1 初中物理史普及情況的調查與思考
1.1 調查目的
調查學生對物理史內容的理解和渴望,調查現行義務教育《物理》教材中物理史內容的普及程度,為今后物理教學改革提供參考。
1.2 調查對象
酒泉市新源學校八、九年級學生(200人)。
1.3 調查結果
\(1\)通過訪談、問卷、物理論文等方式對學生進行調查發現,我校近90%的八年級學生對物理史相對陌生,近60%的學生對物理史感到神秘。物理。 , 難的。 近80%的九年級學生對物理史知之甚少。 超過98%的受訪學生希望老師在課堂上普及物理史。 認為沒必要學習的僅占受訪學生的近10%。 2%。 在了解和普及物理史的途徑調查中,20%是從課本獲得的,70%左右是從網絡獲得的,5%是通過老師講解獲得的,5%是通過其他途徑獲得的。 占比5%。 在學生最感興趣的內容調查中,量子力學和相對論占受訪者的97%以上,航天技術和高科技占受訪者的88%,科學家的人生故事占60% %。 約%.\(2\)教材方面,我校采用北京師范大學版義務教育《物理》教材。 教材的科學窗口適時地穿插了物理學史。 九年級《物理》課本第十六章是科普有關粒子和宇宙的內容。
1.4 分析原因
從調查中不難看出初中物理學史,學生們對物理學史的發展和普及相當感興趣,尤其對愛因斯坦的相對論感到好奇。 但近年來,物理史考試并未納入中考考試范圍。 ,教師不愿意花費時間和精力去普及,同時教師對物理史的理解和掌握不夠深入和全面,導致教師回避談論這部分內容,或者只是簡單介紹一般來說,有些老師為了讓學生在考試中取得高分,故意把在物理學史上有很大影響的物理學家的名字和貢獻作為考點,讓學生死記硬背。 這是一種完全脫離科普目的的教條式教學方法。 ,束縛了學生的思維,限制了他們的視野,限制了他們的手腳。 久而久之,學生就失去了原有的沖動和好奇心。 另外,由于初中學生的認知水平和科學素養還不完善,無法理解更高級的物理定律,可能給老師在課堂上講解造成很多障礙。
2 向初中生普及物理史的普及與嘗試
為了更好地普及物理史,激發學生學習物理的興趣,培養學生通過科學家的事跡克服挫折、勇于面對困難、樹立自信,筆者結合了《物理史》的相關內容。以北師大版九年級《物理》教材為契機,我嘗試利用興趣小組活動向學生普及物理史,取得了一定的效果。 科普系列課程一:盧瑟福原子核模型的建立。 電子的發現證明了原子中含有一定數量的電子。 最初,人們對原子的內部狀態一無所知,只能將原子視為一個不可分割的整體。 自從電子被發現以來,原子的內部結構模型引起了科學界不斷的討論:人們看到原子內部有帶負電的電子,但原子是中性的,所以一定有帶正電的部分。 這些正電荷如何分布以及它們的特性是什么是我們必須探索的問題,而且原子的結構有很多差異。 最具代表性的模型是JJ 的固體帶電球模型。 他假設原子帶正電的部分像流體一樣均勻分布在球形原子體積中,而帶負電的電子則嵌入球體的某一部分。 雖然這個模型打破了原子正負電荷對稱的概念,但它無法解釋一些實驗現象。 直到α粒子散射實驗,原子的奧秘才被揭開。 在真空環境下,用α粒子轟擊金箔時,如圖1所示,發現“落在金屬板上的一部分α粒子的方向發生了變化,以至于在入射點上重新出現” α粒子反射后落在混鋅屏上,平均角度為90°,統計屏幕上不同位置反射粒子的數量,得到統計結果:每8000個粒子中就有1個。入射的α粒子將被反射回來。”
盧瑟福花了幾個星期認真思考這個問題。 最后,1910年底,他通過數學計算證明,“只有假設帶正電球體的直徑小于原子作用球體的直徑,才有可能產生α粒子。它們穿過單個原子。“大角度散射”,如圖2所示,是盧瑟福原子成核模型建立的實驗基礎,他的方法和理論開辟了正確研究原子結構的途徑,并建立了不朽的原子結構。對原子科學發展的貢獻。不過,當他第一次提出時,卻遭遇了相當冷淡的對待。例如,盧瑟福出席了1911年第一屆索爾威國際物理研討會,但在會議紀要中,卻沒有提及盧瑟福1913年JJ湯姆森做原子模型系列講座時,并沒有提到盧瑟福最近的工作。有人查閱了當年的文獻,發現對盧瑟福的原子模型理論幾乎沒有任何回應。 然而,曼徹斯特大學物理實驗室的同事們在盧瑟福的帶領下,繼續堅定地前行。 直到1914-1915年,這一理論才最終被世人認可。 之后我們又陸續出版了《愛因斯坦與相對論》和《光》。 圍繞“波粒二象性”、“物體的顏色”、“核物理的發展與研究”、“愛因斯坦晚年”等主題進行了系列培訓,引起了學員們的強烈反響。 很多學生想:“原來物理和化學在某些方面是有聯系的”。 “事實證明,物理學家發現一個物理定律是那么困難,經過幾年的探索,卻沒有得到人們的認可。如果沒有科學家們的堅持不懈,如果沒有堅持真理的毅力和勇氣, ,研究成果只能是徒勞。” “要想有所成就,就必須經歷磨難,只有堅持不懈的努力和追求,才能成功。”
在初中階段普及物理史可能達不到很高的目標和要求,在學生的生活中可能不會發揮很大的作用。 即使學生將來可能進入物理研究領域,他們也未必能想得出來。 似乎曾經有一位老師用自己的堅持和熱情帶領他們一步步接近物理。 然而初中物理學史,作為物理教師,我們有責任和義務讓學生了解探究真理的過程,了解科學家嚴謹求實的態度,了解物理學的真諦。 偉大的人并不都是天才; 他們的成功是由他們的努力決定的。
3 練習后的反思
錢三強先生曾指出:“物理學的發展史是一塊蘊藏著巨大精神財富的寶地。這塊寶地值得耕耘,這些精神財富值得挖掘。如果我們都能關注這塊寶地相信挖掘出寶貴的精神財富、汲取營養、汲取教訓,對我國的教育和人才培養大有裨益。
物理學的發展經歷了一個曲折而艱難的過程。 物理史的學習不僅可以提高學生的學習興趣,更好地了解物理定律,掌握物理知識,而且可以幫助學生樹立堅忍不拔、嚴謹求實的精神。 科學的態度。 初中階段是學生人生觀、價值觀、世界觀形成的關鍵時期。 這是培養良好科學素養、濃厚科學興趣、強烈探究欲望的關鍵時期。 也是身體思維、操作技能、創新意識培養的關鍵時期。 是一個關鍵時期。 初中物理教師在條件允許的情況下,應該多學習物理史。 在普及基本物理定律的同時,可以抓住介紹物理史的機會,培養學生的興趣、學習態度、生活態度。 建立它是非常有意義的,也許也可以作為其他人的起點。
參考
1 夏良英. 將近代物理學史引入高中物理新課程教學的實驗研究物理教師,2012(10):1~4
2 郭以凌,沉惠君。 物理學史(第二版)。 北京:清華大學出版社,2005