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【摘 要】本文通过列举教材中大量的教学内容,论述了知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观三维目标实现的过程中,物理学史的功能。
【关键词】知识与技能 过程与方法 情感态度与价值观 实验探究
物理学史研究人类对自然界各种物理现象的认识史。它研究的是物理学发生和发展的基本规律、物理学概念和思想的发展和变革。包含物理科学知识体系逐步成熟发展的过程,包括科学家们探索追求真理的事实与故事。在全面推进素质教育,实施新课程改革的今天,对发展中学生综合素质提出了更高的要求,物理学史的教育对三维目标的实施尤为重要。
一、物理学史的教育有利于知识与技能的掌握
《新课程标准》提出知识与技能的具体目标是:学习物理学的基础知识,了解物质结构、相互作用和运动的一些基本概念和规律,了解物理学的基本观点和思想;认识实验在物理学中的地位和作用,掌握物理实验的一些基本技能,会使用基本的实验仪器,能独立完成一些物理实验;初步了解物理学的发展历程,关注科学技术的主要成就和发展趋势以及物理学对经济、社会发展的影响;关注物理学与其他学科之间的联系,知道一些与物理学相关的应用领域,能尝试运用有关的物理知识和技能解释一些自然现象和生活中的问题。
物理知识是人类生产和生活经验的总结。物理学史可以将物理概念、规律的历史发展过程展现给学生,使之熟悉科学家发现规律的思维过程和科研方法,并从科学家的成功中得到启示。例如在讲 “电磁感应”的时候,以奥斯特发现电流的磁效应为线索,向学生介绍人类对磁及电和磁关系的认识过程;通过讲解安培、法拉第、楞次和麦克斯韦等人在揭示电磁关系工作中的艰辛努力和所取得的成果,使学生在有了对电磁发展总体认识的基础上,加深对教材的理解和对安培定则、法拉第电磁感应、楞次定律等知识点的掌握。通过科学的探究——感应电流产生的条件,从中全面掌握知识,通过实践获得技能,以适应新课改的要求。
二、物理学史的教育有利于过程与方法的渗透
《新课程标准》提出过程与方法的具体目标是:经历科学探究过程,认识科学探究的意义,尝试应用科学探究的方法研究物理问题,验证物理规律;通过物理概念和规律的学习过程,了解物理学的研究方法认识物理实验、物理模型和数学工具在物理学发展过程中的作用;能计划并调控自己的学习过程,通过自己的努力能解决学习中遇到的一些物理问题,有一定的自主学习能力;参加一些科学实践活动,尝试经过思考民表自己的见解,尝试运用物理原理和研究方法解决一些与生产和生活相关的实际问题;具有一定的质疑能力,信息收集和处理能力,分析、解决问题能力和交流、合作能力。
过程与方法知识的学习意味着占有前人的认识成果,把前人的认识和经验变为自己的精神财富,用以分析和解决一些实际问题。在物理学的历史上,有不少真知灼见、善于思考的思维巨人,他们在曲折崎岖的科学征途上所具有的独特的思维方法,是十分值得后来者借鉴与学习的。因此,在物理教学过程中,应该将介绍物理学家研究问题的科学思维方法,培养学生的科学态度和启发学生思考,发展学生思维能力,以促进学生智能的全面发展。
物理教学中涉及的研究方法主要有观察、实验、类比、假说、模型等等,这些研究方法对学习物理具有重要价值。例如意大利物理学家伽利略,1853年在比萨教堂注意到一盏悬灯的摆动受到启发,用线悬铜球模拟单摆实验,确证了微小摆动的等时性和摆长对周期的影响;富兰克林的风筝实验:在风雨交加的情况下,利用风筝将大气中的电收集到莱顿瓶中使其充电,证明了“闪电和静电的同一性”; 库仑就是从牛顿的万有引力定律中得到启发,把电荷之间的作用力类比万有引力,推论电力也象万有引力一样服从平方反比定律,从而发现了库仑定律,如果没有类比的方法,单靠实验数据的积累不知得到何年何月,才能得到严格的库仑定律的表达式;荷兰物理学家惠更斯,就是用类比的方法根据光也象声波那样能发生反射、折射,而提出光是一种波动的假说,为光的波动理论奠定了基础;在讲解玻尔的原子理论时,我们就必须介绍玻尔是怎样在已有的光谱实验的事实和规津以及已知的原子核式模型和能量子理论的基础上建立起氢原子的模型的。这样,结合物理学史的教育使学生感到很充实,很有物理味,学到了许多物理知识、物理方法,使之终生受益,而不是单纯地背公式做练习,这样才能促进学生的全面发展。
