1 對初中物理學史普及程度調查及反思
1.1 調查目的
調查學生對於物理學史內容的了解情況與渴求程度,調查現行義務教育階段《物理》課本中物理學史內容的普及程度,為今後物理教學的改革提供參考.
1.2 調查對象
酒泉市新苑學校八年級、九年級學生(200人).
1.3 調查結果
(1)學生方面通過訪談、問卷測試、物理作文等形式的調查發現:我校八年級中近90%的學生對於物理學史比較陌生,接近60%的學生對物理學感到神秘、艱澀.近80%的九年級學生,對於物理學史了解甚少.希望教師上課普及物理學史的學生占到被調查對象的98%以上.認為沒有必要學習的僅占被調查人數的近2%.對於物理學史的了解與普及途徑的調查中,從課本上獲取的占到20%,從網絡獲取的占到70%左右,通過教師講解的占到5%,通過其他途徑獲取的占到5%.對學生最感興趣的內容調查中,量子力學、相對論占到被調查人數的97%以上,航天技術與高科技占到被調查人數的88%,科學家生平事跡的占到60%左右.(2)教材方面我校使用的是北師大版義務教育《物理》課本,課本的科學窗中適時的穿插了物理學史,九年級《物理》課本的十六章普及了粒子和宇宙的相關內容.
1.4分析原因
通過調查不難看出,學生對於物理學史的發展與普及還是比較感興趣的,尤其對於愛因斯坦的相對論充滿了好奇.但是近年來,有關物理學史的考查並不在中考的考試範圍之內,教師不願意花費時間和精力來普及,同時教師對於物理學史的理解與掌握的不透徹、不全面,致使教師對於該部分內容避而不談,或者是簡單的介紹便一概而過,有些教師為了學生考試拿到高分,特意將物理學史中影響較大的物理學家的名稱及貢獻,作為考點讓學生死記硬背,完全脫離了科學普及的目的,這種教條式的教學方式,捆綁了學生的思維,限制了學生的視野,束縛了學生的手腳,久而久之,學生就失去了原有的衝動與好奇.另外,由於初中階段學生的認知水平和科學素養的不全面,不可能理解較高深的物理規律,為教師在課堂中的講解帶來了較多障礙.
2 對初中學生進行物理學史的普及與嘗試
為了更好地普及物理學史,激發學生學習物理的興趣,通過科學家事跡,培養學生克服挫折,勇於面對困難,樹立自信心,筆者結合北師大版九年級《物理》課本的相關內容為契機,嘗試著利用興趣小組活動,向學生普及物理學史,收到了一定的效果.科學普及系列課1:盧瑟福原子有核模型的建立電子的發現,證明了原子內含有確定數目的電子,在一開始,人們對原子的內部狀態一無所知,只能把原子看成是一個不可分的整體,自從電子被發現之後,原子內部的結構模型才引起科學界的不斷探討:人們看到原子內部有帶負電的電子,但原子是中性的,所以必定還有帶正電的部分,這些正電荷怎樣分布,具有什麼特點是我們必須探討的問題,而對於原子的結構又有很多不同的模型,最具代表性的是J·J·湯姆孫的實心帶電球模型,他假設原子帶正電的部分像流體一樣均勻分布在球形的原子體積內,而負電子則鑲嵌在球體的某些固定位置,這個模型雖然打破了原子中正負電荷相互對稱的觀念,但它無法解釋一些實驗現象,直到α粒子散射實驗之後才解開了原子的神秘面紗.在真空環境中,用α粒子轟擊金箔,如圖1所示,發現“一部分落到金屬板上的α粒子方向改變到這樣的地步,以至於重現在入射的一邊,α粒子經反射後落到閃鋅屏上,平均角度為90°,在屏上不同位置統計反射粒子數,得到入射的α粒子中每8 000個粒子有1個要反射回來的統計結果.”
盧瑟福對這個問題苦思了好幾個星期,終於在1910年底,經過數學推算,證明了“只有假設正電球的直徑小於原子作用球的直徑,α粒子穿越單個原子時,才有可能產生大角度散射”,如圖2所示,這是盧瑟福原子有核模型建立的實驗基礎,他的方法和理論開闢了一條正確研究原子結構的途徑,為原子科學的發展建立了不朽的功勳.然而在他提出之初,竟遇到了為時不短的冷遇.例如,1911年第一屆索爾威國際物理討論會,盧瑟福參加了,但在會議記錄中,竟沒有提到盧瑟福的新近工作,1913年,J·J·湯姆孫在做原子模型系列講座時,也沒有提到.有人查過當年的文獻,對盧瑟福的原子模型理論幾乎沒有任何反響,然而,盧瑟福為核心的曼徹斯特大學物理實驗室的同事們繼續堅定地走下去,直到1914~1915年,這個理論終於得到了世人的公認.之後我們又相繼以“愛因斯坦與相對論”、“光的波粒二象性”、“物體的顏色”、“核物理的發展與研究”、“晚年的愛因斯坦”等內容為專題陸續進行了系列培訓,培訓後在學生中引起了巨大反響,有很多學生認為:“原來物理和化學在 某些方面是相通的.”“物理學家發現一個物理規律原來這麼難,歷經幾年的探索,居然得不到人們的認可,如若不是科學家堅忍不拔的毅力和堅持真理的勇氣,研究成果只能付諸東流了.”“要想成就一番事業,必定要經歷磨難,只有堅持不懈的努力與追求,才能成功.”
