摘要: 本文主要闡述物理學(xué)史在實(shí)現(xiàn)新課程三維目標(biāo)中的作用,分別從《高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)》三維目標(biāo)中的“知識(shí)與技能”維度、 “過(guò)程與方法”維度、“情感態(tài)度與價(jià)值觀”維度三方面展開。
關(guān)鍵詞: 新課程 物理學(xué)史 物理教學(xué) 三維目標(biāo)
一、 “知識(shí)與技能”維度
1.有助于學(xué)生深入理解物理概念、規(guī)律。
認(rèn)知心理學(xué)家奧蘇貝爾的有意義學(xué)習(xí)理論認(rèn)為,在學(xué)習(xí)新知識(shí)時(shí)可以利用適當(dāng)相關(guān)的、概括性的,并且比較清晰和穩(wěn)定的引導(dǎo)性材料。這種引導(dǎo)性材料就是所謂的“先行組織者”,它有助于促進(jìn)學(xué)習(xí)和保持信息,并在一定程度上為新知識(shí)提供一種“腳手架”,使學(xué)生進(jìn)行有意義的學(xué)習(xí)。在物理基本概念和規(guī)律的教學(xué)中,很多時(shí)候,物理學(xué)史可以提供比較性的組織者或說(shuō)明性的組織者。在講述電磁感應(yīng)規(guī)律時(shí),我以安培、法拉第、楞次和麥克斯韋等物理學(xué)家在揭示電磁關(guān)系工作中的艱辛努力和所得的成果為主線,使學(xué)生在對(duì)電磁發(fā)展總體認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上,加深對(duì)左、右手定則、法拉第電磁感應(yīng)定律、楞次定律等關(guān)鍵點(diǎn)的把握。
2.有助于學(xué)生充分認(rèn)識(shí)實(shí)驗(yàn)在物理學(xué)中的作用。
物理學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為本的科學(xué),物理理論來(lái)源于實(shí)驗(yàn),并且還必須經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)的檢驗(yàn)??v觀物理學(xué)史,每一個(gè)理論的產(chǎn)生與發(fā)展都建立在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,而物理學(xué)發(fā)展所經(jīng)歷的每一次理論上的大綜合和大統(tǒng)一,都伴隨著實(shí)驗(yàn)技術(shù)與實(shí)驗(yàn)思想的進(jìn)步,可以說(shuō)沒有實(shí)驗(yàn)就沒有物理學(xué)。
3.有助于學(xué)生更好地了解物理知識(shí)的體系。
物理學(xué)是整體向前推動(dòng)發(fā)展的,但物理的各個(gè)分支是交錯(cuò)發(fā)展的,將物理學(xué)的整個(gè)發(fā)展歷史,發(fā)展網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行系統(tǒng)的介紹將使學(xué)生更好地了解物理知識(shí)的體系。比如對(duì)力發(fā)展史的介紹,我們可以從亞里士多德在《物理學(xué)》中提出落體運(yùn)動(dòng),發(fā)展到阿基米德的杠桿理論、重心測(cè)量,到伽利略的理想實(shí)驗(yàn),牛頓的經(jīng)典力學(xué)……直至愛因斯坦的相對(duì)論。整個(gè)力學(xué)從基礎(chǔ)到前沿,完整的框架可以展現(xiàn)在學(xué)生的腦海中,更容易記憶。當(dāng)然,各個(gè)板塊的發(fā)展史錯(cuò)綜復(fù)雜,互相交織,只有在系統(tǒng)了解后才能牢固地把握,對(duì)學(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu)也是適當(dāng)?shù)难a(bǔ)充。
二、 “過(guò)程與方法 ”維度