三、物理学史的教育有利于情感态度与价值观的培养
《新课程标准》提出情感态度与价值观的具体目标是:能领略自然界的奇妙与和谐,发展对科学的好奇心与求知欲,乐于探究自然界的奥秘,能体验探索自然规律的艰辛与喜悦;有参与科技活动的热情,有将物理知识应用于生活和生产实践的意识,勇于探究与日常生活有关的物理学问题;具有敢于坚持真理、勇于创新和实事求是的科学态度和科学精神,具有判断大众传媒有关信息是否科学的意识;有主动与他人合作的精神,有将自己的见解与他人交流的愿望,敢于坚持正确观点,勇于修正错误,具在团队精神;关注并思考与物理学相关的热点问题。
在教学过程中注意发展学生对科学的好奇心与求知欲,激发他们参与科技活动的热清;鼓励他们主动与他人合作,并通过合作学习来培养敢于坚持真理、勇于创新、实事求是的科学态度和科学精神以及团队精神。物理学发展史体现出物理学家追求简单性、对称性及和谐性三方面而揭示物理学美的特质。从天体到基本粒子,物质运动纷繁复杂,但物理学家巧妙地从复杂的真实世界中把研究对象一一分割,抽象出最简单的物理模型,诸如质点、理想弹簧振子、理想单摆、点电荷、光线等等。以这些优美的理想模型概括出物质运动的基本规律,變复杂为简单,既简洁又合理,给人们带来研究物质世界美的享受。在物理学中,物理学家还追求宇宙结构的对称性和物质运动的对称性。例如,电磁学中静电力的平方反比定律公式就是追求跟万有引力平方反比定律的对称而获得的。此外,物理学家始终认为物理规律的“统一”、“对应”是宇宙和谐美的反映,让学生从物理学发展史料中学习巧妙的实验构想和设计、简洁的物理公式和精致的物理思想方法,受到美的熏陶、获得美的教育。
通过物理学史的教育可以培养学生热爱科学、献身科学的精神,可以培养学生的创新精神,对实施素质教育具有重要意义。物理学史中伽利略为捍卫哥白尼的日心说,受到罗马教皇残酷的迫害和折磨,但他始终没有放弃对真理的追求,直到1642年1月8日病逝。300年以后的1979年罗马教庭才为他公开平反昭雪。科学家可歌可泣的献身精神对我们现代人应该有所启发。
总之,通过物理学史教育,可以培养学生科学的思维方法、创造性的思维能力,激发追求真理、献身于人类文明进步事业的精神。所以,为了实现现代中学物理教学目的,为了实现新课程三维目标的的实施,必须加强物理学史教育。
【关键词】知识与技能 过程与方法 情感态度与价值观 实验探究
物理学史研究人类对自然界各种物理现象的认识史。它研究的是物理学发生和发展的基本规律、物理学概念和思想的发展和变革。包含物理科学知识体系逐步成熟发展的过程,包括科学家们探索追求真理的事实与故事。在全面推进素质教育,实施新课程改革的今天,对发展中学生综合素质提出了更高的要求,物理学史的教育对三维目标的实施尤为重要。
一、物理学史的教育有利于知识与技能的掌握
《新课程标准》提出知识与技能的具体目标是:学习物理学的基础知识,了解物质结构、相互作用和运动的一些基本概念和规律,了解物理学的基本观点和思想;认识实验在物理学中的地位和作用,掌握物理实验的一些基本技能,会使用基本的实验仪器,能独立完成一些物理实验;初步了解物理学的发展历程,关注科学技术的主要成就和发展趋势以及物理学对经济、社会发展的影响;关注物理学与其他学科之间的联系,知道一些与物理学相关的应用领域,能尝试运用有关的物理知识和技能解释一些自然现象和生活中的问题。
物理知识是人类生产和生活经验的总结。物理学史可以将物理概念、规律的历史发展过程展现给学生,使之熟悉科学家发现规律的思维过程和科研方法,并从科学家的成功中得到启示。例如在讲 “电磁感应”的时候,以奥斯特发现电流的磁效应为线索,向学生介绍人类对磁及电和磁关系的认识过程;通过讲解安培、法拉第、楞次和麦克斯韦等人在揭示电磁关系工作中的艰辛努力和所取得的成果,使学生在有了对电磁发展总体认识的基础上,加深对教材的理解和对安培定则、法拉第电磁感应、楞次定律等知识点的掌握。通过科学的探究——感应电流产生的条件,从中全面掌握知识,通过实践获得技能,以适应新课改的要求。
二、物理学史的教育有利于过程与方法的渗透
