高中物理教学渗透物理学史的模式探讨

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1、高中物理教学渗透物理学史的模式探讨　　摘要：高中物理课程强调了物理教学中应渗透物理学史，明确要求“初步了解物理学的发展历程”。本文对在高中物理教学（包括新课教学，实验教学，复习课教学）中渗入物理学史的模式作了一些探讨。　　关键词：高中物理教学；物理学史；渗透　　中图分类号：G633.7文献标识码：A文章编号：1003-6148（2016）11-0077-4　　由于《普通高中物理课程标准》（实验）在课程目标中明确要求高中学生“初步了解物理学的发展历程”，因此各种版本的普通高中物理教材中都有多处引用了相关的物理学史。那么，在高中物理教学中可以什么方式渗透物理学史呢？本文对在高中物理教学

2、包括新课教学、实验课教学、复习课教学中渗入物理学史的模式作一些探讨。　　1在新课教学中渗入物理学史　　新课教学是高中物理教学的主要形式之一，在新课教学中渗入物理学史的方式常见的有四种。　　1.1将物理学史引入新课教学　　（1）利用物理学史引入新的教学主题或新的一章　　比如：鲁科版选修3-5除第一章外其他内容都是近代物理，为了让学生对即将要学习的知识有个整体的了解，在开始教学部分内容之前用物理学史引入课题：9　　19世纪下半叶，科学家们开始研究阴极射线。伦琴在研究阴极射线时发现了X射线，J.J.汤姆孙通过阴极射线证实了电子的存在。贝可勒尔在研究X射线时发现了放射性，居里夫妇发现并研究

3、了放射性元素钋和镭。在对放射性的进一步研究中，卢瑟福发现了α射线和β射线，维拉德发现了γ射线。　　随着卢瑟福发现质子、查德威克发现了中子，原子核的结构被揭开。中子的发现还激发了一系列新课题的研究，引起一连串的新发现――人工放射性、慢中子和核裂变，并且打开了核能实际应用的大门。　　普朗克为了克服经典理论解释黑体辐射规律的困难而提出了能量子假说，标志着量子力学的诞生；爱因斯坦针对光电效应实验与经典理论的矛盾提出了光量子假说和光电方程。玻尔将量子学说应用于卢瑟福的原子核式结构成功地解释了氢原子光谱。　　爱因斯坦第一个肯定了光既有波动性又有粒子性，即波粒二象性；德布罗意把波粒二象性推广到微

4、观粒子，提出了物质波的假说，论证了微观粒子也具有波动性，并得到了电子的衍射实验和双缝干涉实验的证实。　　利用物理学史引入新的教学主题或新的一章时要尽可能把本主题或本章涉及到的物理学史有机地串起来，才能达到使学生对本主题或本章将要学习的知识有整体上了解的目的。　　（2）利用物理学史引入新的一堂课　　比如：鲁科版必修1的第6章第1节《牛顿第一定律》可以用再现物理学史的方式引入新课。先给出马拉车的图（如图1所示），问学生看这个图能得出什么结论，然后根据学生的回答引出亚里士多德的观点――9马不拉车，车就不动，这证明了有力才有运动，运动需要外力来维持。亚里士多德被奉为圣贤，他的观点人们相信了

5、很长的时间，但慢慢地不断有人批驳，伽利略就是其中一个。伽利略利用如图2所示的光滑斜面实验进行批驳：假设沿斜面AB落下的物体，以B点得到的速度沿另一斜面BC向上运动，则物体不受BC倾斜的影响仍将达到和A点同样的高度，只是需要的时间不同而已。迪卡尔进一步完善了伽利略的结论――运动一旦加于物体，就会永远保持下去，除非受到某种外来手段的破坏。牛顿将前人的观点进行了大综合，提出了牛顿第一定律。　　将物理学史引入新课教学可以增强学生对物理学的兴趣，可以很快就把学生的学习积极性调动起来，吸引学生的注意力。　　1.2以物理学史为线索串讲一堂新课　　比如：鲁科版必修2第5章第1节《万有引力定律及引力

6、常量的测定》，可以用天文学的进展为线索串起整堂课：托勒密的地心说→哥白尼的日心说→开普勒和伽利略捍卫哥白尼的日心说→第谷的天文观测→开普勒的贡献→开普勒三大定律→牛顿对天体的研究→牛顿发现万有引力定律→发现万有引力定律的意义→卡文迪许对引力常量的测量→测出引力常量的意义。　　再比如：鲁科版选修3-5的第3章第1节《原子核结构》，也可以用原子核物理学的发展为线索串起整堂课：卢瑟福用α粒子轰击氮原子核发现质子（含布拉凯特的贡献）→发现质子的意义→卢瑟福的中子假说→玻特、约里奥-居里夫妇双双错过发现中子的机会→查德威克发现中子→发现中子的意义。9　　以物理学史为线索串讲一堂课，可以使学生

7、更加深刻地了解科学探索的过程，了解知识的形成过程，进一步理解所学的知识。　　1.3在新课教学结束时补充本节相关物理学史　　比如：鲁科版必修2第3章第3节《匀变速直线运动实例――自由落体运动》，在教学“什么是自由落体运动”及“自由落体运动的规律”后可以补充历史上对于落体运动的研究：亚里士多德的错误观点→伽利略对落体运动的猜想假说与逻辑推理→伽利略的实验验证（斜面实验）→合理外推至倾角为90°（即物体自由下落）。　　补充的目的是让学生了解物理学史上关于自由落体运动的研究发