利用物理学史激发学生的兴趣

0 引言 物理学史与物理实验教学结合在一起,是国内外教育改革的一项重要课题。传统物理教学对科学知识建构的过程和科学方法教育没有给以足够的重视,影响了学生的兴趣、态度、情感和创造力的培养,不利于学生理解科学本质,不利于培养学生的科学精神和创造力[1]. 我国
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  0 引言

  物理学史与物理实验教学结合在一起,是国内外教育改革的一项重要课题。传统物理教学对科学知识建构的过程和科学方法教育没有给以足够的重视,影响了学生的兴趣、态度、情感和创造力的培养,不利于学生理解科学本质,不利于培养学生的科学精神和创造力[1].
  
  我国是世界五大文明古国之一,据考证,世界上几乎有半数以上的发明起源于中国,可以说,古代中国曾经是技术十分先进的国家,在世界的力学发展中独具特色[2].介绍我国历史上的科学成就对世界科学技术的贡献,可以增强师生对祖国的热爱和自豪感、社会责任感、使命感。物理实验课是大学生在校期间进行实践活动的一门重要的课程,它对于培养高素质人才有着不可替代的作用。物理实验教学是全面培养科技人才和科技工作者必不可少的手段,是物理教学中的重要环节。不仅能培养大学生的观察能力、想象能力、分析能力、思维能力、动手能力,而且还可以促进学生对其他学科的学习,养成严谨的科学态度与求实作风[3].

  1 物理学史融入物理实验教学的必要性

  将物理学史融入物理实验教学很有必要,它是改革传统物理实验教育的有益的手段。如果能在实验中适当插入一些物理学史、科学家小传、趣闻,引起同学们学习物理知识的兴趣和探知欲,拓宽学生的视野,扩大知识面,活跃课堂气氛。从而激发学生做实验的热情,进一步了解物理学科的特点和探究方法;有利于激发学生敢于质疑、善于交流、团结协作、敢于实践的科学态度,有利于学生创新思维能力的提高,提升课堂教学的实效性。这也是物理实验教学的根本目的。

  物理学是一门实验科学,物理实验是物理学发展的基础。也可以说是"系统工程",它集力、热、声、光、电于一体。大学物理实验作为一门独立设制的课程,是学生动手、观察、创造思维、处理数据、总结写作等综合能力提高的过程,有着其他课程不可替代的作用。因此不能教条学习,只是简单地照猫画虎,测几组数据。应使知其然,还能举一反三,循序渐进。要在全学年实验中,致使综合能力有全面"质"的飞跃。只有这样才能真正起到锻炼实效,这就要求实验教师在每个实验过程中积极引导学生的学习欲望。

  2 利用物理学史激发学生的兴趣

  光学是研究客观世界中有关光现象规律的一门学科,通过大量历史资料和出土文物的分析研究,充分证明我国古代光学在世界科学技术史中的重要贡献。当时物理学领域内成就最大的是墨家,它是由鲁国的墨翟(公元前480~39年)和他的弟子等所创立。《墨经》是墨家的集体创作成果,它比古希腊欧几里得(公元前330~275年)"光学"还早百余年,不仅是中国光学的先驱,在世界光学史中也占领先的地位。《墨经》对光的直进律,做出了精辟的记载,认为从物体上发出来的光线,好像箭矢一样("光之人,照若射"),通过精细的观察实验发现,当两个光源同时照一物,产生本影和半影,还给投影下了一个科学定义:光有所遮挡的地方就是影。墨家根据光的直进律,制成了世界上最早的针孔照相机。在十一、十二世纪间,我国科学家郭守敬根据光学原理制成了各种天文仪器,观测天象,取得了丰硕成果[4]。

