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物理教学中引入科学人物事迹的作用

作者:jnscsh   时间:2022-03-27 08:43:09   浏览次数:

在物理教学中,主要的任务是教给学生物理知识,并且让他们能够用这些知识去解决相应的实际问题。为达到这个教学目的,有很多有效的方法,广大教师也进行了很多的尝试,取得了很好的效果。本文试就在课堂中引入一些科学人物事迹的作用进行探讨。

物理教学中,必然会涉及很多的科学历史事件和历史人物,这些物理学史不仅可以增长学生的见识,也能增强学生的综合素质,其作用不可低估。在日常的教学中,笔者归纳了以下一些方面。

一 引入科学人物事迹,充分调动学生学习兴趣

物理这门学科相对来说比较枯燥,教师在课堂上适时地引入一些事件及人物,可以让学生了解一些科学定律的发现过程或仪器的发明过程、物理学史上的趣闻和一些尚未解开的课题,引起学生的好奇心,对物理规律的探索产生兴趣,从而主动地去获取知识。如在讲X射线时,书上所出示的是世界上第一张X射线照片,手骨上有一个奇怪的圈,可以向学生介绍,这是伦琴夫人的手,她当时戴了金戒指。又如在学习万有引力定律时,教师可以引入牛顿由于苹果落地而后得出万有引力定律的趣闻,也可以让学生讨论这件事情是否真实或讨论牛顿发现万有引力定律就是靠这个苹果吗。这样整个课堂气氛活跃起来,学生掌握知识也就更加主动,印象更加深刻,教学效果自然更好。

二 引入科学人物事迹,培养学生敢于质疑的精神

一个优秀的学生,不仅要掌握课本的知识,也要学会对权威和课本提出质疑。学生能质疑说明他有认真思考,而质疑正是创新的开始。因此,在课堂中仅仅是“老师讲,学生听”,肯定是不够的。教师可以在课堂教学中有针对性地引入一些科学家的事迹,引导学生敢于质疑、敢于提出问题。如古希腊的亚里士多德认为力是维持物体运动的原因,这一论断持续了两千多年,伽利略对此提出质疑,并做了理想斜面实验,最后由牛顿总结出了牛顿第一定律;开普勒不放过自己的导师第谷天文观测资料中8"的角度误差,经过四年的刻苦计算,总结出了行星的运行规律;又如在讲“波粒二象性”时,向学生介绍当初牛顿一开始提出光具有微粒的性质,立即招致许多科学家的质疑,后来托马斯•杨用双缝干涉实验证明光具有波动性,直到后来爱因斯坦归结为波粒二象性,正是科学家的一次又一次质疑推动着科学的发展与进步。学生充分感受后,在学习的过程中学会质疑,学生在质疑的过程中发现问题并且解决问题,往往可以让学生学到许多在课本上学不到的知识。

三 引入科学人物事迹,培养学生的观察能力

观察是学习物理的一个基本方法。让学生学会观察、善于观察,对物理的学习有很大的帮助。要让学生认识到认真观察的重要性和意义,在课堂上引入实际的例子。如在讲“原子结构”时,在α粒子散射实验中,卢瑟福根据八千分之一的α粒子原路返回的观察结果提出原子核式结构;奥斯特在一次实验中发现磁针在通过电流的导线周围会发生偏转,其他人没有注意,而奥斯特却很留心并且继续研究,最终发现了电流的磁效应;伽利略在教堂中从一盏悬灯的摆动中受到启发,证明了单摆的等时性等,这些事例都说明了观察的重要性。

四 引入科学人物事迹,培养学生坚持不懈、勇于探索的精神

现在的学生由于各种因素的影响,往往遇到困难就会退缩,没有坚持不懈的精神,而深入学习物理知识正需要这种精神。科学史上许多科学家为人们树立了很好的榜样。法拉第为了研究“磁生电”现象,十年坚持实验,终于得出法拉第电磁感应定律,他在工作日记中写下了大量毫无结果的失败记录,厚厚的日记本正是他百折不回、坚持奋斗的见证;德国的物理学家欧姆,家庭经济困难,中途辍学,研究时缺少仪器和资料,给他的研究工作带来许多不便,但他在孤独与困难的环境中始终坚持不懈地进行科学研究,自己动手制作仪器,最终取得了很高的成就。

