物理學史范例6篇

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物理學史

物理學史范文1

關鍵詞:高中物理;物理學史;科學素養

我國的教學體制不斷改革,對高中物理提出了新的教學要求,一方面教師要教授給學生專業的物理知識,另一方面物理教師應該促進學生的全面發展。為了實現教學改革的目標,教師應該在教學的過程中滲透物理學史。在高中物理教學中引入物理學史可以激發學生物理學習興趣,讓學生對物理知識追根溯源,培養學生發現問題和分析問題的能力,為學生日后的學習奠定基礎。

一、在高中物理教學中引入物理學史,激發學生的學習興趣

興趣是最好的老師,學生只有對物理課程產生興趣,才能將注意力集中到課堂上,以頑強的毅力去克服學習生活中的困難。教師將物理學史引入課堂的過程中,可以為學生呈現物理這一科學理體系論的建立過程,再現物理科學知識的發現過程,以及科學家們對人類社會發展所作出的貢獻,激發學生學習物理的興趣。比如,教師在講萬有引力定律的時候,可以介紹牛頓發現了萬有引力的故事。1666年,23歲的牛頓還是劍橋大學的學生,牛頓的好奇心和探索欲非常強,他經常思考,為什么地球會繞著太陽轉?為什么月球不會掉落在地球上?一次牛頓坐在果園中,突然聽到蘋果落地的聲音,牛頓由蘋果落地聯想到了月球和地球的關系。在第二天,牛頓看見小外甥在玩小球,外甥慢慢搖擺小球,然后越來越快,最終小球被徑直拋出。牛頓從這一現象中猛地意識到月球和小球的運動極為相像,月球對動力和重力的拉力同時作用于月球,使月球不會掉落到地球上,而正是因為重力的作用,蘋果才會落地。牛頓之后展開了實驗研究,最終證明重力是“萬有”的,提出了萬有引力定律。很多學生知道牛頓,知道萬有引力,單純直接學習這一知識學生會覺得枯燥乏味,教師通過在課堂上介紹物理學史,可以激發學生對物理學家的崇拜之情,然后讓學生把崇拜之情轉化成學習的動力。

二、在高中物理教學中引入物理學史,培養學生的求實精神

物理學的知識包括物理概念和物理規律等,其中最重要的知識就是物理概念。物理概念一般比較抽象,學生在理解時有一定難度,因此教師應該在物理概念講解中引入物理學史,讓學生正確全面地把握物理概念,培養學生的求實精神。在講慣性的概念時,教師可以引入概念產生的歷史。慣性的概念發展經歷了較長時間的歷史,從亞里士多德的“強迫運動定律”,到伽利略進行理想的斜面實驗,然后再到笛卡爾的慣性原理,最終到牛頓的“第一運動定律”。不同的物理學家對這個概念進行優化和完善,終于確定了最后的概念內涵。教師在物理概念講解時滲透物理學史,可以從縱向的角度讓學生了解概念的形成過程,從而加深對概念的掌握。

三、在高中物理教學中引入物理學史,增強學生的創新能力

高中物理學科具有很強的客觀性,要求學生不迷信權威,以發展變化的思想去審視一切科學假說和科學理論。但是在傳統的物理課堂中,教師只注重知識的灌輸性傳授,沒有對科學理論進行講解,使學生發現問題、提出問題的能力逐漸被削弱,阻礙了學生創新能力的培養。對此,高中物理教師必須在教學過程中引入物理學史。比如,在講愛因斯坦的相對論時,可以突出科學家的批判精神和創新能力。愛因斯坦在16歲時,就在書本上了解到光是以很快的速度前進的電磁波,于是他產生了一個疑問,如果一個人以光的速度向前運動,世界會發生怎樣的變化?在這種思想的引導下,愛因斯坦學習了電磁學、力學的相關理論,并從哲學中吸收營養,對之前科學理論進行了大膽創新,提出了狹義相對論理念,最終得到了世界的廣泛關注。從這個故事可以看出,培養問題意識和發展創新思維非常重要,學生從教師的講授中可以認識到這二者的重要性,從而提高自身的素質水平。

四、在高中物理教學中引入物理學史,培養學生的辯證思維

物理學的發展歷史表明,物理學和哲學有著重要的關系,因此教師應該將物理學史引入高中物理教學中,培養學生的辯證思維。比如,以上述愛因斯坦提出狹義相對論為例,教師可以把“新事物一定會戰勝舊事物”的觀念融合進去,讓學生以發展的眼光看問題。再比如,在講萬有引力定律時,教師可以把“物質是普遍聯系的”這一觀念融合進去,讓學生以聯系的眼光看問題,在潛移默化中培養自己的辯證思維。隨著教學體制的改革,高中物理教師不僅要教授給學生物理知識,更要培養學生的科學素養,物理學史對提高學生的科學素養具有重要作用,因此教師在課堂上應該引入物理學史。

參考文獻:

[1]劉海東.謅議高中物理教學中如何引入物理學史培養學生的科學素養[J].中學課程輔導:教學研究,2014(23):34-35.

