作用
江西师范大学
物理与通信电子学院熊文
摘要:将物理学史渗透于物理教学中,不仅加深学生对物理概念、规律的理解,并且在学习的过程中培养学生研究问题的能力和探索方法,同时激发学生的学习兴趣。
关键词:物理学史物理教学作用
物理学史是研究人类对自然界各种物理现象的认识史,研究物理学发生和发展的基本规律,研究物理学概念和思想发展和变革的过程,研究物理学是怎样成为一门独立学科,怎样不断开拓新领域,怎样产生新的飞跃,它的各个分支怎样互相渗透,怎样综合又怎样分化。
物理学是一门基础科学,它向着物质世界的深度和广度进军,探索物质世界及其运动的规律。
在物理教学过程中,教师往往不注重物理学史的介绍,仅仅把物理学史当作一本语文课外阅读材料。
在教学中,物理学史的作用不可忽视,主要有以下几个作用。
1 介绍某些概念、规律的发展历史,可以使学生加深对其的理解
对于物理学中各个基本概念和规律,只有了解它们的产生、形成和发展的过程,即了解它们是如何得来的,又如何演变发展成为现在这个样的,才能真正懂得它们的本质,在教学中也才能深入浅出,讲
深讲透。
例如舒幼生、陈秉乾在《惯性概念的认识及其影响》中谈到对于惯性定律的认识。
首先他介绍了两千多年前希腊的哲学家亚里士多德的关于运动与力的关系——对于物体的强制运动,只有在外力的不断作用下才能发生;当外力的作用停止时,运动也立即停止,这一束缚了人们近两千年的错误论断,其次讲到开普勒在他1609年发表的著作《新天文学》和1619年发表的著作《宇宙谐和论》中写道的:“惯性,或对运动的阻力是物质的一种特性,在给定的体积中,物质的量愈多,惯性愈强”。
再谈到到伽利略的关于惯性的一个实验:假设沿斜面AB落下的物体,以B点得到的速度沿另一斜面BC向上运动,则物体不受BC倾斜的影响仍将达到与A点相同的高度,只是需要的时间不同;当第二个斜面变成既不上升,亦不下降的水平面时,物体将一直以已获得的速度永远向前运动。
在这里伽利略已经认识到不受其他物体的作用,物体可以永恒地运动,这已经很接近惯性定律,但是伽利略还没有摆脱亚里士多德的影响,他所说的水平面是和地球同心的球面,也就是说,那种不受其他物体作用的物体的永恒运动是圆周运动。
最后讲到牛顿继承伽利略重视实验和逻辑推理的研究方法和笛卡儿的研究成果提出惯性定律,表述为“所有物体始终保持静止或匀速直线运动状态,除非由于作用于它的力迫使它改变这种状态”。
我们可以看到,谈到对于惯性定律的认识,是通过了解惯性定律发展的历史过程与前人所遇到的困难而发展起来的,这样使读者感受惯性的真正本质。
惯性定律这一基本定律,只从一般教科书上难以全面了解。
对于概念、规律,教科书往往只给出一个定义,可能完全掩盖了它在发展过程中所蕴含的丰富内容。
这容易使学生断章取义,对物理概念、规律进行片面性的理解,抹杀了学生的创造性思维,使学生错失了进行探究学习的机会。
因为一个基本概念、规律的形成及发展过程,本身就是使学生进行探究学习的不可多得的良好素材。
教师在教学中,如果只重结论、只给结论,不重过程,造成的直接后果是学生只会记结论、背结论,而不会真正理解结论,学生的综合思维能力和创造能力也不能得到充分地发展。
2学习物理学史,引导学生认识和掌握物理问题研究和探索方法
物理学的思想与研究方法是在物理学发展过程中,在物理学家长期的科学实践中逐步摸索、积累、形成和发展起来的,是人类的智慧结晶。
因此在物理教学中教师应该应用物理学史、介绍物理学家的创造性思维与研究方法,有意识的对学生进行一些科学方法教育和训练。
从而引导学生认识和掌握物理问题的研究和探索方法。
在物理学的发展史上,许多伟大的科学家的发明创造,都与他们找到了正确合理的方法密切相关。
那么如果在教学设计中讲到物理学家们发现规律的历史过程,培养学生的探究能力。
例如在人教版物理教科书中关于“自由落体运动”这一节的教学设计安排是:首先演示硬纸片与铁片在空气中和真空中同时下落的快慢得出自由落体运动的定义,然后通过通过研究自由落体运动的频闪照片分析得到自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动,最后通过打点计时器的方法得出自由落体加速度
