物理实验教学中物理学史的渗透研究

王旭

摘   要：近年来，随着新课程的改革，物理学史的渗透逐渐成为物理教师关注的话题，但物理学史的教育功能并没有得到充分发挥。高中物理学史的渗透不仅可以丰富学生的知识，还可以发散他们的思维，提高学生的知识水平。物理实验是研究物理学的基本方法之一，是建立物理知识体系的基础。自伽利略提出实验物理后，实验在物理教学中起着重要的作用。在实验教学中选用适当的物理学史渗透教学，可以达到最优的教学效果。

关键词：高中物理实验;教学;物理学史

1    物理学史引入实验教学的重要性

1.1  帮助学生理解物理知识理论

在进行物理实验教学前，教师通过讲解物理学史，并让学生了解该实验的发展历程，重温历史的同时，增强对物理知识理论的掌握。因此，进行必要的物理学史渗透可以帮助学生更深入地理解和研究物理知识理论。

1.2  培养学生严谨的科学态度

物理学作为一门自然科学是完全客观的，通过物理实验的讲解，引入物理学史，渗透科学严谨的态度。这是因为物理学史的讲述包括科学家实验失败以及改进至成功的原因。通过分析和考虑影响实验结果的因素来对实验采取客观和严谨的方法。经过长时间的学史渗透，学生在做实验时能够改变急躁的情绪，培养冷静、严谨的工作方式以及科学和批判性的学习态度。

1.3  提高学习物理的兴趣

在物理实验学习中，学生对实验课的关注远远超过了理论类课程。由于课外实验室不仅使用教科书，还可以通过预习、查阅资料以丰富实验的知识，也可以接触到一些物理学家的有趣故事，增加学生的学习兴趣。因此，进行物理学史的渗透可以增加学生对物理的学习兴趣，从而提高物理学习的效率。

2    物理实验课堂中渗透物理学史的原则

2.1  物理学史的引入一定要有利于突破本节课重难点

在实验教学中，对于怎样渗透物理学史，要以提高教学的效果为目的，为本节课的内容服务，帮助解决该课的教学重难点。教师在物理实验课堂上，应当采用物理发展史上具有重要里程碑或转折点意义的物理学史资料，尤其是那些能够突破当前教育教学中重难点的物理学史资料，应当被首选引入物理实验课堂实践教学。

2.2  物理学史资料不拘泥于教科书

在实验教学的过程中，选择的物理学史资料不应该仅限于物理教材。目前大多数教师的实验教学现状是完成教学大纲中规定的教学任务，以此让学生可以获得一个好的考试成绩。教师一贯的教法是紧扣课本，按部就班地进行实验教学，而学生也努力完成教学上的学习任务。这种消极的教材观不仅束缚了学生的全面发展，也致使教师不能创造性地进行开发和使用教材之外的课程教学资源。因此，要充分利用互联网资源，广泛地收集物理学史资料，将正确的物理学史整合到教材上的实验教学中，结合课标和教纲，将物理史的内容融入物理实验课堂。

3    物理实验教学中引入物理学史的方法

3.1  利用物理学史引入新的教学主题

通过物理学史介绍新的课程主题或章节，如教师讲人教版选修3-1第三章“磁场”时。教师可以以奥斯特发现电流的磁效应为线索，向学生介绍人类对磁场以及电场和磁场之间的关系。通过讲解并演示实验，让学生对所学章节内容产生兴趣。通过物理学史引入新的教学主题或新篇章，需要教师尽可能配合教科书把本章节学习内容串联起来。

3.2  在新课教学结束时，补充本节相关物理学史

在讲授完新的知识点后，可以进行本节课相关物理学史的补充，其目的在于，让学生熟悉与物理科学史上的一些著名实验。例如，人教版必修1第二章第6节“伽利略对自由落体运动的研究”，带领学生了解伽利略对自由落体运动的贡献，并通过数学和逻辑让学生熟悉伽利略的运动学研究方法，进行实验研究，并形成错误的观察现象理论。通过对物理学史的学习，让学生树立正确的科学观。

3.3  针对新课教学过程中的某一知识点，引入相关物理学史

例如在人教版选修3-4第十三章第5节“光的衍射”中，有关泊松亮斑可以扩展这些内容：1818年，为促进对衍射现象的研究，法国科学院有奖征集相关文章。菲涅尔用精确的数学原理计算了圆形孔、圆形板块等形状形成障碍而造成的衍射图案，并根据实验得出结果。在研究菲涅尔的理论时，泊松用菲涅尔方程推断出磁盘的衍射，得到了一个罕见的结果，在距离屏幕阴影中心一段距离的磁盘后部出现了斑点。泊松认为这很荒谬，但阿拉果在泊松提出的问题上做了一个实验，结果在阴影的中心出现了一個亮点。这一事实在法国科学院引起了轰动，所以菲涅尔获得了科学奖，他的后代戏剧性地将其命名为泊松亮斑。在新的教学大纲中，把书上的知识与相应的物理学史相结合，以便学生更深入地了解这一知识点，扩大学生的知识面。

3.4  在随堂演示实验教学中渗入物理学史

例如人教版必修1第二章第5节“自由落体运动”，在做完真空牛顿管实验后，还可以再做一次类似伽利略在比萨斜塔进行的实验：从同一高度同时放两个重量相差大的物体，结果是几乎同时降落地面。在实验课堂教学的学习过程中，加入相关物理学史，让学生意识到科学的发展不是一条平坦的道路，科学家们用简单的工具和设备进行科学研究是很困难的，从而使学生懂得努力刻苦学习。

4    结语

在进行物理实验时，学生专注于科学探究，可以发展学生的思维能力，在实验教学过程中，老师可以把所学知识与物理学史结合起来，帮助学生更好地理解所学内容，扩宽学生的知识面以及开阔学生的视野。根据我国目前的实验学习状况，教师必须高度重视物理实验课程在实验教育中发挥的主导作用，吸引学生参加课程并积极进行实验，讲授相关物理学史，让物理学史在高中物理实验教学中发挥自己的重要作用。

[参考文献]

[1]郭奕玲，沈慧君.物理学史[M].2版.北京：清华大学出版社，2005.

[2]梁小康.将物理学史与中学物理实验课堂相融合的教学模式初探[D].南昌：江西师范大学，2015.

[3]王康.浅析高中物理实验教学中的问题及应对策略[J].学周刊A版，2011（6）：136-138.