[2]徐志才.高中物理教學中如何引入物理學史培養學生的科學素養[J].考試周刊,2011(11):178-179.

物理學史范文2

        高中物理課程標準中明確提出,高中物理教學旨在進一步提高學生的科學素養,從知識與技能、過程與方法、情感態度與價值觀三個方面培養學生,使學生通過高中物理的學習逐步養成科學方法、科學態度、科學思維習慣、科學世界觀,引導學生認識科學和技術的差別、科學技術對社會的影響、技術對環境的影響,強調認識和領悟科學的本質、科學與人文的關系,培養學生的社會責任感等。

        可見,高中物理教學要讓學生經歷科學探究過程、了解物理學的研究方法、理解物理學的發展歷史,從物理學發展的歷程中領悟到科學事業的本質特性,體會物理學對經濟和社會發展的貢獻、深刻地理解物理學與人的存在關系,以及科學的發展對人的精神世界的影響,逐步形成科學態度和科學精神。而物理學史集中地體現了人類探索和逐步認識物理世界的現象、特性、規律和本質的歷程,在高中物理學中加強物理學史教育,展現歷史上物理學家探索物理世界奧秘的艱辛歷程,以其中的歡樂、困惑、驚奇和哲理去感染學生,把物理知識的邏輯展開與物理學認識的歷史發展有機結合起來,將物理教學過程設計成是把“凝固的文化激活”的過程,把文化傳播和學習轉化成為歷史上的創造者與今天的文化學習者之間的對話,讓學生以物理學家認識世界本來面目的態度去認識世界,確立物理學的歷史意識,在獲得物理知識的同時,全面提高學生的科學素養。 

        在物理學史中有不少偉人,他們都為了揭示自然真理做出過巨大貢獻,并取得了輝煌成就,但隨著科學的發展,人們不得不否定這些先輩們的某些錯誤結論和不正確猜想。亞里士多德的很多物理知識,如“力是維持物體運動的原因”被人們接受了上千年,但伽利略通過“斜面小球滾動”實驗的理想化分析,正確認識到物體運動并不需要力的維持,從而讓人們知道亞里士多德也有錯誤的認識;關于光是波動說還是粒子說的爭論,有很多科學家都參與其中,經典力學奠基人牛頓就是粒子說的代表,但當托馬斯·楊的“雙縫干涉”實驗成功時,這位物理巨匠也不得不承認光的波動說;諾貝爾物理學獎獲得者約瑟夫·約翰·湯姆遜發現了電子,并提出原子的“棗糕式”原子模型,但當他的學生盧瑟福發現“α粒子散射”實驗后,他的“棗糕式”原子模型無論如何也不能解釋這一實驗現象,為此學生盧瑟福的“核式”原子模型取代了老師湯姆遜的“棗糕式”原子模型……這眾多物理學史一定能讓學生明白,在科學真理面前,人人是平等的,在這里,只要你努力探索,科學的大門就一定會為你打開,不論你多么渺小,都將獲得人們的肯定和贊許。

        新課改下的物理學史是學生綜合能力的體現。學習理科,已經不只是能做幾道練習題,而是注重學習的過程,知識來龍去脈,知道知識的產生,發現,以及知識在實踐中的應用,并且進行創新和發展,這才是課改的真正目的??梢?,學好物理學史在這一點上有著不可替代的作用效果,所以在此建議各位物理教師和學生不能輕視物理學史在教學中的地位。 

物理學史范文3

關鍵詞:物理學史;課堂實踐;教育功能

《普通高中物理課程標準》要求:高中物理課程應體現物理學與文化、經濟和社會互動發展的時代性要求,肩負提高學生科學素養,促進學生全面發展的重任。作為貫徹這一指導思想的重要手段之一,物理學史在這方面可以發揮很大的作用。隨著新課程的推進,越來越多的教學實踐和教育研究開始關注物理學史。本文通過大量案例的運用介紹,探索滲透物理學史的課堂教學,希望可以起到拋磚引玉的作用。

一、在教學中滲透物理學史的必要性

物理學是人類社會生產實踐的產物。隨著人類對客觀世界認識的不斷深入,物理學也經歷了一個不斷積累發展的過程。物理學中的每一個概念、定律和理論,都有一個萌芽、形成和發展的曲折過程。

但在傳統教學中,人類對物理學認識的歷史往往被忽視,學生只有通過具體的公式、定律或者單位中所冠的人名,才模糊地窺視到一點點歷史的端倪。這樣的做法,既容易使學生把科學家當成具有“超人智慧”的圣哲,從而產生畏懼心理,又不能對物理學的深刻本質了解透徹。

在教學中,如果能把物理學形成和發展的過程從大量歷史資料中整理概括出來,滲透在教學的各個環節,從知識層面講,可以更好地揭示物理發展的歷史足跡,概括出物理學研究的基本規律;從科學思維和情感態度與價值觀的角度來講,還可以增強物理教學的趣味性、思想性,進一步提高教學質量,因而得到越來越多教師的肯定和運用。

