渗透物理学史教育培养学生的“三科”

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1、渗透物理学史教育培养学生的“三科”内容提要：本文主要介绍了在物理课堂上适当讲授物理学史，来培养学生的科学方法、科学思想、科学精神——“三科”关键词：科学素养、科学方法、科学思想、科学精神物理学是研究物理现象及其规律的一门自然科学。物理学史研究物理学发展过程、描述物理学发展历史，包括物理思想、物理概念、物理规律的发展过程。记载和反映了物理学逐步创新和完善、融合了与物理学有关的自然科学及科学社会知识，是一门自然科学、人文科学、思维科学等多门科学渗透、交*有机结合的综合学科，具有知识传授和创新能力培养的双重功能。面对21世纪对人才素质的要求，学校教育必

2、须重视培养真正能在受教育者身上起作用的素质。物理学史以其独特的内容及丰富的教育因素，在素质教育中可以发挥特殊的作用。把物理学史融入到物理教学中，具有多方面的积极作用，有助于提高学生学习物理的兴趣，培养学生的创新素质、科学素养。所谓科学素养是科学知识、科学方法、科学思想、和科学精神融为一体。在物理课堂上，教师在传授物理知识（科学知识）的过程中，如何渗透物理学史培养学生的科学方法、科学思想、和科学精神，将“三科”与科学知识融为一体。科学不仅是事实的揭示、规律的发现、科学知识的形成，而且也是科学思想、科学方法和科学精神的形成与发展。下面从几方面谈谈我的

3、认识和体会：一.讲解物理学史让学生从中吸取其精髓——科学家的科学方法掌握科学方法要比单纯地掌握科学知识重要的多，这也是当前新课程改革积极倡导的，这里的科学方法不是指如何解题的“解题方法”，而是提出、解决问题的方法，是“科学发现”与“科学创新”的方法。陶行知先生曾说:“我认为好的先生不是教书，不是教学生，乃是教学生学。”因此，教学生学会科学的思维方法是整个教学活动的根本宗旨。在众多的物理学史中，有很多的事例可以让学生体会。如在学习自由落体运动时，介绍伽利略用归谬法驳斥了亚里斯多德关于“重的物体比轻的物体落得快”的错误观点。他设计了“冲淡重力”的实验

4、，即著名的斜面实验，在多次观察了从同一高度下落的轻重不同物体的下落情况，并结合数学演绎他大胆猜想自由落体运动是匀加速运动。他的研究方法可以概括为:观察——假设猜想——数学演绎——实验验证——修正推广。伽利略实质上使用了把实验和逻辑(数学)结合起来的方法。牛顿非常重视实验在科学研究中的作用，他的成功在于创造性地把实验和数学结合，数理和逻辑结合，归纳和演绎结合，并运用分析和综合的方法把它们构筑成一个科学方法体系。在介绍牛顿第二定律实验史实中，可向学生介绍实验条件设计中的科学方法——控制变量法，实验环境的等效法——平衡摩擦法，实验数据处理的科学方法——

5、图像法;在介绍布朗运动实验史实中，可向学生介绍研究微观世界的重要方法——利用宏观信息探讨微观机制，提出假说，运用数学和逻辑的手段得出特殊推论，通过物理或思想的实验对推论进行检验，对假设进行修正和推广等。让学生掌握方法举一反二、触类旁通才是教师的最终目的。二.通过介绍物理学史诱发学生的科学思想一部物理学史就是一部物理先驱创造、发明的历史物理学家质疑、求变和科学思维方法无一不对学生产生深刻的影响;物理学家运用各种科学方法，攀登科学之颠的足迹，都可使学生受到形象、生动、具体的科学思想教育。3在伽利略之前，对于物体的运动，人们普遍抱有亚里斯多德的观点。认

6、为物体运动在于外力的推动，一旦外力停止作用，物体静止，所以力是维持物体运动的唯一原因。这个似是而非的论断，欺骗了世人2000多年，直到引起伽利略的怀疑为止。伽利略这样想：有人推动一辆小车在路上，小车并不立即停止，还会再走一段路。如果路面平滑这段路还会更长些。为了证明他的这一想法，他设计了一个著名的实验，即用一个表面非常光滑的斜面上滚下第二个非常光滑的斜面，实验表明所达到的高度几乎和它开始滚下时的高度相等。于是他紧紧抓住这个线索不放，并由此巧妙地设计了一个理想实验。伽利略断定金属球在两个斜面上高度的微小差异是由于摩擦引起的，摩擦力越小，差异越小。他

7、进一步推想，在完全没有摩擦力的情况下，不管第二个斜面的倾斜度多么小，金属球在它上面总要达到在第一个斜面上开始滚下时的高度。如果第二个斜面的倾斜度完全消除了，变成水平面之后，则金属球将以恒定的速度在无限长的平面上永远不断地运动下去。从上面案例中可以看出，伽利略所假想的没有摩擦的实验条件是永远不可能实现的，而且客观上无法造出一个无限长的平面供小球运动。因此，这一实验只能在伽利略的思维中进行而不能在实现中进行。我们把这类实验称为思想实验。不同的学生可从中体会科学家的思想过程，结合自己的知识结构去内化自己的科学思想，不断去创新。在教学中运用这些史料，将有

8、利于鼓励学生形成问题意识，让他们自觉地从同质信息中提升出新的见解或者从异质信息中发现新问题，进而有所突破，发展学生的创新思维水平。三.运