1 初中物理史普及情况的调查与思考
1.1 调查目的
调查学生对物理史内容的理解和渴望,调查现行义务教育《物理》教材中物理史内容的普及程度,为今后物理教学改革提供参考。
1.2 调查对象
酒泉市新源学校八、九年级学生(200人)。
1.3 调查结果
\(1\)通过访谈、问卷、物理论文等方式对学生进行调查发现,我校近90%的八年级学生对物理史相对陌生,近60%的学生对物理史感到神秘。物理。 , 难的。 近80%的九年级学生对物理史知之甚少。 超过98%的受访学生希望老师在课堂上普及物理史。 认为没必要学习的仅占受访学生的近10%。 2%。 在了解和普及物理史的途径调查中,20%是从课本获得的,70%左右是从网络获得的,5%是通过老师讲解获得的,5%是通过其他途径获得的。 占比5%。 在学生最感兴趣的内容调查中,量子力学和相对论占受访者的97%以上,航天技术和高科技占受访者的88%,科学家的人生故事占60% %。 约%.\(2\)教材方面,我校采用北京师范大学版义务教育《物理》教材。 教材的科学窗口适时地穿插了物理学史。 九年级《物理》课本第十六章是科普有关粒子和宇宙的内容。
1.4 分析原因
从调查中不难看出初中物理学史,学生们对物理学史的发展和普及相当感兴趣,尤其对爱因斯坦的相对论感到好奇。 但近年来,物理史考试并未纳入中考考试范围。 ,教师不愿意花费时间和精力去普及,同时教师对物理史的理解和掌握不够深入和全面,导致教师回避谈论这部分内容,或者只是简单介绍一般来说,有些老师为了让学生在考试中取得高分,故意把在物理学史上有很大影响的物理学家的名字和贡献作为考点,让学生死记硬背。 这是一种完全脱离科普目的的教条式教学方法。 ,束缚了学生的思维,限制了他们的视野,限制了他们的手脚。 久而久之,学生就失去了原有的冲动和好奇心。 另外,由于初中学生的认知水平和科学素养还不完善,无法理解更高级的物理定律,可能给老师在课堂上讲解造成很多障碍。
2 向初中生普及物理史的普及与尝试
为了更好地普及物理史,激发学生学习物理的兴趣,培养学生通过科学家的事迹克服挫折、勇于面对困难、树立自信,笔者结合了《物理史》的相关内容。以北师大版九年级《物理》教材为契机,我尝试利用兴趣小组活动向学生普及物理史,取得了一定的效果。 科普系列课程一:卢瑟福原子核模型的建立。 电子的发现证明了原子中含有一定数量的电子。 最初,人们对原子的内部状态一无所知,只能将原子视为一个不可分割的整体。 自从电子被发现以来,原子的内部结构模型引起了科学界不断的讨论:人们看到原子内部有带负电的电子,但原子是中性的,所以一定有带正电的部分。 这些正电荷如何分布以及它们的特性是什么是我们必须探索的问题,而且原子的结构有很多差异。 最具代表性的模型是JJ 的固体带电球模型。 他假设原子带正电的部分像流体一样均匀分布在球形原子体积中,而带负电的电子则嵌入球体的某一部分。 虽然这个模型打破了原子正负电荷对称的概念,但它无法解释一些实验现象。 直到α粒子散射实验,原子的奥秘才被揭开。 在真空环境下,用α粒子轰击金箔时,如图1所示,发现“落在金属板上的一部分α粒子的方向发生了变化,以至于在入射点上重新出现” α粒子反射后落在混锌屏上,平均角度为90°,统计屏幕上不同位置反射粒子的数量,得到统计结果:每8000个粒子中就有1个。入射的α粒子将被反射回来。”
卢瑟福花了几个星期认真思考这个问题。 最后,1910年底,他通过数学计算证明,“只有假设带正电球体的直径小于原子作用球体的直径,才有可能产生α粒子。它们穿过单个原子。“大角度散射”,如图2所示,是卢瑟福原子成核模型建立的实验基础,他的方法和理论开辟了正确研究原子结构的途径,并建立了不朽的原子结构。对原子科学发展的贡献。不过,当他第一次提出时,却遭遇了相当冷淡的对待。例如,卢瑟福出席了1911年第一届索尔威国际物理研讨会,但在会议纪要中,却没有提及卢瑟福1913年JJ汤姆森做原子模型系列讲座时,并没有提到卢瑟福最近的工作。有人查阅了当年的文献,发现对卢瑟福的原子模型理论几乎没有任何回应。 然而,曼彻斯特大学物理实验室的同事们在卢瑟福的带领下,继续坚定地前行。 直到1914-1915年,这一理论才最终被世人认可。 之后我们又陆续出版了《爱因斯坦与相对论》和《光》。 围绕“波粒二象性”、“物体的颜色”、“核物理的发展与研究”、“爱因斯坦晚年”等主题进行了系列培训,引起了学员们的强烈反响。 很多学生想:“原来物理和化学在某些方面是有联系的”。 “事实证明,物理学家发现一个物理定律是那么困难,经过几年的探索,却没有得到人们的认可。如果没有科学家们的坚持不懈,如果没有坚持真理的毅力和勇气, ,研究成果只能是徒劳。” “要想有所成就,就必须经历磨难,只有坚持不懈的努力和追求,才能成功。”
在初中阶段普及物理史可能达不到很高的目标和要求,在学生的生活中可能不会发挥很大的作用。 即使学生将来可能进入物理研究领域,他们也未必能想得出来。 似乎曾经有一位老师用自己的坚持和热情带领他们一步步接近物理。 然而初中物理学史,作为物理教师,我们有责任和义务让学生了解探究真理的过程,了解科学家严谨求实的态度,了解物理学的真谛。 伟大的人并不都是天才; 他们的成功是由他们的努力决定的。
3 练习后的反思
钱三强先生曾指出:“物理学的发展史是一块蕴藏着巨大精神财富的宝地。这块宝地值得耕耘,这些精神财富值得挖掘。如果我们都能关注这块宝地相信挖掘出宝贵的精神财富、汲取营养、汲取教训,对我国的教育和人才培养大有裨益。
物理学的发展经历了一个曲折而艰难的过程。 物理史的学习不仅可以提高学生的学习兴趣,更好地了解物理定律,掌握物理知识,而且可以帮助学生树立坚忍不拔、严谨求实的精神。 科学的态度。 初中阶段是学生人生观、价值观、世界观形成的关键时期。 这是培养良好科学素养、浓厚科学兴趣、强烈探究欲望的关键时期。 也是身体思维、操作技能、创新意识培养的关键时期。 是一个关键时期。 初中物理教师在条件允许的情况下,应该多学习物理史。 在普及基本物理定律的同时,可以抓住介绍物理史的机会,培养学生的兴趣、学习态度、生活态度。 建立它是非常有意义的,也许也可以作为其他人的起点。
参考
1 夏良英. 将近代物理学史引入高中物理新课程教学的实验研究物理教师,2012(10):1~4
2 郭以凌,沉惠君。 物理学史(第二版)。 北京:清华大学出版社,2005