谈高中物理学史的教育方法和策略 摘要物理概念和规律的发现史包含丰富的人文因素与科学思想和科学方法，在新课程实施逐渐深入的情况下，在中学物理教学中抓好物理学史教育是一件十分有意义的事就如何进行物理学史教育，本文从物理学史的教育价值和教育要求，物理学史教学方法和策略等方面作一阐述关键词物理学史教育价值教育要求教育方法和策略最近整理书架之余重新翻阅了朱宏雄教授编写的《物理教育展望》，对于“重视科学思想和科学方法的教育”，“体现物理教育的人文素养价值”方面的论述，笔者觉得抓好物理学史的教育是一个很好的实施途径尽管高中物理新课改已有五年，但在现实应试文化背景下，对科学思想和科学方法的教育和体现物理教育的人文素养价值等做得很不够，物理学史的教学仍然十分薄弱1.物理学史的教育价值物理学史是记载物理学发生、发展的历史，是介绍物理学概念、定理、定律等发现与完善，以及人类对自然界各种物理现象的认识史它不仅记述了物理实验与理论的发展过程，而且记述了物理学家的研究活动就高中物理教育的角度说，物理学史的教学是对学生进行富有成效的科学教学的一种辅助手段，使学生体会科学发现的思想、思维方法以及科学家经历的主要失败和成功活动，对高中学生形成科学思想和科学方法，培养他们的科学精神作用明显。
早在1989年出版的《普及科学──美国2061计划》的总报告指出，“大部分科学概念是缓慢形成的，凝聚着许多研究人员的心血没有历史实例，不论记忆多少一般概念，最多也不过是一些口号从国内外看，科学史与基础科学教育有机相结合可以说已是一种教育改革的必然趋势，高中物理新课程对物理学史的教育比以往的教材更重视2.高中物理课程标准对物理学史的教育要求2003年教育部颁布的《普通高中物理课程标准》提出教科书的编写要重视科学的发生与发展过程，应对科学过程所凝练和升华的科学思维方式和科学研究方法有较为精到的展示，使学习者汲取前辈科学家科学思维和研究方法的滋养，也要以鲜活的资料弘扬其科学精神和献身于科学的意志品质，使学习者受到生动的情感、态度与价值观的熏陶和感染，对科学发现过程与方法的学习体验，有利于健全人格的养成在人教版高中物理课本中，在内容上增加了很多物理学历史知识，主要呈现在“科学足迹”、“科学漫步”、“STS”等栏目中，在高一物理必修1中还破天荒地把“伽利略对自由落体运动的研究”单独作为一节内容作详尽介绍，展示伽利略科学研究的思想和方法，使高一学生在一开始学习物理时就知道和领会科学研究的一般思想方法。
尽管物理学史教育对落实“知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观的三维目标”作用明显，但在普通高中浓厚的应试教育背景下，在物理教学中进行物理学史教育尚存在一些困难和制约因素：有教师认为高考中关于考查物理学史内容的考题几乎没有，教学效果难以评价，在教学中就削弱了对于物理学史教育的重视；认为在教学中进行物理学史教育有时占用了大量时间，往往完成不了规定的教学内容；由于学生课业负担繁重，他们没有时间去阅读物理学史材料因此，在实际中还存在轻视物理学史教育的现实问题怎样进行物理学史教育，在实践中应有将物理学史内容融入物理课程中的教学方法和策略但如果认为物理学史只不过是传授物理知识的载体，或者是物理教学内容的附加，这种重物理知识轻过程的教学倾向，不利于学生科学素养的提升，低估、忽视了物理学史本身具有的教育价值笔者从多年的高中物理教育实践中认为，并不能因其高考不考的评价问题而忽视物理学史教学，物理学史对学生的影响是在潜移默化的、水到渠成的正如著名科学家杨振宁教授所说的那样“学习有两种办法，一个办法是按部就班的，一个办法是渗透性的很多东西是在不知不觉中，经过了一个较长时期的接触,就自己也不知道什么时候已经懂了。
也许，“钱学森教授之问”在物理学史教育方面能给出一部分答案3.高中物理学史的教育方法与策略3.1掌握物理学史的教学方法3.1.1渗透法渗透法是把与物理课程相关的物理学史知识恰当地穿插在物理课堂中来逐步开展物理学史教育的方法物理学史的渗透可以以问题为线索来引入物理学家的轶闻趣事或者以往物理学家研究的过程或片断，此举不仅可以缓解学习者的学习单调性，激发物理学习的热情，可以使学生在心理上和情感上接近科学，增加物理学对学生的亲和力，开拓学生的视野；还可以使他们以一种设身处地体验以往科学家的探究过程，促使他们主动学习和建构知识，并形成严谨的科学态度例如在选修3－2《划时代的发现》教学时，提出问题：“奥斯特实验揭示了电流能产生磁场，那么磁场能否产生电流呢？当时那些物理学家是怎样思考和研究的？”接着让学生阅读课本介绍历史上安培、法拉第等科学家相继提出的“磁生电”的方法，教师补充科拉顿的研究经过：“科拉顿在法拉第发现之前，曾做过这样的实验，他把一个螺线管与电流计相连接，为了避免实验时磁铁对电流计指针的影响，他将电流计放在另一个房间实验时，他将磁铁插入或抽出线圈以后，再跑到另一个房间去观察电流计指针的变化，结果什么也看不到。