的概念意义和计算方法。
在这样的教学过程中,学生并不知道为什么要学这样生活中常见简单的自由落体运动,而且现在的学生都已经知道空气阻力会影响物体自由下落的快慢,对于上面的演示实验,根本不能提起学生的兴趣。
学生没有兴趣自然只能被动的接受,老师讲什么,学生学什么,对于培养学生研究问题的方法毫无作用。
因此,我认为,如果可以从历史的角度去讲解“自由落体运动”这一节将会使学生不仅学习了自由落体运动而且认识了伽利略研究问题的方法,通过探究式的教学使学生逐步掌握这一方法。
在自由落体运动这一节的教学过程中,我们可以介绍2000多年前这位伟大的科学家亚里士多德关于物体自由下落快慢的阐述,亚里士多德认为:“如果把两件东西从空中扔下,必定是重的先落地,轻的后落地”。
在现在看来,这一说法显然是错误的,最终推翻这一金科玉律的便是伟大的科学家伽利略。
16世纪末,伽利略对亚里士多德的论断表示了怀疑。
后来,他在1638年出版的《两种新科学的对话》一书中对此作出了评论:根据亚里士多德的论断,一块大石头的下落速度要比一块小石头的下落速度大。
假定大石头的下落速度为8,小石头的下落速度为4,当我们把两块石头捆在一起时,大石头会被小石头拖着而减慢,结果整个系统的下落速度应该小于8;但两块石头捆在一起,总的重力比大石头还要重,因此整个系统下落的速度要比8还大。
这样,就从“重物比轻物落得快”的前提推断出了互相矛盾的结论,这使亚里士多德的理论陷入了困境。
为了摆脱这种困境,伽利略认为只有一种可能性:重物与轻物应该下落得同样快。
伽利略为了证实他怀疑,进行了如下
研究:在一块长木板中间刻出一个宽两厘米多的沟槽,用非常光滑的纸覆盖它,让一个光滑的铜球沿着斜面滚下,并用一个带有阀门的蓄水器计时。
在做了铜球从不同高度滚下斜面的上百次试验后,他发现距离和时间之间的关系非常接近于 z=kt2而不是 z=k(t式中 k 是常数,z 是距离,t 是时间)。
然后,伽利略不断增加斜面的倾角,都得出上述的结果。
最后,伽利略进行了合理的外推:如果斜面倾角变为 900时,即物体自由下落时,物体的运动应是匀加速而不是匀速,从而否定了亚里士多德的结论。
伽利略这个方法的核心是把实验和逻辑推理有机地结合起来,伽利略的斜面试验,巧妙的冲淡重力的思想、时间转化测量法,以及由斜面到竖直运动的类推法等,从而开创了新的科学研究方法:现象观察——提出问题——提出假设——逻辑推证或试验检验——形成理论。
在这个教学活动中,物理学史的介绍集中展现了伽利略科学的研究方法和过程。
这样一方面打破了学生对科学研究的神秘感,另一方面通过科学家们原汁原味的思维呈现,可以激发学生的创造意识,给学生树立鲜活的学习典范。
并且通过方法的潜移默化学习,可以培养学生的创造意识和创新能力。
这就使概念原理的学习变得形象、生动、富有情趣,不再是枯燥的说教,不再是机械的模仿。
3教学中物理学史的介绍,激发学生的兴趣和求知欲“兴趣是最好的老师”,而传统的教学工作中,教师以知识灌输为主要目的,对课程内容进行了相应的编排和整合,掩盖了物理学发展过程中科学探索者的观测、困惑、沉思、试探和创新的智慧,这一讲
授方法很难使学生从物理学这一人类智慧的杰作中受到情感的激励,物理课常常让学生厌倦,不能发挥他们的主动精神和想象力。
在单摆这一节的教学过程中,教师可以向学生介绍古代有关时间的测量及摆钟的发明过程。
在中世纪,机械钟开始进入人们的生活,荷兰科学家惠更斯明锐的想到伽利略年轻时所发现的单摆运动的等时性,通过自己的反复实验,发明了摆钟。
在物理教学中适时地渗透物理学史料,以著名物理学家的成功与失败,喜悦与懊丧,以重大物理学突破中的曲折与反复、分歧与争论、停滞与跃进,以有血有肉的历史描述,用一种具体生动的科学发现的历史参与感去感染学生,把知识的逻辑展开与认识的历史发展有机地结合起来,真正做到把文化的传授和学习转化成历史文化创造者与今天文化学习者之间的对话,让学生以物理学家识物理世界的本来面目去认识物理世界,这会对学生产生心灵的强烈震撼,提高学生的求知欲望,激发他们学习物理学的兴趣。
参考文献
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