1.有助于學(xué)生理解科學(xué)的探究本質(zhì)。
物理學(xué)發(fā)現(xiàn)的歷史也就是物理學(xué)探究的歷史,在探究過(guò)程中洋溢著科學(xué)精神,滲透著科學(xué)思想和方法。在課堂上教師可選擇物理學(xué)史上著名的實(shí)驗(yàn)或發(fā)現(xiàn)事例,經(jīng)簡(jiǎn)化、設(shè)計(jì),形成富有啟發(fā)性的材料,讓學(xué)生“追蹤”當(dāng)年科學(xué)家的發(fā)現(xiàn)思路。在課堂上應(yīng)盡量給學(xué)生機(jī)會(huì)自主地探究,讓學(xué)生學(xué)會(huì)探究的方法。比如在“變壓器”教學(xué)中就可以給學(xué)生一些實(shí)驗(yàn)器材,讓學(xué)生自主尋找變壓器的變壓規(guī)律和變流規(guī)律。這樣可使學(xué)生從中學(xué)到物理學(xué)的一些探究方法,豐富自己的思路。所以這樣的探索過(guò)程也是具有創(chuàng)造意義的。
2.有助于學(xué)生掌握科學(xué)的研究方法。
物理學(xué)的研究思想和方法是人類智慧的結(jié)晶,它們的傳授與學(xué)習(xí),只有緊密地與物理學(xué)史結(jié)合起來(lái),才不流于形式,而是成為有聲有色的活例。在物理教學(xué)中適當(dāng)結(jié)合物理學(xué)史,展現(xiàn)物理學(xué)發(fā)展中有代表性的科學(xué)家探索知識(shí)的思維過(guò)程,可以使學(xué)生了解前人是用什么樣的方法去研究和探索發(fā)現(xiàn)新的規(guī)律和理論的,從中去領(lǐng)悟物理學(xué)的研究方法。比如,通過(guò)介紹伽利略的斜面實(shí)驗(yàn),可以使學(xué)生了解正是伽利略開創(chuàng)了把物理實(shí)驗(yàn)與科學(xué)思維相結(jié)合的物理學(xué)研究方法。就像愛因斯坦評(píng)論中所說(shuō)的:“伽利略的發(fā)現(xiàn),以及他所用的科學(xué)推理方法,是人類思想史上最偉大的成就之一,而且標(biāo)志著物理學(xué)的真正開端。”
3.有助于培養(yǎng)學(xué)生質(zhì)疑和創(chuàng)新能力。
物理學(xué)史上大量的事例表明,不囿于傳統(tǒng)理論和傳統(tǒng)觀念,不迷信權(quán)威和書本,敢于質(zhì)疑是科學(xué)前進(jìn)的動(dòng)力。比如人們對(duì)原子結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí),首先是湯姆生提出了棗糕模型,在此基礎(chǔ)上湯姆生的學(xué)生盧瑟福依據(jù)α粒子散射實(shí)驗(yàn)的結(jié)果提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型,盧瑟福的學(xué)生玻爾把量子理論運(yùn)用到原子系統(tǒng)上,建立了玻爾原子模型,這樣使人們對(duì)原子結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)由錯(cuò)誤到正確并不斷加以完善,三代物理學(xué)家對(duì)原子結(jié)構(gòu)的研究都是在承襲前人的理論的基礎(chǔ)上進(jìn)行質(zhì)疑,從而創(chuàng)新,使得原子物理學(xué)飛速發(fā)展。在物理教學(xué)中,滲透這些物理學(xué)家質(zhì)疑、批判、創(chuàng)新的物理學(xué)史,對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的質(zhì)疑、批判精神和創(chuàng)新能力是大有裨益的。
三、 “情感態(tài)度與價(jià)值觀”維度
1.有助于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣,產(chǎn)生學(xué)好物理的驅(qū)動(dòng)力。