在初中階段普及物理學史,或許達不到太高的目標與要求,在學生一生中也可能起不到太大的作用,即便是今後學生有可能步入物理研究的領域,或許也想不起來曾經還有位教師用他的執著與熱誠,引領他們一步步親近物理學,但是,作為物理教師,我們有責任也有義務讓學生明白真理探究的歷程,明白科學家嚴謹求實的態度,理解真正的偉人,並不全是天才,後天的奮鬥決定了他的成功.
3 實踐後的反思
錢三強先生曾指出:“物理學發展史是一塊蘊藏著巨大精神財富的寶地.這塊寶地很值得我們去開墾,這些精神財富很值得我們去發掘.如果我們都能重視這塊寶地,把寶貴的精神財富發掘出來,從中吸取營養,獲得教益,我相信對我國的教育事業和人才培養都會是大有益處的.”
物理學的發展經歷了曲折而艱難的歷程,通過物理學史的學習,不僅可以提高學生學習的興趣,更好地理解物理規律,掌握物理知識,還能夠幫助學生樹立鍥而不捨、持之以恆、嚴謹求實的科學態度.初中階段,正是學生人生觀、價值觀、世界觀形成的關鍵時期,是人生良好的科學素養、濃厚的科學興趣、強烈的探究慾望培養的關鍵時期,是物理思維、操作技能創新意識培養的關鍵時期.初中物理教師,在條件允許的情況下,多研究物理學史,在普及基本的物理規律的同時,能夠不失時機地引入物理學史,對於學生興趣和學習態度、人生態度的培養與樹立是很有意義的,說不定還能起到拋磚引玉的作用.
參 考 文 獻
1 夏良英.在高中物理新課程教學中引入近代物理學史的實驗研究.物理教師,2012(10):1~4
2 郭奕玲,沈慧君.物理學史(第2版).北京:清華大學出版社,2005
1.1 調查目的
調查學生對於物理學史內容的了解情況與渴求程度,調查現行義務教育階段《物理》課本中物理學史內容的普及程度,為今後物理教學的改革提供參考.
1.2 調查對象
酒泉市新苑學校八年級、九年級學生(200人).
1.3 調查結果
(1)學生方面通過訪談、問卷測試、物理作文等形式的調查發現:我校八年級中近90%的學生對於物理學史比較陌生,接近60%的學生對物理學感到神秘、艱澀.近80%的九年級學生,對於物理學史了解甚少.希望教師上課普及物理學史的學生占到被調查對象的98%以上.認為沒有必要學習的僅占被調查人數的近2%.對於物理學史的了解與普及途徑的調查中,從課本上獲取的占到20%,從網絡獲取的占到70%左右,通過教師講解的占到5%,通過其他途徑獲取的占到5%.對學生最感興趣的內容調查中,量子力學、相對論占到被調查人數的97%以上,航天技術與高科技占到被調查人數的88%,科學家生平事跡的占到60%左右.(2)教材方面我校使用的是北師大版義務教育《物理》課本,課本的科學窗中適時的穿插了物理學史,九年級《物理》課本的十六章普及了粒子和宇宙的相關內容.
1.4分析原因
通過調查不難看出,學生對於物理學史的發展與普及還是比較感興趣的,尤其對於愛因斯坦的相對論充滿了好奇.但是近年來,有關物理學史的考查並不在中考的考試範圍之內,教師不願意花費時間和精力來普及,同時教師對於物理學史的理解與掌握的不透徹、不全面,致使教師對於該部分內容避而不談,或者是簡單的介紹便一概而過,有些教師為了學生考試拿到高分,特意將物理學史中影響較大的物理學家的名稱及貢獻,作為考點讓學生死記硬背,完全脫離了科學普及的目的,這種教條式的教學方式,捆綁了學生的思維,限制了學生的視野,束縛了學生的手腳,久而久之,學生就失去了原有的衝動與好奇.另外,由於初中階段學生的認知水平和科學素養的不全面,不可能理解較高深的物理規律,為教師在課堂中的講解帶來了較多障礙.
