浅析高中物理教学的尝试

浅析高中物理教学的尝试

作者：陈步华

来源：《读写算》2013年第02期

物理学作为一门基础自然科学，在人类的社会发展中起到了至关重要的作用，物理学高速发展的时期正是人类科技、文化、经济和社会高速发展的时期。以牛顿力学为代表的经典物理学奠定了两次工业革命的基础，而以量子理论为代表的近代物理学推动了近代化学、信息技术、生物技术等的发展，并且催生出一批边缘学科，例如生物物理，天体物理等。然而随着物理学的发展与完善，对人们学习物理的要求越来越高，物理学需要学习的内容越来越广，需要掌握的技能越来越多。

历年来本人通过了解，学生普遍反映物理学科是高中各学科中最难学的学科，甚至本人曾经在参加学科会议的时候，专家直接指出物理在高考理综学科中分值大、难度高就是为了提高区分度，真正体现学生的能力。很多学生为此放弃了学理科而选择学文科，很多选择了学理科的学生在物理学科上也相对较薄弱。为了改变现状，很多老师也进行了多方面的探索，有的从教法上予以钻研，有的从学法上予以指导等等，不一而足。本人也尝试从教法上做一些调整，有意识的在教学过程中引人物理学史的内容，下面将自己在具体实施中的一些心得写出来，供大家探讨。

通过物理学史展现物理学对社会发展的重要推动作用，激发学生的学习兴趣。

爱因斯坦说过“兴趣是最好的老师”，兴趣是学生学习最直接的动力，学生如果引导得好，如果激发了学生对物理学科的学习兴趣，他们是完全可以克服对物理学科的恐惧感的。

比如我在高一物理第一节课“绪言”教学时，打乱了教材的编排体系，着重强调了物理学对社会发展的重要推动作用。首先让学生闭上眼睛，慢慢的让他们想像一下现在我们处在一个没有电、没有汽车、没有机器、没有气象预报的环境中，日出而作，日落而息，然后让他们讲述自己的感受，一个学生的回答让我记忆犹新：“不可思议”。然后通过多媒体影片和图像给他们呈现当今生活中的一些新技术，并指出那些“不可思议”已经离我们远去。蒸气机的发明使人类从繁重的体力劳动中解脱出来；电磁学的发展使我们从黑暗和家务中解脱出来，人类进入电气时代；信息技术的发展，使人类跨入信息时代。而这些都要归功于物理学的发展，以此让学生对即将到来的高中物理学习充满期待。

通过物理学史说明实验在物理学习中的重要性，培养学生正确的实验观。

物理是一门以实验为基础的学科，当前的理论研究和各种社会实践活动中越来越重视实际的动手能力，培养正确的实验意识和一丝不苟的科学精神与实验态度也是当前高中生学习物理的任务之一。

例如在学习自由落体运动时，提到伽利略几乎没有学生不知道伽利略的比萨斜塔实验。他们惊诧于亚里士多德如此明显的错误理论居然能统治物理学界两千多年，这时候就需要向学生讲解亚里士多德的理论在表面上“看起来很美”，表面上看起来确实铁块比羽毛先落地；而且在当时的历史背景下，亚里士多德的地位是如此的崇高，相当于我国古代的孔子，他的话就是圣贤之言，从来没有人怀疑，也没有人敢怀疑。例举哥白尼“日心说”维护者的悲惨遭遇。以此来说明精神枷锁很可怕，能禁锢人的思维，阻碍社会的发展。伽利略实验的社会意义远远大于它的理论意义，它将人们的思维解放出来。让人们认识到，在物理研究过程中，思维一定要开阔，要大胆猜想、大胆求证，不要迷信权威，只有实验才是检验理论准确与否的唯一标准；而且在实际的实验中，不要轻易被表面的经验事实所迷惑，要有敏锐的观察力和分析总结能力，抓住问题的本质。同时可以出示伽利略在《两门新科学》中的片断让学生领略先辈的风采，提升学生的学习积极性：

在《两门新科学》中，伽利略借他的化身萨尔维阿蒂（Salviate）的谈话，批驳物下落速度与重量成正比的说法。

“萨：如果我们取两个自然速率不同的物体，把两者连在一起，快者将被慢者拖慢，慢者将被快者拖快。您同意我的看法吗？

辛：毫无疑问，您是对的。

萨：但是假如这是真的，并且假如大石头以8的速率运动，而小石头以4的速率运动，两块石头在一起时，系统将以小于8的速率运动，但是两块石头拴在一起变得比原先速率为8的石头更大，所以更重的物体反而比更轻的物体运动慢，这个效果与您的设想相反。”