五 引入科学人物事迹,培养学生科学的学习方法和思维方式

物理学习中有很多的研究方法和思维方式,如比较法、类比法、控制变量法、理想模型法、实验观察法、转换法等。教师不仅可以在传授知识和解题时教给学生学习方法,也可以引入大量的科学史实和科学家在研究过程中的方法,从他们的成功中获得启发,掌握正确的学习方法。如在研究电流时,欧姆仿照水流的理论说明电流、电阻和电压的概念,获得成功,进一步通过实验研究了电流和电压、电阻的关系,建立了欧姆定律,这里就应用了类比法和控制变量法。两千多年前,希腊学者阿基米德在思考如何鉴别王冠的含金量时,从洗澡时浴缸向外溢水的现象中受到启发,归纳液体中物体受到浮力的规律时,把物体受到的浮力转换为物体排开液体的重力,这里用的就是转换法。而牛顿第一定律的提出正是用了理想模型法。通过众多的事例,使学生领悟到这些思维方法,让学习更加灵活、轻松。

又如,在讲玻尔的原子理论时,注意介绍玻尔是怎样在已有光谱实验的事实和规律,已知原子有核模型和量子理论的基础上建立氢原子的模型。玻尔从原子的稳定和经典电磁理论的矛盾,一开始就放弃在原子领域运用经典的电磁理论,而以光的量子说作为探索的门径,他想,既然能量化表征着光子,那么,就可以假设原子辐射(或吸收)一个光子,一定使能量发生hv1-hv2的变化。而里德堡的氢光谱公式r=

也是用两个差项表示的。因此他又想,这个公式

中的两项是否就是表征原子辐射(或吸收)光子前后两个不同状态?两项的差是否表示氢原子辐射光的时候原子就从一个状态跃进到另一个状态,或者可以想象电子如太阳系的行星从一个更大的轨道缩小到较小的轨道呢?玻尔正是从这些推理想象中提出了关于氢原子模型的两个假设。在说明了这两个假设内容后,又介绍了电子绕核转动的模型并与光谱公式比较,为了说明电子在确定轨道运转时能量稳定和在跃进时辐射的能量差与光谱规律相符,他提出了另一个假设理论,即电子在定态轨道上运动时应满足的量子化条件,根据这个条件算出的电子定态能量和里德堡常数与实测值完全一致。光谱发生的机理第一次得到了说明。这样讲述,不仅使学生易于理解和掌握玻尔的原子理论,而且学生从玻尔敢于第一次把量子论应用到原子领域的科学胆略,和他严谨的治学态度和方法中受到教益,发展了自己的推理能力和想象能力。

六 引入科学人物事迹,培养学生的爱国主义情操

中国作为世界四大文明古国之一,古代的四大发明便是辉煌的成就。我国早在三千多年前就已经发现磁石吸铁的现象,并且后来发明了指南针,《墨经》中对力学、光学的论述;《天工开物》中关于简单机械的论述;《梦溪笔谈》对磁偏角的论述,这些记载在世界上都是领先的,为人类的进步做出了很大的贡献。现代的中国,科学研究工作也是日新月异、突飞猛进。教师可向学生介绍我国“两弹一星”的研究过程,在当时国家经济、技术基础薄弱和工作条件十分艰苦的情况下,自力更生,发愤图强,完全依靠自己的力量,用较少的投入和较短的时间,突破了原子弹、导弹和人造地球卫星等尖端技术,取得了举世瞩目的辉煌成就,涌现出了如邓稼先、王淦昌、钱三强等科学家。也可介绍当年钱学森如何突破美国的封锁和重重阻力,毅然回到祖国投身科研事业的感人故事。列举近年来比较突出的科学成就。如“神舟”号载人飞船成功发射以及今后我国的一些规划,如嫦娥登月计划的进展情况。这些材料都可以极大地激发学生的爱国主义精神,增强学生的民族自尊心和自豪感,在课堂中融入爱国主义教育

七 引入科学人物事迹,培养学生的辩证唯物主义观点

培养学生的辩证唯物主义观点,是中学物理教学的任务之一。由于物理学史既是人们认识物质世界的历史,又是唯物辩证法与唯心论、形而上学斗争的历史,因此在中学物理教学过程中,应注意把介绍物理学的发展历史与讲授物理知识和对学生进行辩证唯物主义教育结合起来,以培养学生的辩证唯物世界观和认识论。

如讲“行星的运动”和“万有引力定律”时,向学生介绍一场包含火与血的两种宇宙观(哥白尼的“日心说”和托勒玫的“地心说”)的斗争过程,并说明斗争的结果,把几千年来宗教宣扬的天体按照神的意志运动的观念推翻了。

在基本粒子的教学中,按照教材中讲述基本粒子的发现,分类时,着重说明事物总是一分为二的。在按照教材讲述基本粒子的相互转变时,说明基本粒子也不基本,基本粒子的内部结构之谜,人们正在研究。

综上所述,我们在实际教学中应调用一切可供利用的资源为课堂服务,在课堂中充分利用物理学史上科学人物的事迹,对提高学生素质、学习效率等方面都有着不可替代的积极作用。

〔责任编辑:庞远燕〕

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