二、教材中滲透物理學史的幾個典型案例

人教版教材非常重視“充分展現和利用物理學史”這一要求。既有完整的章節介紹重大發現的來龍去脈,還通過“科學漫步”“信息窗”等欄目對代表人物、評價或意義作了補充說明。使學生既學到了基本規律和概念,又不失興趣,得到多維度的素質培養。在這里試舉幾例:

1.伽利略對自由落體的研究

伽利略的運動理論,是經典力學的開創性工作。尤其是他對自由落體的研究更是其科學思想和方法的集中體現。教材中用了完整的一節對這部分歷史作了詳盡的介紹。

從內容上看,這一節主要分為三部分:一是介紹了時代背景,二是脈絡清晰地介紹了發現過程,三是對伽利略“科學實驗法”進行了總結和評價。應該說一和二都寫得很精彩,推理邏輯嚴謹,文字表述生動。然而真正出彩的還是第三部分,正如教材所言:“伽利略之前的科學躊躇于泥途荒灘,因而千年徘徊。從伽利略開始,大師輩出,經典如云,近代科學的大門從此打開了”。比自由落體研究本身更可貴的,正是這一種“勇氣”和科學的方法態度,這對學生今后物理的學習乃至人生的發展都有深遠意義。

2.牛頓對萬有引力的研究

教材對萬有引力規律發現過程的描繪也是濃墨重彩。這里重點談了兩個內容:一是如何從開普勒定律發展到天體間力學的研究。牛頓從自己提出的運動定律出發,結合開普勒定律,證實了天體間的力是相互的,從力學上解釋了開普勒定律。二是進一步推廣這一規律,最終發展成萬有引力定律。這里最重要的就是講述了經典的“月地檢驗”。牛頓勇于探索的魄力、膽識和驚人的想象力、對事物普遍意義的敏感性,造就了偉大的發現,也成就了自己經典力學奠基人的地位。

通過這段歷史的回顧,給學生以這樣的啟示:物理學的重大理論的發現,不僅是簡單的實驗結果的總結,還需要直覺和想象力、大膽的猜想和假設,再引入合理模型、深刻的洞察力、嚴謹的數學處理和邏輯思維。這必然是一個充滿曲折和艱辛的過程。

三、滲透物理學史的課堂實踐

1.牛頓第一定律的提出

作為經典力學的兩大偉人,伽利略和牛頓都為經典力學的建立作出了巨大貢獻。在講述牛頓運動定律之前,回顧一下對受力和運動關系問題的探討,可以感受物理學史上的傳承和發展。

(1)亞里士多德認為必須有力作用在物體上物體才能運動,沒有力的作用,物體就要靜止下來。

(2)伽利略的觀點是:在水平面上運動的物體之所以會停下來,是因為受到摩擦力的緣故。若沒有摩擦力,它的速度應該不增不減,球將永遠滾動下去。隨即提出了物理學史上著名的理想實驗,對自己的觀點進行了證明。

(3)笛卡兒認為,如果沒有其他原因,運動的物體將繼續以同一速度沿著一條直線運動,既不會停下來,也不會偏離原來的方向。

(4)牛頓在大量前人研究的基礎上最終歸納出了牛頓第一運動定律。

在此處,為了培養學生的愛國熱情還可以介紹一下我國古代對這一問題的研究成果:早在兩千多年前的《墨經》中就對力和運動的關系給出了正確的結論,書中指出:“力,形之所以奮也。”這里的“形”指物體,“奮”是指物體由靜到動,動而愈速。所以,這句話的意思是:力是使“物體由靜到動、動而愈速”的原因。

2.介紹人類宇宙觀的發展

在“行星運動”這一節可以先介紹古今中外歷史觀的異同,一來引發學生的學習興趣,二來也能夠更好地理解開普勒定律。

(1)古代中國的宇宙觀

①蓋天說:是中國最早的宇宙觀,可能起源于殷周時期。在《周髀》中有“天圓如張蓋,地方如棋局”的記載。蓋天說的本質就是“天圓地方”,并且認為天地相距八萬里。

②渾天說:是中國古代影響最廣的宇宙觀,代表人物是張衡。《渾天儀圖注》中寫道:“渾天如雞子,天體圓如彈丸,地如雞中黃,孤居于內,天大而地小”。渾天說的本質觀點是:大地是球形的,地球是宇宙中心。

③晝夜說:是中國古代最先進的宇宙觀,它認為宇宙是廣袤無垠并且充滿氣的空間,日月星辰在其中運行,沒有任何幾何學的構思。晝夜說以無限的宇宙取代了有限的天球,是非常深刻的。

