物理学史在中学物理教学中的运用——以《万有引力与航天》为例

本科生毕业论文

论文题目：物理学史在中学物理教学中的运用———以《万有引力与航天》为例

学生姓名：李永昌

学号： 2009012239

专业名称：物理学

论文提交日期： 2013年3月31日

申请学位级别：理学学士

论文评审等级：

指导教师姓名：周菁

职称：

工作单位：玉溪师范学院

学位授予单位：玉溪师范学院

玉溪师范学院理学院物理系 2013年4月

物理学史在中学物理教学中的运用

—以《万有引力与航天》为例

李永昌

(玉溪师范学院理学院物理系09级物理2班云南玉溪 653100 )

指导老师：周菁

摘要：本文介绍了物理学史在教学中的运用，并以《万有引力与航天》为例从教学内容分析、教学对象分析、教学过程三个方面来阐述物理学史在中学物理教学中运用的意义，从而体现物理学史在教学中运用的重要性。

关键词：物理学史；万有引力与航天；教学；运用；

1.引言

教学就是教师引导学生主动去学习的过程，运用正确有效的教学方法，对学生的学习可以起到事半功倍的作用，例如：在中学物理教学中适当渗透物理学史的知识，可以使学生较好地在头脑中形成物质结构及物质运动整体上的物理图景；可以加深对物理概念的理解，更好地掌握物理规律。物理学是研究物体的基本运动规律和物质的基本结构的一门科学，本来就是来自于自然现象之中，让学生知道物理家探索物理规律的背景及思维过程，可以让学生更加形象的理解[1]。物理学史在教学中的运用十分广泛，圆周运动在中学物理中是一个考察的重点,同时也是进一步学习行星运动的基础。当学生学习一些生活中存在而难以触及的知识时，应该让他们体会到物理知识就在身边以及感受到学习物理的趣味，从而培养他们学习物理的兴趣。通过教育实习中对实习学校物理教师对人教版必修2第六章《万有引力与航天》这一章节的教学调查发现，在教师教学的整个教学过程中都没有介绍物理学史的知识，没有一点背景从而学生只能抽象的想象，使得学生难以理解，从而影响了教学效果。本文将从教学内容分析、教学对象分析、教学过程三个方面来阐述物理学史在中学物理教学中运用的意义。

2.在中学教学中运用物理学史的意义

在中学物理教学中引入物理学史的意义主要有以下几点：

（1）导入新课，激发学生学习物理的兴趣和激情；

物理学史有助于激发学生学习物理的兴趣，培养良好的学习习惯。只有当学生有了学习的兴趣，才能表现出学习的自觉性、主动性，这就要求我们把历史引入教学中，把科学理论的建立，科学发现的过程，科技发明对人类社会的发展的贡献用生动事例展示给学生。

（2）帮助学生正确理解原理和物理概念；

每一个物理概念、每一条物理定律的形成都离不开当时的历史条件，都少不了物理学家的科学思想的逻辑发展和历史进程，回顾这些历史进程，可以帮助学生正确的理解概念的内涵，正确运用定律来解决问题，有助于学生了解各概念、定律的来龙去脉和科学知识的运用过程。

（3）使学生端正学习态度和掌握学习方法；

每个物理规律的形成，物理规律的发现，都是以观察和实验为基础加之合理的方法，经过一个较为漫长的过程而最终形成的。物理学史的运用可以使学生了解这一过程，使学生加深对知识的理解，并学会一种探索问题的方法，提高学生分析和解决问题的能力[2]。

3.教学内容分析

《万有引力与航天》是人教版必修2第六章的内容，是学生在学习了圆周运动的基础上进行学习的，这节内容的特点是：知识容量较少，但包含的科学史料十分丰富。因此，本节教学设计应立足于对学生进行科学精神、科学思想方法的教育。在教学中引入有关天体运动问题的物理学史知识，可让学生感悟科学家求真、求简的科学思想方法和科学精神[3]。《万有引力与航天》这一章的内容是从运动学的角度描述天体的运动，因此，可以用物理学史知识引入新课，按照人类认识天体运动的发展历史学习本节内容，这一顺序也符合学生认知发展的规律。

4.教学对象分析

当学生一心向学时，教学是一项艰辛的挑战，但是当学生无心学习时，教会他们就成了不可完成的任务[4]。高一的学生由于知识缺乏、学习方法不当和消极心理等因素的影响，在物理学习过程中，常常会出现不同形式的思维障碍，许多学生反映学习物理：一看就会，一听就懂，一做就错，一放就忘。学生在获取物理知识方面感觉并不太难，但运用起来，出错率较高。但是如果在物理教学中适当引进物理学发展的历史线索，不同程度、不同时机的向学生介绍展示物理学发

展过程中不同的物理观念、思想方法以及相应的实验基础，让学生了解物理发展中的偶然与必然，科学家们的坚韧与顽强以及道路的曲折与艰辛，会使学生在思想道德情操方面受到感染和熏陶的同时，也会加深学生对物理学习的热爱和信心，并激发它们极大的兴趣和好奇心。他们在熟悉了物理学发展过程中的前因后果之后，会对所学知识理解得更加深透，从而让学生对物理世界有较全面的清晰认识，达到学习知识、掌握知识、运用知识的目的[5]。所以通过引入物理学史的知识可以加深学生的理解，掌握正确的教学方法，无疑是提高教学效率十分有效的途径之一。

下面将以《万有引力与航天》这一章节的内容为例，设计教学过程，进而分析在教学中引入物理学史的作用及意义。

5.教学过程

新课之前首先是介绍一些相关的物理学史知识，在介绍的过程中提出一些与教学内容相关的问题，用来引入新课。下面将用两个环节来设计教学过程：（1）新课的引入环节：

宇宙的探索之路经历了一个非常曲折的发展历程：“地心说”和“日心说”之争是宇宙发展史上的一个里程碑，“地心说”认为地球是静止不动的，太阳、月亮绕着地球转动运行；“日心说”的观点是地球是动的，地球除自身旋转外，还有某些运动，还在遨游，它是一颗行星，在所有的行星中太阳是中心〔6〕。真理是不可抹杀的，历史是公正的，随着科技进步，哥白尼的“日心说”被证明是颠扑不破的真理。

图1 地心说模型