物理學史在實現(xiàn)新課程三維目標中的作用
論文關鍵詞： 新課程 物理學史 物理教學 三維目標
論文摘要： 本文主要闡述物理學史在實現(xiàn)新課程三維目標中的作用，分別從《高中物理課程標準》三維目標中的“知識與技能”維度、 “過程與方法”維度、“情感態(tài)度與價值觀”維度三方面展開。
一、 “知識與技能”維度
1.有助于學生深入理解物理概念、規(guī)律。
認知心理學家奧蘇貝爾的有意義學習理論認為，在學習新知識時可以利用適當相關的、概括性的，并且比較清晰和穩(wěn)定的引導性材料。這種引導性材料就是所謂的“先行組織者”，它有助于促進學習和保持信息，并在一定程度上為新知識提供一種“腳手架”，使學生進行有意義的學習。在物理基本概念和規(guī)律的教學中，很多時候，物理學史可以提供比較性的組織者或說明性的組織者。在講述電磁感應規(guī)律時，我以安培、法拉第、楞次和麥克斯韋等物理學家在揭示電磁關系工作中的艱辛努力和所得的成果為主線，使學生在對電磁發(fā)展總體認識的基礎上，加深對左、右手定則、法拉第電磁感應定律、楞次定律等關鍵點的把握。
2.有助于學生充分認識實驗在物理學中的作用。
物理學是一門以實驗為本的科學，物理理論來源于實驗，并且還必須經(jīng)過實驗的檢驗。縱觀物理學史，每一個理論的產(chǎn)生與發(fā)展都建立在實驗的基礎上，而物理學發(fā)展所經(jīng)歷的每一次理論上的大綜合和大統(tǒng)一，都伴隨著實驗技術與實驗思想的進步，可以說沒有實驗就沒有物理學。
3.有助于學生更好地了解物理知識的體系。
物理學是整體向前推動發(fā)展的，但物理的各個分支是交錯發(fā)展的，將物理學的整個發(fā)展歷史，發(fā)展網(wǎng)絡進行系統(tǒng)的介紹將使學生更好地了解物理知識的體系。比如對力發(fā)展史的介紹，我們可以從亞里士多德在《物理學》中提出落體運動，發(fā)展到阿基米德的杠桿理論、重心測量，到伽利略的理想實驗，牛頓的經(jīng)典力學……直至愛因斯坦的相對論。整個力學從基礎到前沿，完整的框架可以展現(xiàn)在學生的腦海中，更容易記憶。當然，各個板塊的發(fā)展史錯綜復雜，互相交織，只有在系統(tǒng)了解后才能牢固地把握，對學生的知識結(jié)構也是適當?shù)难a充。
二、 “過程與方法 ”維度
1．有助于學生理解科學的探究本質(zhì)。
物理學發(fā)現(xiàn)的歷史也就是物理學探究的歷史，在探究過程中洋溢著科學精神，滲透著科學思想和方法。在課堂上教師可選擇物理學史上著名的實驗或發(fā)現(xiàn)事例，經(jīng)簡化、設計，形成富有啟發(fā)性的材料，讓學生“追蹤”當年科學家的發(fā)現(xiàn)思路。在課堂上應盡量給學生機會自主地探究，讓學生學會探究的方法。比如在“變壓器”教學中就可以給學生一些實驗器材，讓學生自主尋找變壓器的變壓規(guī)律和變流規(guī)律。這樣可使學生從中學到物理學的一些探究方法，豐富自己的思路。所以這樣的探索過程也是具有創(chuàng)造意義的。
2．有助于學生掌握科學的研究方法。
物理學的研究思想和方法是人類智慧的結(jié)晶，它們的傳授與學習，只有緊密地與物理學史結(jié)合起來，才不流于形式，而是成為有聲有色的活例。在物理教學中適當結(jié)合物理學史，展現(xiàn)物理學發(fā)展中有代表性的科學家探索知識的思維過程，可以使學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，從中去領悟物理學的研究方法。比如，通過介紹伽利略的斜面實驗，可以使學生了解正是伽利略開創(chuàng)了把物理實驗與科學思維相結(jié)合的物理學研究方法。就像愛因斯坦評論中所說的:“伽利略的發(fā)現(xiàn)，以及他所用的科學推理方法，是人類思想史上最偉大的成就之一，而且標志著物理學的真正開端。”