在历史材料基础上，让学生讨论、提出几种产生感应电流的猜想：①将导线放在磁场中；②导线在磁场中运动；③磁铁放圈中；④磁铁圈中运动；⑤在套在一起A、B线圈中，线圈A通恒定电流，圈B接电流表然后全班学生进行分组进行实验，根据事实得出结论：在磁铁与闭合回路相对运动或线圈A电流变化的瞬间会产生感应电流再让学生思考科拉顿没有成功的原因在什么地方，“科拉顿的方法暴露出他实验设计的不够严密，如果当时他能安排一名助手在另一房间观察电流计，那么他将最先在这一领域取得突破这一事例从反面告诉我们思考问题和设计实验要科学周密，不能有任何疏忽在课堂渗透时，不需要而讲大量的科学家轶事，这样会喧宾夺主，冲淡主要教学内容的学习物理学史不能为了引入而引入，如果没有必要时就不引入渗透教育要注意与课本结合，与学生的认知能力结合适时适度地的进行课堂渗透是一种有效的进行物理学史教育的主要途径3.1.2还原法还原法是按照认知发展的顺序将与教学内容相关的物理学史料进行组织后贯穿在教学过程中，达到教学目的教学方法要求科学还原那些重要的历史足迹，教学过程是对认知史具体的重演，是很好的过程体验教学方式，而且在很大程度上符合学生的认知发展过程，让学生更容易理解和接受物理规律，并从相关历史事件中广泛吸取科学的思想方法和研究方法以及所蕴含的科学精神与人文精神，把物理学史教育真正实践在课堂教学中。
具体步骤：一是将教学内容相关的物理学的历史发展过程按“问题背景——提出假设——思辨推论——实验检验——假设修正及得出结论”进行整理，以“还原”形成教学内容的“史实”二是将学生对物理知识（教学内容）的一般学习过程，即“观察现象——提出问题——假设或猜测——实验探究——得出结论”，对应到已形成教学内容的物理学史实过程中，形成具体的教学过程例如，在必修2《万有引力定律》教学时，按照教材还原展现牛顿发现万有引力规律的思考和研究过程：⑴太阳对行星的引力使行星围绕太阳运动而不能飞离，是什么力吸引“苹果”落回地面？它们是否属于同一种力？⑵地球对苹果的引力会延伸到月球吗？⑶假设维持月球绕地球运动的引力与使苹果下落的引力是同一种力，应遵从什么规律？⑷怎样进行“月地检验”？⑸怎样得出结论？得出什么结论？再引导学生追寻牛顿的足迹，重演历史过程，动手和动脑，经历“发现”万有引力定律的过程，让他们在万有引力的简洁公式中看到了宇宙的统一与和谐3.2物理学史课程资源的开发和利用策略根据课程标准编写的物理教材尽管通过多样化的方式呈现了丰富多彩的物理学史内容，但这些内容还不能满足老师教学的需求，网络、教参等已经成为教师获取物理学史课程资源的重要渠道。
一是从网络上获取有关物理学家奇妙的构思和重大发现，他们成功与失败等方面的材料展示给学生二是让学生利用电子阅览室搜集整理物理科学发展资料，自主地了解物理发展的历史三是以校本选修课的形式定期举办物理学史讲座，或利用班会课在教室里以班为单位进行在讲座过程中可以采用多媒体设施，提高趣味性讲座内容要选择适合学生认知水平、便于学生理解和激发学生兴趣的，因为物理学家的思维水平与学生思维水平间存在着一定程度的差异，学生可能很难深刻地理解他们的思维方法和技巧3.3提高教师物理学史教育素养的策略教师对物理学史知识的丰富程度直接影响到他们在教学中对物理学史的教育运用为更好地完成物理教育的目的任务和“三维目标”要求，教师不能只掌握物理学本身的概念、规律和理论，物理教师最低限度要掌握物理学知识、物理学史知识、物理方法论知识这三方面的专业知识教师平时要购买和阅读有关物理学史的读物，包括教参和网上搜索阅读，教师只有对物理学史的内容有全面、深入的了解，才能对其作出合理取舍，设计出符合中学生思维和认识水平的教学方案同时要求教师能够创造性地使用教材，除选入教材的物理学史知识外，还要补充与物理知识直接相关的物理学史内容在教学中教师还要特别关注物理学研究中概念、学说、规律是怎样建立的、怎样形成的，这也是教师了解学生学习难点的有效途径。
因为历史上物理学家在形成物理概念，发现物理规律的过程中所遇到的困难，所产生的种种想法（其中包括很多错误想法），所做出的种种判断（包括一些错误判断）等，学生在学习过程中往往也会遇到和发生熟知物理学史的教师，能够比较了解学生在学习过程中可能出现的问题和困难，进而将之作为教学重点和难点，并有针对性地帮助学生克服认识上的困难，排除误解和疑问，加深他们对物理学知识的理解，提高课堂教学效益参考文现【1】朱宏雄.物理教育展望.上海:华东师大出版社，2002.【2】美国促进科学协会著.面向全体美国人的科学.中国科学技术协会译.北京:科学普及出版社，2001.【3】田蕾.中学物理引入物理学史的实践.内蒙古教育，2009，（9）【4】教育部.《普通高中物理课程标准》.2003年4月 -全文完-。