心理學(xué)家赫爾的學(xué)習(xí)理論認(rèn)為學(xué)習(xí)系統(tǒng)首先要有驅(qū)動(dòng)力,驅(qū)動(dòng)力是處于需要時(shí)產(chǎn)生的一種動(dòng)力狀態(tài)。只有當(dāng)學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)有了興趣,才能在學(xué)習(xí)中去開拓、去探索,去克服學(xué)習(xí)中遇到的困難。物理學(xué)史記載了人類揭開世界奧秘和令人興奮的探索歷程,有很多真實(shí)的故事、趣聞和材料。如果老師能抓住學(xué)生的心理,將物理學(xué)史引入教學(xué)中,不僅能使學(xué)生對(duì)所學(xué)的內(nèi)容印象深刻,而且會(huì)引發(fā)學(xué)習(xí)物理知識(shí)的興趣,樂于探索自然現(xiàn)象和日常生活中的物理學(xué)原理。在講解大氣壓強(qiáng)時(shí)可介紹格里克的馬德堡半球?qū)嶒?yàn);在講單擺時(shí)可介紹伽利略通過(guò)觀察教堂的吊燈的擺動(dòng)進(jìn)而發(fā)現(xiàn)單擺的等時(shí)性;介紹浮力定律時(shí)可講述曹沖稱象和阿基米德稱皇冠的故事,等等。
2.有助于培養(yǎng)學(xué)生堅(jiān)持真理、不屈不撓的科學(xué)精神。
物理學(xué)史上大量事例表明,科學(xué)的探究過(guò)程不可能是一帆風(fēng)順,都是經(jīng)過(guò)曲折和磨練。這需要科學(xué)家頑強(qiáng)的意志甚至是獻(xiàn)身科學(xué)的犧牲精神。布魯諾為捍衛(wèi)科學(xué)真理走上火刑場(chǎng);伽利略被終身監(jiān)禁而矢志不移;開普勒貧病交加,歷受迫害,死在討債的路上;富蘭克林為了研究雷電而冒險(xiǎn)進(jìn)行“費(fèi)城實(shí)驗(yàn)”。教師要號(hào)召學(xué)生學(xué)習(xí)這種為探求真理而堅(jiān)持不懈的精神。因?yàn)檫@種精神對(duì)于端正學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī),樹立學(xué)生對(duì)真理的非功利性追求,具有重大意義。
3.有助于培養(yǎng)學(xué)生的人文精神和愛國(guó)主義精神。
《新課程標(biāo)準(zhǔn)》提出通過(guò)物理學(xué)史的教學(xué),使學(xué)生受到科學(xué)和人文相結(jié)合的教育,讓學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中在情感態(tài)度與價(jià)值觀等方面得到熏陶。比如在講人造衛(wèi)星時(shí)教師就可講我國(guó)兩彈一星功勛獎(jiǎng)?wù)芦@得者錢學(xué)森放棄國(guó)外優(yōu)越的生活,沖破種種阻力毅然回到祖國(guó)擔(dān)任火箭導(dǎo)彈和航天器研制的技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)職務(wù),為中國(guó)火箭、導(dǎo)彈和航天事業(yè)的發(fā)展作出了不可磨滅的巨大貢獻(xiàn)。在教學(xué)中將這些物理學(xué)史與物理知識(shí)相融合,其中蘊(yùn)涵的科學(xué)家充滿人文主義的態(tài)度和愛國(guó)主義精神必將激起學(xué)生心靈的震動(dòng)。
總之,物理學(xué)史是一塊蘊(yùn)藏著巨大精神財(cái)富的寶地,值得我們?nèi)ラ_墾,去從中吸取營(yíng)養(yǎng)。在新課程改革的形勢(shì)下,教師對(duì)物理學(xué)史的教育任用要有正確、深刻的認(rèn)識(shí),要加強(qiáng)對(duì)物理學(xué)史的了解,研究如何在物理教學(xué)中引入物理學(xué)史,更好地實(shí)現(xiàn)新課程的三維目標(biāo)。
參考文獻(xiàn):
?。?]趙順法.發(fā)揮物理學(xué)史在實(shí)現(xiàn)新課程整體目標(biāo)中的功能.互聯(lián)網(wǎng),2004.12.8.