2 對初中學生進行物理學史的普及與嘗試
為了更好地普及物理學史,激發學生學習物理的興趣,通過科學家事跡,培養學生克服挫折,勇於面對困難,樹立自信心,筆者結合北師大版九年級《物理》課本的相關內容為契機,嘗試著利用興趣小組活動,向學生普及物理學史,收到了一定的效果.科學普及系列課1:盧瑟福原子有核模型的建立電子的發現,證明了原子內含有確定數目的電子,在一開始,人們對原子的內部狀態一無所知,只能把原子看成是一個不可分的整體,自從電子被發現之後,原子內部的結構模型才引起科學界的不斷探討:人們看到原子內部有帶負電的電子,但原子是中性的,所以必定還有帶正電的部分,這些正電荷怎樣分布,具有什麼特點是我們必須探討的問題,而對於原子的結構又有很多不同的模型,最具代表性的是J·J·湯姆孫的實心帶電球模型,他假設原子帶正電的部分像流體一樣均勻分布在球形的原子體積內,而負電子則鑲嵌在球體的某些固定位置,這個模型雖然打破了原子中正負電荷相互對稱的觀念,但它無法解釋一些實驗現象,直到α粒子散射實驗之後才解開了原子的神秘面紗.在真空環境中,用α粒子轟擊金箔,如圖1所示,發現“一部分落到金屬板上的α粒子方向改變到這樣的地步,以至於重現在入射的一邊,α粒子經反射後落到閃鋅屏上,平均角度為90°,在屏上不同位置統計反射粒子數,得到入射的α粒子中每8 000個粒子有1個要反射回來的統計結果.”
盧瑟福對這個問題苦思了好幾個星期,終於在1910年底,經過數學推算,證明了“只有假設正電球的直徑小於原子作用球的直徑,α粒子穿越單個原子時,才有可能產生大角度散射”,如圖2所示,這是盧瑟福原子有核模型建立的實驗基礎,他的方法和理論開闢了一條正確研究原子結構的途徑,為原子科學的發展建立了不朽的功勳.然而在他提出之初,竟遇到了為時不短的冷遇.例如,1911年第一屆索爾威國際物理討論會,盧瑟福參加了,但在會議記錄中,竟沒有提到盧瑟福的新近工作,1913年,J·J·湯姆孫在做原子模型系列講座時,也沒有提到.有人查過當年的文獻,對盧瑟福的原子模型理論幾乎沒有任何反響,然而,盧瑟福為核心的曼徹斯特大學物理實驗室的同事們繼續堅定地走下去,直到1914~1915年,這個理論終於得到了世人的公認.之後我們又相繼以“愛因斯坦與相對論”、“光的波粒二象性”、“物體的顏色”、“核物理的發展與研究”、“晚年的愛因斯坦”等內容為專題陸續進行了系列培訓,培訓後在學生中引起了巨大反響,有很多學生認為:“原來物理和化學在 某些方面是相通的.”“物理學家發現一個物理規律原來這麼難,歷經幾年的探索,居然得不到人們的認可,如若不是科學家堅忍不拔的毅力和堅持真理的勇氣,研究成果只能付諸東流了.”“要想成就一番事業,必定要經歷磨難,只有堅持不懈的努力與追求,才能成功.”
在初中階段普及物理學史,或許達不到太高的目標與要求,在學生一生中也可能起不到太大的作用,即便是今後學生有可能步入物理研究的領域,或許也想不起來曾經還有位教師用他的執著與熱誠,引領他們一步步親近物理學,但是,作為物理教師,我們有責任也有義務讓學生明白真理探究的歷程,明白科學家嚴謹求實的態度,理解真正的偉人,並不全是天才,後天的奮鬥決定了他的成功.
3 實踐後的反思
錢三強先生曾指出:“物理學發展史是一塊蘊藏著巨大精神財富的寶地.這塊寶地很值得我們去開墾,這些精神財富很值得我們去發掘.如果我們都能重視這塊寶地,把寶貴的精神財富發掘出來,從中吸取營養,獲得教益,我相信對我國的教育事業和人才培養都會是大有益處的.”
物理學的發展經歷了曲折而艱難的歷程,通過物理學史的學習,不僅可以提高學生學習的興趣,更好地理解物理規律,掌握物理知識,還能夠幫助學生樹立鍥而不捨、持之以恆、嚴謹求實的科學態度.初中階段,正是學生人生觀、價值觀、世界觀形成的關鍵時期,是人生良好的科學素養、濃厚的科學興趣、強烈的探究慾望培養的關鍵時期,是物理思維、操作技能創新意識培養的關鍵時期.初中物理教師,在條件允許的情況下,多研究物理學史,在普及基本的物理規律的同時,能夠不失時機地引入物理學史,對於學生興趣和學習態度、人生態度的培養與樹立是很有意義的,說不定還能起到拋磚引玉的作用.
參 考 文 獻
1 夏良英.在高中物理新課程教學中引入近代物理學史的實驗研究.物理教師,2012(10):1~4
2 郭奕玲,沈慧君.物理學史(第2版).北京:清華大學出版社,2005
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