《新课程标准》提出过程与方法的具体目标是:经历科学探究过程,认识科学探究的意义,尝试应用科学探究的方法研究物理问题,验证物理规律;通过物理概念和规律的学习过程,了解物理学的研究方法认识物理实验、物理模型和数学工具在物理学发展过程中的作用;能计划并调控自己的学习过程,通过自己的努力能解决学习中遇到的一些物理问题,有一定的自主学习能力;参加一些科学实践活动,尝试经过思考民表自己的见解,尝试运用物理原理和研究方法解决一些与生产和生活相关的实际问题;具有一定的质疑能力,信息收集和处理能力,分析、解决问题能力和交流、合作能力。
过程与方法知识的学习意味着占有前人的认识成果,把前人的认识和经验变为自己的精神财富,用以分析和解决一些实际问题。在物理学的历史上,有不少真知灼见、善于思考的思维巨人,他们在曲折崎岖的科学征途上所具有的独特的思维方法,是十分值得后来者借鉴与学习的。因此,在物理教学过程中,应该将介绍物理学家研究问题的科学思维方法,培养学生的科学态度和启发学生思考,发展学生思维能力,以促进学生智能的全面发展。
物理教学中涉及的研究方法主要有观察、实验、类比、假说、模型等等,这些研究方法对学习物理具有重要价值。例如意大利物理学家伽利略,1853年在比萨教堂注意到一盏悬灯的摆动受到启发,用线悬铜球模拟单摆实验,确证了微小摆动的等时性和摆长对周期的影响;富兰克林的风筝实验:在风雨交加的情况下,利用风筝将大气中的电收集到莱顿瓶中使其充电,证明了“闪电和静电的同一性”; 库仑就是从牛顿的万有引力定律中得到启发,把电荷之间的作用力类比万有引力,推论电力也象万有引力一样服从平方反比定律,从而发现了库仑定律,如果没有类比的方法,单靠实验数据的积累不知得到何年何月,才能得到严格的库仑定律的表达式;荷兰物理学家惠更斯,就是用类比的方法根据光也象声波那样能发生反射、折射,而提出光是一种波动的假说,为光的波动理论奠定了基础;在讲解玻尔的原子理论时,我们就必须介绍玻尔是怎样在已有的光谱实验的事实和规津以及已知的原子核式模型和能量子理论的基础上建立起氢原子的模型的。这样,结合物理学史的教育使学生感到很充实,很有物理味,学到了许多物理知识、物理方法,使之终生受益,而不是单纯地背公式做练习,这样才能促进学生的全面发展。
三、物理学史的教育有利于情感态度与价值观的培养
《新课程标准》提出情感态度与价值观的具体目标是:能领略自然界的奇妙与和谐,发展对科学的好奇心与求知欲,乐于探究自然界的奥秘,能体验探索自然规律的艰辛与喜悦;有参与科技活动的热情,有将物理知识应用于生活和生产实践的意识,勇于探究与日常生活有关的物理学问题;具有敢于坚持真理、勇于创新和实事求是的科学态度和科学精神,具有判断大众传媒有关信息是否科学的意识;有主动与他人合作的精神,有将自己的见解与他人交流的愿望,敢于坚持正确观点,勇于修正错误,具在团队精神;关注并思考与物理学相关的热点问题。
在教学过程中注意发展学生对科学的好奇心与求知欲,激发他们参与科技活动的热清;鼓励他们主动与他人合作,并通过合作学习来培养敢于坚持真理、勇于创新、实事求是的科学态度和科学精神以及团队精神。物理学发展史体现出物理学家追求简单性、对称性及和谐性三方面而揭示物理学美的特质。从天体到基本粒子,物质运动纷繁复杂,但物理学家巧妙地从复杂的真实世界中把研究对象一一分割,抽象出最简单的物理模型,诸如质点、理想弹簧振子、理想单摆、点电荷、光线等等。以这些优美的理想模型概括出物质运动的基本规律,變复杂为简单,既简洁又合理,给人们带来研究物质世界美的享受。在物理学中,物理学家还追求宇宙结构的对称性和物质运动的对称性。例如,电磁学中静电力的平方反比定律公式就是追求跟万有引力平方反比定律的对称而获得的。此外,物理学家始终认为物理规律的“统一”、“对应”是宇宙和谐美的反映,让学生从物理学发展史料中学习巧妙的实验构想和设计、简洁的物理公式和精致的物理思想方法,受到美的熏陶、获得美的教育。
通过物理学史的教育可以培养学生热爱科学、献身科学的精神,可以培养学生的创新精神,对实施素质教育具有重要意义。物理学史中伽利略为捍卫哥白尼的日心说,受到罗马教皇残酷的迫害和折磨,但他始终没有放弃对真理的追求,直到1642年1月8日病逝。300年以后的1979年罗马教庭才为他公开平反昭雪。科学家可歌可泣的献身精神对我们现代人应该有所启发。
总之,通过物理学史教育,可以培养学生科学的思维方法、创造性的思维能力,激发追求真理、献身于人类文明进步事业的精神。所以,为了实现现代中学物理教学目的,为了实现新课程三维目标的的实施,必须加强物理学史教育。