(2)古希臘的宇宙觀

①米利都學派,認為地球像一個圓盤或圓筒浮在水上,地靜止不動。

②畢達哥拉斯學派,企圖用“數的和諧”來建立宇宙的理論。他們認為球體是最完美的幾何形體,所以斷言宇宙是球形的。其他天體也是球體,繞共同的球心作勻速圓周運動。

③柏拉圖學派,對畢達哥拉斯學派進一步發展,認為地球就是所有天體共同的球心。

④地心說,為了克服柏拉圖學派中遇到的問題,阿波羅尼提出了“本輪―均輪”結構模型,后經希帕克斯和托勒密的改進,最終形成了流行1400多年的“地心說”。

⑤太陽中心說,阿里斯塔克提出,地球不是宇宙中心,太陽才是。地球每年繞太陽運轉一周,又每天自轉一周??上目捶ú粸楫敃r的人們所理解,很快就被埋沒了。

(3)近代宇宙觀

①哥白尼認為宇宙與自然是最美的,而美的東西一定是簡單與和諧的,這與“80個輪上輪”顯然不一致。他的眼光跳出了地心說,再次轉向日心說。

②哥白尼雖然提出了日心說,但一直不敢發表,直到臨死前才拿出來。而布魯諾將它公開說了出來,為此被宗教裁判燒死在羅馬的鮮花廣場。

③第谷對天文觀測有著濃厚的興趣,他認為要建立科學的星體運動理論,必須先精確地掌握星體的位置。為此第谷付出了畢生的心血,歷經20余年編制了777個星體的位置圖表,至今仍有利用價值。

④開普勒是第谷的助手,他以數學的和諧性探索宇宙,在天文學方面作出了巨大的貢獻,提出了著名的“開普勒行星運動定律”。

通過這樣系統的介紹,為學生呈現了人類文明的發展進步,理清天文學的研究脈絡,對培養學生的人文主義情懷影響深遠。

總之,在課堂教學中如果能夠充分發揮物理學史的教育功能,不僅可以點綴物理課堂,使課堂教學生動活潑,還能帶給學生心靈的沖擊,提高他們的人文素養,這一手段在新課程背景下的課堂教學中乃是大有可為的。

參考文獻:

物理學史范文4

近年來,幼師學生絕大多數物理基礎差,很多學生對物理充滿了恐懼,學習物理不自覺、不主動、作業不能獨立完成,對物理毫無興趣?!芭d趣是最好的老師”,只有學生對物理有了直接或間接興趣,才能養成良好的物理學習習慣。要培養學生的濃厚的物理興趣,不僅要求我們把日常生活、生產勞動中一些學生感興趣的現象、問題與教材、課堂緊密聯系起來,使學生認識到學習物理有助于幫助自己以后成為一名優秀的幼兒教育工作者,還須把物理學史引入到物理教學中,把物理理論發現建立的過程,物理發明對人類文明的貢獻用生動的事例展現給學生。并通過介紹物理學家的故事和物理學的未解之謎激發學生的物理興趣。如講《重核的裂變》時,首先介紹原子彈就是利用核裂變的原理工作的,接著介紹原子彈的產生來自曼哈頓計劃:一批遭到德國法西斯迫害的猶太科學家逃到美國,說出了希特勒正在研制圓周彈的秘密。美國召集各國許多優秀科學家,決定先于德國研制出原子彈,兩年后成功完成。為了削弱蘇聯在戰勝日本的作用,美國先后在日本的廣島、長崎投下兩顆原子彈。給兩座城市造成了巨大的傷亡,迫使日本不得不無條件投降。大部分原子彈研制的創議者又成了反核戰爭的積極分子,原子彈之父--哦本海默本人則辭去了職務,去進行宇宙線的純科學研究。學生在聽這段物理學史的時候,全都全神貫注,激起了興趣,為后面重核裂變原理做了很好的鋪墊。在介紹百慕大的神秘時,很多學生下課后還意猶未盡,說還想聽,再上一節課吧。還有一些物理學家的生平等,教學中,適當的做一些必要的歷史回顧,能激起學生學習物理的熱情,課堂教學效果也事半功倍。

