初中物理课堂教学中渗透物理学史初探

温国杰

在初中物理课堂教学中向学生剖析物理学史案例，渗透物理学史能有助于提高学生学习物理的兴趣，有助于学生了解物理知识的发生发展过程和科学探究的方法，有助于学生进行知识的构建，有助于学生理解科学的本质，有助于培养学生的情感、态度与价值观。本人针对初中生的心智特点，结合教育学、心理学、物理学史的有关理论，在课堂教学中渗透物理学史，培养学生科学素养方面进行了初步的探索。

1. 新授课中穿插史料，培养学生科学态度

在讲授新的物理知识时，教师可以及时穿插历史案例，激发学生学习兴趣，使学生进一步加深对知识的理解，还可以让学生的心灵受到多方面的启迪。如在讲电压单位伏特时，可在课堂教学中用多媒体课件等形式向学生讲述电池的发明灵感来源于青蛙腿的故事，剖析物理学史上伏特与伽伐尼之争这个案例。这个案例除了具有一定的趣味性外，更重要的是它能向学生展示几个重要的观点：（1）对同一现象，不同的人由于自身的知识背景不同会有不同的解释。作为医生和动物学家的伽伐尼提出 “动物电”，而作为物理学教授的伏特提出 “金属电”。（2）实验是检验理论是否正确的重要方法。伏特一派能占上风是通过不断的实验去证明自己理论的正确，而就是在这个过程中获得了伏特电堆这个重要的发明。（3）人类的认识是具有局限性的，但也是不断进步的。当初处于下风，不被大部分物理学家接纳的伽伐尼，其动物神经中有电源的观点，以现今人类的认识来看并不是完全错误。（4）科学家的人格魅力。伏特虽然在学术争执中获胜，但他也真诚地赞扬伽伐尼的工作“在物理学和化学史上，是足以称得上划时代的伟大发现之一”。为了纪念伽伐尼，伏特还把伏特电池叫做伽伐尼电池，引出的电流称为伽伐尼电流。在后面学到电磁感应实验，使用灵敏电流计G表（galvanometer）的时候，可与这个故事呼应。

2. 科学探究中融入史料，培养学生科学方法

爱因斯坦曾说：“科学结论几乎是完成的形式出现在读者面前，读者体会不到探索和发现的喜悦，感觉不到思想形成的生动过程，也很难达到清楚地解释全部情况。”因此把课堂上的科学探究与物理学史相融合，更能有助于学生了解物理知识的发生发展过程和科学探究的方法。根据英国科学教育学者孟克与奥斯本提出的融合模式，我们可把科学探究分为陈述现象、引出观念、学习历史、设计实验、进行实验、总结与评价六个环节。如在讲授电流的磁效应知识时：（1）让学生根据之前学习的知识和观察到的现象归纳出电和磁的相似点。（2）引出电和磁是否有联系的问题。（3）向学生剖析奥斯特实验这个物理学史上的案例。其中包括奥斯特在探索这个问题时，科学家们所持的主流观点和他前期的做法是把导线垂直地放在磁针的上方；他如何一次偶然地他把导线和磁针平行放置；再而他又如何必然地用他物理学家的头脑，用科学的方法去改进实验，最后总结出电流具有磁效应的结论。（4）让学生根据提出的问题和所吸收到的历史材料结合现有的器材去设计再现奥斯特实验。（5）让学生分组进行实验，观察并比较导线与磁针垂直放置、平行放置两种情况下的实验现象，观察改变电流方向后的实验现象。（6）根据实验现象总结出电和磁的关系，然后引导学生去评价奥斯特获得成功的偶然性和必然性。引导学生认识奥斯特抓住偶然看见的现象后并没有立即结束实验，而是立刻去改变电流方向再做实验，之后还在导线和磁针间放置不同介质的物体再次进行实验。物理学家在科学探究上会使用到的如有效控制实验条件等多种的科学方法，偶然的背后藏着必然。

3. 知识归纳时整合史料，优化学生的知识结构

一个教学单元结束，进行知识归纳时，如果教师只是将知识重新列举一遍，学生往往会觉得失去兴趣并且反感。如果这时我们能结合物理学史材料，从历史的角度去进行分析总结，能大大激发学生的兴趣，让学生构建出清晰的知识脉络，并了解科学技术对社会发展的影响，从而进一步优化学生的知识结构。帮助学生回顾这段历史，更可让学生发现起初几乎所有的电磁现象研究都是纯学术性的，一旦出现应用的可能性时，技术性的研究便蓬勃发展起来，产生巨大的经济效益，技术的进步反过来对物理的发展也给予了有效的支持。

责任编辑 潘孟良