渗透物理学史，创设乐学的物理课堂

汤汝全

摘要

物理学史的渗透对于物理教学越来越重要。教师在实际教学中，可以运用“成果展示法”“发现呈现法”“角色换位法”“历程完善法”4种方法，把物理知识与人文知识相结合，调动学生学习的热情和科学探究的欲望。

关键词

物理学史 初中物理 物理课堂 渗透

物理学是一门实验科学。学习物理史能够培养学生尊重事实的态度，让学生认识到物理来源于生活而服务于生活，培养学生敢于质疑的勇气和意识。实际教学中，教师应如何把理科知识与人文知识相结合？下面介绍4种教学方法。

一、成果展示法

教师通过成果展示，让学生感知各个成果蕴含的物理知识。例如“乐音的特征”教学中物理学史的渗透：编钟是中国古代大型打击乐器，兴起于西周，盛于春秋战国直至秦汉。中国是制造和使用乐钟最早的国家……接下来，教师可介绍编钟的组成，同时展示编钟图片。

在这里，教师用装有不同量水的试管模拟编钟发声，提出问题：“闭上眼睛你能知道是什么乐器吗？大小不一的编钟改变的是什么？轻敲和重敲有什么不一样？”从而引入乐音的3个特征，并由此展开探究。在此过程中，教师可自然渗透敲打乐器、管乐器、弦乐器声源及工作原理的教学。这种倒叙的教学方法主要是通过历史让学生感知声音、用科学方法研究声音，能调动学生学习的热情和科学探究的欲望。

在苏科版教材中可采用此方法进行教学的章节有很多，比如熔化和凝固：介绍最早的冰箱——先秦时期的一件冰酒器（铜冰鉴）；光的直线传播：沈括所著的《梦溪笔谈》一书详细叙述了“小孔成像匣”（针孔照相机雏形）；杠杆：越国政治家、商人范蠡发明的杆秤；力的作用是相互的：介绍中华民族“飞天梦”——长征系列运载火箭；物体的浮与沉：曹冲称象；磁体与磁场：介绍中国的司南。（也可以用国外的物理成果史。）

二、发现呈现法

沿着科学家的轨迹，教师指导学生通过动手实验回顾发现之旅。例如“电流的磁场”教学中物理学史的渗透：奥斯特深信电和磁之间有某种联系，就像电和发热、发光的现象之间有联系一样。1812年他就在论文中写道：“我们应该检验的是，究竟电是否以其最隐蔽的方式对磁体有类似的作用。”他在通电的导线前面放一根磁针，企图用通电的导线吸引磁针。然而尽管导线灼热了，甚至烧红发光了，磁针也毫无动静。1820年4月，奥斯特在做有关电和磁的演讲时，尝试将磁针放在导线的侧面，在接通电源时，发现磁针轻微地晃动了一下，他意识到这正是他多年盼望的实验现象。经过反复实验，奥斯特终于查明电流的磁效应是沿着围绕导线的螺旋方向发生的。1820年7月21日，他用拉丁文简洁地报告了60多次实验的结果，向科学界宣告电流磁效应的发现。

学生动手呈现奥斯特实验，走一趟奥斯特的发现之旅，通过实验了解电流的磁效应。渗透的物理学史可以让学生感受到科研道路的曲折，培养学生不畏艰难、持之以恒的决心，告诉学生做一位生活中的有心人。这种教学法不仅可以指导学生进行实验，而且可以对学生进行情感态度与价值观的教育。

在苏科版教材中可采用此方法教学的章节也有一些，比如，重力：牛顿与苹果的故事；大气压强：马德堡半球实验；电磁感应现象：法拉第与他的发电机等。

三、角色换位法

教师引导学生站在发现者的高度研究问题、发现问题、做出猜想、进行科学探究、得出结论，最后向学生讲述这是某位科学家的成果并介绍该科学家。例如“欧姆定律”教学中物理学史的渗透。课堂引入：如何改变电路中灯泡的亮度？学生回答：更换电池或改变电路中的电阻。教师提出问题：电流与电压、电阻有什么关系？学生做出猜想。教师设计实验（注意控制变量法的应用及表格设计）。学生进行实验并收集证据。教师评价证据是否支持猜想（注意图像法的使用）。学生得出结论（注意语言严谨）。最后教师介绍欧姆的故事，增加学生的学习热情。

这种物理学史渗透法是初中物理阶段重要实验、重要章节的常见教法，能够让学生学会更系统的研究问题的能力、更为严谨的实验操作流程以及语言归纳方法，让学生认识到科学家探究的不易。教师只要帮助学生了解和感知科学家的精神，无须偏重故事的介绍，转移重点。在苏科版教材中可采用此方法的章节有一些，比如，压力压强：介绍帕斯卡；浮力：介绍阿基米德；焦耳定律：介绍焦耳。

四、历程完善法

通过介绍科学家曲折漫长的纠错或完善的历程，引导学生最终回归真相。例如下面“牛顿第一定律”教学中物理学史的渗透。

1.亚里士多德的观点：力是维持物体运动的原因。现象：在平直的路上推车，车才能运动；停止用力，车子就要停下来。教师提问：“你认为这个观点有什么问题吗？”学生一定会有不同的观点。由于学生已经看过课本及相关资料，所以学生马上会得出这个观点是错误的结论，但是在不少学生的心中还是存在着疑问的。在学生提出自己的观点后，教师指出：“亚里士多德的观点一直统治人们的思想将近2000年，直到300年前才由伽利略提出：力不是维持物体运动的原因，物体的运动不需要力来维持。”

2.伽利略的观点：物体运动不需要力來维持。教师提问：“假如你是伽利略，你会寻找怎样的方法去推翻亚里士多德维持将近2000年的错误论点？”（教师给学生充分展示思维过程的机会，让他们去探求物理规律，让每一个学生都能够深刻体会物体运动的原因。）教师引导学生进行伽利略斜面实验并指出：“伽利略实验对科学研究的启示：正确实验+合理的假设推理。在我们今天看来这是一个非常简单的道理，但是在发现它的最初往往是非常艰难的，伽利略在充分的事实和理论依据的基础上，靠坚强的意志和信念，终于获得成功。”

3.笛卡儿的观点：如果没有其他原因，运动物体将继续以同一速度沿着一条直线运动并且一直运动下去。笛卡儿是一位与伽利略同时代的法国科学家，他进一步完善了伽利略的观点。

4.牛顿的观点：一切物体总保持原来的匀速直线运动状态或静止状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止。

牛顿成功的秘密：站在巨人的肩上进行质疑和完善。学生通过历史故事以及动手实验认识到：一个规律的发现并不是一帆风顺的，我们允许有错误，但我们要在认识错误中纠错，找出原因。学生通过学习这样的过程向科学家致敬，培养敢于质疑的勇气和意识。在学生学到知识的同时，对学生进行情感教育。教材中可采用此方法的章节有一些，比如探索更小的微粒：介绍道尔顿的蛋糕模型和卢瑟福的原子模型；宇宙探秘：介绍托勒密的地心说和哥白尼的日心说；能量转化的基本规律：介绍永动机。

在初中物理教学中，渗透物理学史能达到良好的教学效果，从而提升学生的科学素养，丰富学生的认识，把物理学习与人相联系，让物理知识变得更有生命、更有活力。

（作者单位：江苏省张家港市常青藤实验中学）