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论物理文化在物理教育中的作用及要求

浏览172次时间：2014年8月16日 13:52

黄冬梅江苏省常熟市海虞中学

摘要：在物理教育过程中适当融入物理文化，能培养和提高学生物理技能，为将来服务社会打下基础，所以，要求物理教师不断反思物理教学方法，善于从物理概念和规律的教学中培养和提高学生的科学素养。

关键词：物理文化；物理教育；科学素养；

反思教学上初中前，大家主要通过小学的自然课来认识一些比较常见的物理现象和简单的物理概念，如闪电、水的沸点、熔点等。初中开始，逐步接受比较系统的物理学科教育，从中得到知识和能力的全方位培养。因此，物理文化在物理教育中有着巨大作用。物理文化的作用从一个例子中能得到：伽利略为批驳亚里士多德落体下落的速度和物体重量成正比这一学说，他先运用推理得出两个互相矛盾的结论来证明亚里士多德理论的错误；接着，他提出了一个假说：速度的变化对时间来说是均匀的，即经过相等的时间，速度的变化相等；然后，他设计斜面实验来验证他的猜想。过程如下：让一个铜球从阻力很小的斜面上滚下，连续做多次。实验结果表明，小球沿光滑斜面向下的运动是匀变速直线运动。为使结果更可靠，他换用不同质量的小球重复上面的操作，得到结果相同，证明他猜想正确；最后，他把结论进行延伸，把这一结果外推到了自由落体运动上。伽利略在他的《伽利略对自由落体运动的研究》中的这一研究过程和结论的推导，运用抽象思维、数学推理和科学实验相结合的方法，对后人具有巨大的启迪作用。

物理教育在培养和提高学生物理知识和物理技能方面能起到相当大的作用，我们可以通过组织一些科学探究活动来巩固理解。比如组织学生探究物体浮沉现象的规律的活动，一般过程：第一步，让学生意识到浸在液体中的物体所受的浮力与它排开的液体有关，物体排开的液体越多，那它所受的浮力越大，反之就越小。我们设计一个小活动：“用防水纸折成小船来进行载重比赛”，让各个小组把防水纸折成所需的形状，让它能够承载小钢珠浮在水面上，比哪一组所载的钢珠多；第二步，使学生确认影响物体所受浮力大小的因素，可设计另一个实验来帮助学生建立浮力与排开液体多少的联系，如在脸盆里注入一定量的水，再在里面放入一个盖紧盖子的空塑料瓶，接着去按塑料瓶，结果越往下按，所用的力就越大，而塑料瓶的重量没变，从中得出结论；第三步，引导学生提出假设：物体所受浮力的大小与它排开的液体所受重力有定量关系；第四步，引导学生设计出实验方法进行测量：l）物体所受浮力的大小；2）物体所排开的液体所受重力的大小；第五步，让学生对实验数据进行处理，得出初步结论。这样的探究活动使学生真正经历一个科学探究的过程，让学生通过亲身体验的这一过程，提高他们的物理科学素养。

同时，物理科学从产生到发展一刻也没有脱离社会的影响，反过来，物理科学也一直对社会发生着作用。比如通过学习物理方面的相关知识，可以使人们不受封建迷信思想的蛊惑等。如一个人在一口撞钟旁用锤子锤一下，有时在另一个地方的另一口钟也会跟着响起来，古代人会认为这是牛鬼蛇神在作怪，但现在学了物理，就知道是共鸣现象。还有像闪电，也并非人类做了坏事，触怒天神，而是由于云层间正、负电荷相碰撞。学生通过接受物理教育，了解知识，学会运用。像在物理课堂上通过上述现象及类似例子的解释，可以逐渐提高他们的科学素养。但是物理科学技术为人类带来的发展，并不全是美好的，有些人为了个人利益，用科学技术给生命和生存环境造成各种危害。如物理科学的发展大大地促进了核能的开发利用，但也有了核武器危害人类；电子计算机及计算机网络已迅速深入到社会各领域，发展更为迅速，但有很多少年儿童沉醉于电子游戏而荒废学业，还有很多人利用网络进行各种违法犯罪活动。因此，我们必须认识到事物的两面性，运用法律或道德手段来规范科学活动和行为。作为教师，要使学生逐步具备良好科学素养，为将来更好的服务社会打下基础。

由此看来，物理教育中融入物理文化，能有效培养学生科学素养。那么，这对物理教师有什么要求呢？

首先，作为物理教师要不断反思教学方法。现代社会生活使越来越多的人更直接地感受到物理知识的重要性，但因物理学科的深奥使很多人敬而远之，因此，物理教师要努力培养学生物理科学素养。正如美国物理学家和物理教育家拉比（L.I.RABI）所说：“只有把科学和人文科学融为一体，我们才能期望达到与我们时代和我们这一代相称的智慧的顶点。”如高中物理课本第一册序言中，从空间尺度来看“物理学的最小研究对象是数量级约为10-15m 的微观粒子，最大研究对象是数量级为（1026——1027）m 的宇宙”；从时间尺度来看“物质世纪的时间尺度从1018s 到10-25s，共跨越了43~44 个数量级，”形成了一个“首尾相接的蛇形圆图案”，展现了一幅壮美的“人类探索和逐步认识物质世界的现象特征，规律和本质的历程的图景”；从远距离输电到超导磁悬浮；从天气预报到航天飞机、两弹一星……它从物理学研究的时间和空间，让学生激发起对科学的兴趣。因而，教师在教学中应想方法把“五彩缤纷”的科学世纪呈现在学生的面前，使他们乐于深入其中。其次，要善于从物理概念和规律的教学中培养和提高学生的科学素养。如从物理概念和规律的形成过程中学习人类认识自然的艰辛和奋斗历程，如从牛顿的微粒说、惠更斯的波动说、麦克斯韦的电磁说、爱因斯坦的光子说等，凝聚了科学家的智慧和奋斗历程，在学习中要使学生熟悉科学家的一些思维方式，逐步形成独立思考、分析问题、解决问题的能力；在学习中还要使学生体会科学研究中兴趣及科学素养重要性，体会到科学家和他人合作的重要性，理解科学家的爱国情怀。通过教育，提高学生的物理科学素养。