二、培養學生良好的意志和品德

物理教學的基本任務除了向學生傳授基本的物理知識和技能外,還應發展學生的認識能力,提高學生的人文素養,養成良好的品德和非智力因素。在物理教學中,引入物理學家的故事,提煉物理學家的精神,可幫助學生形成正確的世界觀、人生觀和價值觀。各個科學家的出身、生活經歷可能不同,但他們的思想品質有一個共同的特點:對科學有濃厚持久的興趣和執著的追求,具有堅毅不拔的毅力和鏡而不舍的精神,還有自身的閃光品質。物理課堂教學中適當引入科學家的故事,可對學生進行意志和品德教育^如學《萬有引力》時,引入大科學家牛頓的故事:從不居功自傲在生命快要結束時,向世人說了這樣二句話:“我不知世人是怎樣看我,但是我自己看來,我只是象一個在海濱玩耍的孩子,一會兒找到一顆特別光滑的卵石,一會兒發現一只異常美麗的貝殼。就這樣使自己娛樂、消遣;而與此同時,真理的大海在我眼前還未被認識、被發現。”“如果我所見的要遠一些,那是因為我站在巨人們肩膀上的緣故。“他的謙遜的精神誰能比及?被譽為電磁學的帶路人——法拉第,一生中得到的榮譽不計其數,但他從不喜形于色,拿出來弦耀,人們不解地問,他憨然一笑,答道:“我不能說這些榮譽不珍貴,不過我從來不是為了追求這些榮譽而工作的?!狈ɡ诒梢暯疱X、地位和權勢,他謙虛,樸實、安于清貧,把一生獻給了科學事業。還有一些物理學家勇于追求真理,勇于獻身科學事業。如介紹地心說和日心說時,引入布魯諾為了堅持日心說被天主教會誘騙、燒死在羅馬的鮮花廣場上的故事;“近代科學之父”伽利略也因為堅持曰心說被羅馬教皇終身監禁。還有一些科學家不怕失敗,愈挫愈勇,如發明大王愛迪生,經歷了無數次的失敗后,終于對電燈的研究取得突破;法拉第在10年的探索中,遭遇了許多次失敗,最終發現了電磁感應現象。倫琴經歷了許多次失敗,最終發現了X射線,盧瑟福發現了原子的核式結構等。他們雖然經歷了很多次失敗,但仍銀而不舍,這種堅忍不拔的毅力和執著追求的精神能夠感染和教育著學生們。

三、激發學生的愛國熱情喚起學生的民族自尊心和自豪感

我國是文明古國,在物理學的理論和實踐方面有著輝煌的成就。如先秦時期的《墨經》主要成就在力學與光學方面。漢代王充的《論衡》是中國中古時期的百科全書。宋代沈括的《夢溪筆談》具有很高的科學價值,被稱為“中國科學史上的坐標”,在唐代,《玄真子》中記敘了人造虹的簡單實驗:“背日噴水”。這些在當時都是遙遙領先的。指南針、地球儀、船鬧、石拱橋、火箭等都是我國最先發明的。1900年前就發明了水力發電機;2400年前就有小孔成像的記載。教學中結合教材內容,介紹我國在物理學方面的杰出貢獻,可以使學生了解我國古代的燦爛文化,激發民族自豪感和自信心。如學反沖運動時介紹我國航天發展的歷史,介紹錢學森的故事;介紹神州系列的發射成功,實現了中華民族的飛天夢想等。物理課堂教學中生動的史料講述能激起學生的愛國熱情,達到對學生進行愛國主義教育的目的。

物理學史范文5

一、亞里士多德真的一無是處嗎?

一提到亞里士多德學生就覺得這人是笨蛋,什么都是錯誤的,他們并不了解亞里士多德在歷史上的地位,其實亞里士多德是集古希臘科學文化知識之大成的百科全書式的思想家,他不僅為后來的許多科學門類奠定了基礎,也把古希臘好學深思的精神發展到了頂峰.在他死后的幾百年中,再也沒有出現過一個人有勇氣和智力像他那樣對全部知識進行系統考察和全面掌握.他那浩如煙海的著作成為全人類的精神財富,而其偉大的思想不僅一度統治過整個歐洲,也為后來的思想家留下了標尺,為人類的后輩在追求知識的路上留下了一座豐碑.他的思想對人類產生了深遠地影響.他創立了形式邏輯學,豐富和發展了哲學的各個分支學科,對科學等作出了巨大的貢獻.

二、奧斯特的成功絕非偶然

19世紀靜電學已經發展得很成熟,與此平行的磁學也找到了類似的平方反比的作用力,但究竟電和磁之間究竟有什么牽連幾十年來都不甚明了.一直到電池問世,人們可以獲得穩恒的電流時,這個謎底才在1820年被丹麥物理學家奧斯特揭開.奧斯特也是“偶然”發現通以電流的導線邊上的磁針奇跡般地發生了偏轉,這一發現當即轟動一時,當年的著名科學刊物《化學和物理學年鑒》破例將他的論文全文刊載,附的編者按也頗耐人尋味:“讀者們一定都知道,本刊從不輕易支持宣稱有驚人發現的報告,至今我們仍以能堅持這一方針而自詡,然而奧斯特先生的文章顯然是個例外,他的結果看起來無論怎么光怪陸離,但每一個數據都是準確無誤的,誰也找不到絲毫漏洞.” 難道真是奧斯特的幸運嗎?