通过物理学史的介绍，培养学生获取信息、处理信息的能力，并培养学生严谨务实的作风；告诫学生学习物理不是一蹴而就的事情，要持之以恒。

比如在讲述牛顿运动定律时，要穿插讲解牛顿三定律的形成过程，他是在伽利略、笛卡儿等人的研究基础上结合自身的研究归纳总结出来的理论。同样提到万有引力定律，学生马上会想到苹果落地的故事，认为苹果一落地牛顿就即兴想出了万有引力定律。这时候就要着重介绍万有引力定律提出的历史背景，牛顿提出万有引力定律是历史的必然，我们不能只看到苹果落地，而忽视更重要的前人以及牛顿对这个问题的深入研究，可以给他们引用下面这段材料：

牛顿一封给胡克的信中写道：“如果我看得更远那是因为站在巨人的肩上。”他这里指的是胡克和笛卡儿，当然不言而喻也包括了他多次提到的伽利略、开普勒和哥白尼。其实他完成的综合工作是基于从中世纪以来世世代代从事科学研究的前人的累累成果，我们可以列一个表来说明牛顿和前人的关系：

牛顿善于继承前人的成果，这是和他的奋发好学、勤于思考分不开的。有人问牛顿是怎样发现万有引力定律的，他回答说：“靠不停的思考（Bythinkingonitcontinually）。”他思考时达到了废寝忘食的地步。

据回忆，当年他住在剑桥大学三一学院大门口附近。在哈雷访问过他之后的数月里，他这个怪人引起很多人的惊异。例如：他想去大厅吃饭，却转错了弯，走到大街上，忘了为什么要出来，于是又返回居室；在大厅里蓬头散发，衣着不整，坐在那里走神，菜饭放在桌前，也不知道吃。学院同事往往在校园散步时看到砂砾地面上有奇怪图形，谁也不懂，绕道而行。牛顿在全身心地思考天体问题。

如今信息时代同学们获取信息的渠道非常广泛，学习物理时要积极主动获取有用信息，开阔自己的视野，提高自身各方面的素质。

通过物理学史的渗透，使学生明白物理学并不是简单而枯燥的公式、定理、定律的罗列与推导，让学生知道公式、定理、定律的来龙去脉，增强对公式、定理、定律的理解，而不是死记硬背。

物理学的知识，主要是指物理概念和物理规律，最核心的是物理概念。在物理教学中，教师比较重视由观察、实验得到的事实依据，为建立物理概念提供必要的感性认识。但学生仍会为一些新概念、新观念的不理解而烦恼，此时若能在此基础上增加一些相关的物理学发展史实，让学生了解这些物理学概念逐步形成的历史，使逻辑性和历史性相结合，更有利于学生对概念全面正确的理解和领悟。

例如在学习匀变速运动概念时，可渗透意大利物理学家伽利略对变速运动的研究历史，他设想最简单的变速运动速度应是均匀变化的，怎样才算速度均匀变化呢？伽利略考虑了两种可能：一种是速度的变化对位移来说是均匀的，即“任意相同位移内速度的增量相同”，描述速度变化快慢的加速度a=△v/△s；另一种是速度的变化对时间来说是均匀的，即“任意相等时间内速度的增量相同”，描述速度变化快慢的加速度a=△v/△t。他随即发现了第一种假设是错误的：假设物体在落下第一段距离后已得到某一速度，那么在落下的距离加倍时，速度也应该加倍。果真如此，则物体通过两段距离所用时间将和通过一段距离所用时间一样。也就是说，通过第二段距离好像不必化时间，这显然是荒谬的。这一引入显然加深了学生对加速度概念的理解。

物理学史引入高中物理教学中还有很多好处，比如增强学生的人文素养，形成正确的人生观与价值观等等，在这里就不再一一赘述。下面简单说说我在将物理学史引入高中物理教学中遇到的一个问题。

我在授课中发现，物理学史虽然起到了一定的作用，但是由于并不是系统的讲授物理学史，所以整体上来看显得很凌乱，根据教材的编排体系，经常出现时间上的往复，没有发展连续性，不利于学生构成系统的物理体系的概念，不能让学生在解决物理问题的时候站在物理体