3．有助于培養(yǎng)學生質(zhì)疑和創(chuàng)新能力。
物理學史上大量的事例表明，不囿于傳統(tǒng)理論和傳統(tǒng)觀念，不迷信權威和書本，敢于質(zhì)疑是科學前進的動力。比如人們對原子結(jié)構的認識，首先是湯姆生提出了棗糕模型，在此基礎上湯姆生的學生盧瑟福依據(jù)α粒子散射實驗的結(jié)果提出了原子的核式結(jié)構模型，盧瑟福的學生玻爾把量子理論運用到原子系統(tǒng)上，建立了玻爾原子模型，這樣使人們對原子結(jié)構的認識由錯誤到正確并不斷加以完善，三代物理學家對原子結(jié)構的研究都是在承襲前人的理論的基礎上進行質(zhì)疑，從而創(chuàng)新，使得原子物理學飛速發(fā)展。在物理教學中，滲透這些物理學家質(zhì)疑、批判、創(chuàng)新的物理學史，對于培養(yǎng)學生的質(zhì)疑、批判精神和創(chuàng)新能力是大有裨益的。
三、 “情感態(tài)度與價值觀”維度
1．有助于激發(fā)學生學習物理的興趣，產(chǎn)生學好物理的驅(qū)動力。
心理學家赫爾的學習理論認為學習系統(tǒng)首先要有驅(qū)動力，驅(qū)動力是處于需要時產(chǎn)生的一種動力狀態(tài)。只有當學生對學習有了興趣，才能在學習中去開拓、去探索，去克服學習中遇到的困難。物理學史記載了人類揭開世界奧秘和令人興奮的探索歷程，有很多真實的故事、趣聞和材料。如果老師能抓住學生的心理，將物理學史引入教學中，不僅能使學生對所學的內(nèi)容印象深刻，而且會引發(fā)學習物理知識的興趣，樂于探索自然現(xiàn)象和日常生活中的物理學原理。在講解大氣壓強時可介紹格里克的馬德堡半球?qū)嶒�；在講單擺時可介紹伽利略通過觀察教堂的吊燈的擺動進而發(fā)現(xiàn)單擺的等時性；介紹浮力定律時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)學生堅持真理、不屈不撓的科學精神。
物理學史上大量事例表明，科學的探究過程不可能是一帆風順，都是經(jīng)過曲折和磨練。這需要科學家頑強的意志甚至是獻身科學的犧牲精神。布魯諾為捍衛(wèi)科學真理走上火刑場；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進行“費城實驗”。教師要號召學生學習這種為探求真理而堅持不懈的精神。因為這種精神對于端正學生的學習動機，樹立學生對真理的非功利性追求，具有重大意義。
3．有助于培養(yǎng)學生的人文精神和愛國主義精神。
《新課程標準》提出通過物理學史的教學，使學生受到科學和人文相結(jié)合的教育，讓學生在學習過程中在情感態(tài)度與價值觀等方面得到熏陶。比如在講人造衛(wèi)星時教師就可講我國兩彈一星功勛獎章獲得者錢學森放棄國外優(yōu)越的生活，沖破種種阻力毅然回到祖國擔任火箭導彈和航天器研制的技術領導職務，為中國火箭、導彈和航天事業(yè)的發(fā)展作出了不可磨滅的巨大貢獻。在教學中將這些物理學史與物理知識相融合，其中蘊涵的科學家充滿人文主義的態(tài)度和愛國主義精神必將激起學生心靈的震動。
總之，物理學史是一塊蘊藏著巨大精神財富的寶地，值得我們?nèi)ラ_墾，去從中吸取營養(yǎng)。在新課程改革的形勢下，教師對物理學史的教育任用要有正確、深刻的認識，要加強對物理學史的了解，研究如何在物理教學中引入物理學史，更好地實現(xiàn)新課程的三維目標。
參考文獻：
［1］趙順法.發(fā)揮物理學史在實現(xiàn)新課程整體目標中的功能.互聯(lián)網(wǎng)，2004.12.8.
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