奧斯特早在大學時就深受康德哲學思想的影響,認為各種自然力都來自同一根源,可以相互轉化.富蘭克林曾發現萊頓瓶放電后鋼針可以被磁化.奧斯特據此認為電和磁之間存在必然的聯系,在一定條件下,電可以轉化為磁.奧斯特仔細地審查了庫侖的論斷,發現庫侖研究的對象全是靜電和靜磁,確實不可能轉化.他猜測,非靜電、非靜磁可能是轉化的條件,應該轉移到電流和磁體有沒有相互作用的課題上去.由于牛頓思想的影響,人們對力的認識是:力都是沿著物體連線的方向,受這個觀念的局限,奧斯特總是把磁針放在導線的延長線上,實驗均失敗.可見,奧斯特一直尋找著電流的磁場,他也經歷了很多研究過程,查閱資料、反復實驗,因為他是一個有準備的人,一個微弱的現象,才能被他牢牢地抓住,轉化為一個偉大的研究結論.說是偶然發現,也蘊含了必然的結果.

三、科拉頓真的是缺個助手嗎?

1825年,瑞典物理學家丹尼爾?克拉頓(Daniel Colladon 1802―1892)做了這樣一個實驗,他將一個磁鐵插入連有靈敏電流計的螺旋線圈,來觀察在線圈中是否有電流產生.但在實驗時,科拉頓為了排除磁鐵移動時對靈敏電流計的影響,他通過很長的導線把接在螺旋線圈上的靈敏電流計放到另一間房里他想,反正產生的電流應該是“穩定”的(當時科學界都認為利用磁場產生的電應該是“穩定”的),插入磁鐵后,如果有電流,跑到另一間房里觀察也來得及就這樣,克拉頓開始了實驗.然而,無論他跑得多快,他看到的電流計指針都是指在“0”刻度的位置.克拉頓失敗了,克拉頓的這個失敗,是一個什么樣的失敗呢?有人說,這是一次“真正的失敗”.因為克拉頓沒能轉變思想,沒有從“穩態”的猜想轉變到“暫態”的考慮上來,所以他想不到請個助手幫一下忙、或者把電流計拿到同一間房里來,克拉頓只能留下永遠的遺憾.那么我們在學習中是不是也有類似的現象呢?

四、法拉第的奇跡

法拉第的崛起才真正算得上是一個奇跡.這位從小生長在倫敦郊外貧民窟里的孩子,一生所受到的正規教育不過才兩年.連他自己都認為一生的最大出息也不過是一個出色的手藝工人而已,可是當時萬業蕭條,連靠手藝吃飯都成夢想,不得已法拉第浪跡倫敦,什么樣的粗活重活都干過,包括打鐵,喂馬,送報,烤面包等等,最后的一份工作總算是固定下來了,幫人裝訂書報.

可是法拉第也算是不世奇才,那個印刷廠出版的多是科技圖書,他在裝訂的間隙閑極無聊,干脆讀一些裝訂的書頁為樂,開始他連字都認不全,但后來居然對其中的電和磁之類的東西大感興趣.下工之后,他經常在工友中宣講自己對電磁學的理解,人人都聽得昏昏欲睡,唯獨他意興盎然,最后一位老工人勸他道:“你和我們這些粗人有什么可說的呢,應該去找那些吃白面包的人呀.”

那些吃白面包的人都是上層人士,自己奈何能見到他們?再三思量之下,法拉第決定的物理學家中卻沒有一個及得上他,是法拉第首先證實了電荷守恒,研究了光的偏振面在強磁場中的旋轉,揭示了抗磁性和順磁性,在化學上也是碩果累累,他制造出包括苯,丁烯在內無數的有機物,成功地液化了二氧化碳,氯氣,二氧化硫等氣體,接連不斷地創出新的低溫記錄.

但所有這一切比起他提出的場的觀念,都不免黯然失色了.法拉第的數學基礎不好,這是不爭的事實.當時的物理學家各個都擅長用復雜的數學公式來表達物理思想,法拉第就經常合不上拍,但他也有自己的一套辦法,用圖解的方法表示出電磁場的分布.法拉第稱之為力線,并在講演中經常使用,開始大家都不免竊竊私笑,但沒有人料到,這些力線實在是牛頓時代以來物理基礎理論的一次最重要的變革.

以前人們的潛意識中都持有的是超距作用的觀點,即物質之間相互作用的傳遞根

本是不需要時間的,力本身就是物質的屬性,至于它怎樣產生是無法說明的.

物理學史范文6

[摘要]物理學是自然科學的重要組成部分,整個物理學的發展史就是一部美學的發展史。它充分展現了物理公式和規律、表達形式、時間和空間、研究問題的手段和方法探究過程的簡單、對稱、和諧、統一美。在高中物理教學中,適時給學生進行物理學史的教育,使學生在美的感受中愛學、樂學物理知識,對其健全的人格的形成,更好地實現新課程提出的三維目標,很有意義。