  在教学中我们感到,上实验课缺少足够的时间,应该将实验仪器的一些改进通过演示,使学生明了其实用与便捷。而我们只能见缝插针,简单叙述。

  例如:在薄透镜测焦距的实验中,以前成像的像屏用的是一个喷漆薄铁片。共轭法测焦距,要求同学们在观察到大小两个像,我们说这叫"大像追小像",追的结果是看两像的中心是否重合,这一步是用成像的方法(细调)验证粗调是否调好了,是否"同轴等高".为了对比,学生往往在屏上做记号(划一横线),时间长了,白色屏被画得全是横线,面目全非,很难辨别。新仪器做了巧妙的改进,在一小张硬纸板上,印了坐标,然后用塑料薄膜扎制,既美观又实用。这一看似简单的改进,给使用者带来很大便利。

  让同学们知道,实验仪器的设计也不是完美的,需要不断改进、更新,这首先就需要认真观察,发现不足,提出建议或思路。单摆测重力加速度实验,这是经典的物理实验。

  单摆不仅是准确测定时间的仪器,也可用来测量重力加速度的变化。第一个发现摆的振动等时性的科学家伽利略,他用实验求得单摆的周期随长度的二次方根而变化。惠更斯制成了第一个摆钟,而且第一次记录到一个耦合的振荡器观察。"惠更斯的同时代人天文学家J.里希尔曾将摆钟从巴黎带到南美洲法属圭亚那,发现每天慢2.5min,经过校准,回巴黎时又快 2.5min.惠更斯就断定这是由于地球自转引起的重力减弱。英国科学家罗伯特?胡克发明了圆锥摆,是在两个方向上自由摆动的钟摆。通过分析摆锤圆周运动,他用它来分析行星的轨道运动。19世纪中叶傅科在巴黎的先贤祠证明了地球的自转。牛顿则用单摆证明物体的重量总是和质量成正比的。

  实验教师本身应该对所做实验从实验内容、历史背景、仪器结构、仪器调节、仪器维护各环节了如指掌,这样才能及时解决和解答实验中出现的种种难点、问题,并迅速应急处理。更重要的是要教会学生遇到问题应该如何面对、怎样解决。当然教师的知识也不是全方位的,在科学技术不断进步的过程中,有些问题也可能会出现瞬间"卡壳"的尴尬现象,这就敦促教师应大量查询资料,不断更新知识,在教学中学习,提高自己认知能力,从而保障教学质量。

  3 存在的问题

  (1)对物理学史融入大学物理实验重视不够,且不重视学生的逻辑思维及动手能力的培养,形成单纯知识灌输。

  (2)没有特定时间进行物理学史、物理思想的教学,从而导致在实验课中不系统、不全面,缺乏完整性。

  (3)需进一步加强教师对教学的严谨态度、拓宽知识面、提升自身素质、提高实验教学水平。

  结论:我校是综合性大学,对理、工各科、各专业的学生,从开始做物理实验起,就应有意识地培养他们的观察、动手、逻辑思维、处理数据、归纳写作能力。物理学史不但记述了物理理论的发展历程,再现了物理学家的思维过程,对待科学的态度以及研究物理方法的创新与突破。应引起足够重视,安排适当的课时进行物理学史教学,因材施教。

pc蛋蛋   并将物理学史适时充分地穿插、融入到物理实验中,从力、热、声、光、电每一个实验中汲取历史和现代各种"养分"。使学生基本技能、创造思维、科学方法、严谨的科学态度等得到全面的发展。

  参考文献
  [1] 候新杰,赵红枝。物理史与物理教学结合的情况分析及改进建议[J].教育导刊,2006(4):43-45.
  [2] 李双蓓,文晓海,王成立。研究力学史看力学的发展与创新[J].广西大学学报(哲学社会科学版),2006[S1]:5-8.
  [3] 王宏伟。改进物理实验教学方法提高学生科学实验基本素质[J].电子技术,2012(1): 67-69.
  [4] 周衍勋。中国古代光学的发展[J].陕西师大学报(自然科学版),1977(1):11-13.

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