[關鍵詞]物理學史 物理學美 價值

中學物理教育不僅要對學生進行物理知識的教育,還應在教學過程中對學生進行審美教育。物理學的發展史集中體現了人類探索和認識客觀世界的現象、特性、規律和本質的歷程。物理學史告訴人們,每一個物理概念和規律的形成,都是匯集著許多人艱辛的努力,常常需要幾十年乃至上百年的努力,才能邁出有意義的幾步。物理學美不僅體現在物理知識的形式上、內容上、結構上、物理學的研究方法上,而且體現在科學探索的過程中,體現在物理學家們的非凡的想象力,探索精神和高尚的思想品德上;通過物理學史展示物理學家求真、求美的過程,讓學生感受科學家探索未知世界的過程,感受他們尊重自然、尊重客觀意志的“真”,體會他們推動發展的動機的“善”,不屈不饒的科學精神,高尚的人格,堅強的毅力等,達到以美感人,以美育人的目的,引導學生自己去追求和創造物理美,并將美的認識轉化為追求美的自覺行動。

一、通過物理學史,感受經典實驗的美妙,體會科學方法美

科學方法是人類智慧的結晶,是人們在認識和改造世界的實踐活動中總結出來的正確思維和行動方式。物理學史證明科學理論的重大突破,必然伴隨著新的科學方法的誕生。在物理學史上有很多精美的物理實驗,不但在實驗設計上極具創造性,而且實驗裝置設計上非常具有新穎性和實驗技術上具有藝術性,經過艱辛的過程,通過長時間的努力,克服無數困難,才做出物理學上的重大發現或技術上的偉大發明。在教學中充分展示這些精湛優美的實驗可以使學生發現和體驗物理實驗的精彩和美妙。例如:引力常數的測量,在牛頓發現萬有引力定律一百年后,卡文笛許設計出扭秤實驗,通過三次巧妙放大,將力的測量變換為力矩的測量;又將力矩的測量轉變為石英絲轉動角度的測量;再將轉動角度的測量轉變為光點移動距離的測量。這一精妙設計終于獲得了歷史性的突破,測出了這一微小的引力常量。著名的伽利略“斜面圓球滾動實驗”,就給人一種簡潔的美,它的美體現在對實物形態實驗的超越,使實驗條件、實驗過程在思維中以理想化的方式表現出來,通過猜想、設計、推理,由有限個實驗歸納出一般的結論,沒有考證所有可能的情況。講述這段物理學史,使學生了解到伽利略開創了把物理實驗與科學思維相結合的物理學研究方法,是人類思想史上最偉大的成就之一,而且標志著物理學的真正開端。伽里略在物理學史上占有重要地位。被后世譽為“近代科學之父”,這不僅與他在科學上的偉大成就有關、而且與他在科學方法上的革命性轉變分不開。正是由于他在科學方法上的創新、引導自然科學走上了正確的道路。

二、通過物理學史,感受科學家的精神美、人格美、毅力美

在物理教材中涉及到許多中外著名物理學家。他們生平大量動人的事跡,尤其是不怕挫折的拼搏精神、愛國奉獻的敬業精神和相互協作的精神都是—部絕好的美育教才,能激起學生心靈的震動。教學過程中,若能讓學生了解物理學家勇于探索,實事求是的科學精神;以苦為樂,頑強拼搏的不屈精神;只圖貢獻,不求索取的奉獻精神;堅持真理,并為捍衛真理不怕犧牲的獻身精神等。這無疑是最理想、最成功的情感教育。

物理學史表明,物理學大廈并不都是成功者創造的,它是成功者與失敗者共同創造的。焦耳為準確測得各種情況下熱功當量值,歷經40年,進行了400多次實驗。法拉第“磁生電”經過十年的研究;居里夫人為了從瀝青鈾礦中提煉出純凈的鐳,經過近一千三百五十個日日夜夜的奮戰,從8噸鈾瀝青礦渣中提煉出0. 12克純氯化鐳,開普勒在困境中還是堅持對行星運動的研究,從大量的觀測數據中,花了近十年的時間,計算出了行星運動的三大定律等等;愛迪生為了尋找一種合適的燈絲,試用了一千六百多種材料。所以愛迪生說:“失敗也有我需要的……”。還有許許多多的物理學家,他們堅持不懈地探索的科學精神和獻身科學、捍衛真理的感人事跡,光輝的言行和高尚的品格,為人處世和愛國主義的熱情,無不顯示了物理學家的精神美。因此在教學中引入物理學史的實例,通過講述這些物理學史來培養學生嚴肅認真、實事求是的科學態度和銳意進取、百折不撓、不斷創新的科學精神,激勵學生以科學家在創造偉大業績所表現的人格力量為楷模,樹立科學的世界觀和人生觀,確立為科學真理而獻身的崇高品質。

三、通過物理學史,激發學生科學審美情趣和提高對科學美的審美能力

自然界本身是一個簡單、和諧、統一的整體,作為描述和揭示自然現象和規律的物理科學也應是簡單、和諧和統一的?!岸鄻咏y一”是人類追求的永恒主題。整個物理學史,在某種程度上也可以說是物理學大師們為建立統一的物理理論的奮斗史,也是物理學家追求美的歷史。牛頓為追求天體運動和地面物體運動的完美統一發現了萬有引力定律;焦耳為追求熱與功的完美統一測出了熱功當量;法拉第為追求電和磁的完美統一發現了電磁感應現象;愛因斯坦為追求時間與空間的完美統一發現了相對論、為追求質量與能量的完美統一發現了質能方程等等。作為支撐經典物理大廈的牛頓運動定律,在宏觀低速領域,實實在在地展現其簡潔和完美;而作為現代物理大廈支柱的相對論和量子力學,又從更廣闊領域描繪了一幅極其簡潔的物質組構和運動的生動圖像。科學的美,還體現在科學技術的巨大進步上,海王星與冥王星的發現、人造衛星的升空、原子彈的制造等等,這些無不叫人驚嘆科學的偉大。在物理教學中滲透科學家追求科學完美的典型事例能促進學生對科學美的認識轉化為對科學美的追求。

四、利用物理學史,激發學生的愛國熱情

物理學史是一部科學文明的發展史,在物理教學中,結合教學內容介紹我國古代在物理學方面對世界的卓越貢獻和我國現代物理學相關技術的飛速發展及成就,這既能使學生了解祖國燦爛輝煌的文化,培養學生民族自尊心和自豪感,又能增強學生的民族自信心,激發學生愛祖國愛民族的熱情;介紹物理學的前沿知識,了解當前我國現代物理學相關技術與世界科技發展存在的差距,這樣不僅能使學生開闊眼界,領略了知識的巨大力量和科學技術的日新月異,還能使學生感受物理學美和人類智慧美。從而激發學生的求知欲,喚起學生的時代責任感與使命感,有勇氣肩負祖國賦予的使命,樹立為提高我國科技水平而勤奮學習、刻苦鉆研、勇于探索、獻身科學的信念。

例如,我們講述“聲波”時,就要講講北京天壇絕妙建筑;在學習“原子和原子核”時,就應提到在現代物理前沿領域所作的巨大成就的李政道、楊振寧、丁肇中等科學家;在講“超導”時,應介紹我國在超導材料方面所做出的巨大貢獻;我們在講述“天體運動”時,不能不介紹“神五”、“神六”、“神七”“嫦娥一號”的發射,介紹我國航天技術的現狀和發展,介紹平均年齡只有三十歲的航天人。學生會為自己的祖國感到自豪,為這樣一群年輕人而感到自豪。這不但能激起學生的學習興趣、民族自豪感、使命感和責任感,還能激發學生愛國熱情,報國之心。

五、通過物理學史,滲透概念形成的歷史背景和過程,挖掘美育因素

在物理學史上,每一個科學上的新發現,都為后繼者提供了寶貴的經驗和啟迪。中學物理中一些概念、定律和理論建立的過程凝練、升華了科學思維方式和科學研究方法,也包含了豐富的育人因素,展示這些科學過程有利于學生對知識全面正確的理解和建構,讓學生得到前輩科學家科學思維和研究方法滋養,認識到物理學每前進一小步,都伴隨深刻的物理思想和觀念的變革。使學生受到生動的情感、態度、價值觀的熏陶和感染,有利于健全人格的培養。例如:人們對原子結構的認識,就經歷了一個發現、認識、否認、再認識過程。J·J·湯姆生發現電子后,曾提出關于原子的“棗糕式模型”。 1910年,盧瑟福建議用a粒子轟擊金箔片。實驗表明a粒子能穿透很薄的金箔片。這一實驗事實使湯姆生棗糕模型遇到了無法解決的矛盾。因a粒子是失去兩個電子的氦原子,猶如一塊掉落兩顆棗子的小棗糕,小棗糕打在大棗糕上,氦原子無論速度多么大,也很難想像它能穿透出去。但是1908年盧瑟福用a粒子轟擊原子時,有大約八千分之一的幾率被反射回來。這一事實使盧瑟福驚奇,他說:“這是我一生中最不可想像的事,真如用一枚重型炮彈轟擊一張卷煙紙,而炮彈竟然被卷煙紙彈回來又打中了我自己一樣的不可思議?!?。盧瑟福用不同金屬箔片進行了多次實驗,并經過三個多星期的認真思考,指出湯姆生的原子模型不會使a粒子發生大角度偏轉。盧瑟福以豐富的想象力提出,原子是一個很“空”的,中間是一個很小但質量很大的硬核。盧瑟福在實驗的基礎上經過嚴謹的推理,提出了原子的“核式結構模型”。 轉貼于

在物理教學中應該反映這種迭起波瀾壯闊的發展過程,使學生的科學思維和科學方法得到啟迪,讓學生從知識的完善和演變中認識它的條件性和局限性,使凝固的物理知識變得生動,學習仿佛是一次與科學創造者的對話;適當分析科學家的成功和失誤,體會科學探索者的困惑、沉思、試探和創新智慧之光,讓學生用發展的觀點,辯證地看問題,認識到物理學知識的相對性,有效地消除學生對物理學知識來源的神秘感,消除對已有知識的僵化認識,為今后的學習和生活樹立信心。

參考文獻

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