对初中学生进行物理学史的普及与尝试

　　1 对初中物理学史普及程度调查及反思
　　
　　1.1 调查目的
　　
　　调查学生对于物理学史内容的了解情况与渴求程度,调查现行义务教育阶段《物理》课本中物理学史内容的普及程度,为今后物理教学的改革提供参考.

　　1.2 调查对象
　　
　　酒泉市新苑学校八年级、九年级学生(200人).

　　1.3 调查结果
　　
　　(1)学生方面通过访谈、问卷测试、物理作文等形式的调查发现:我校八年级中近90%的学生对于物理学史比较陌生,接近60%的学生对物理学感到神秘、艰涩.近80%的九年级学生,对于物理学史了解甚少.希望教师上课普及物理学史的学生占到被调查对象的98%以上.认为没有必要学习的仅占被调查人数的近2%.对于物理学史的了解与普及途径的调查中,从课本上获取的占到20%,从网络获取的占到70%左右,通过教师讲解的占到5%,通过其他途径获取的占到5%.对学生最感兴趣的内容调查中,量子力学、相对论占到被调查人数的97%以上,航天技术与高科技占到被调查人数的88%,科学家生平事迹的占到60%左右.(2)教材方面我校使用的是北师大版义务教育《物理》课本,课本的科学窗中适时的穿插了物理学史,九年级《物理》课本的十六章普及了粒子和宇宙的相关内容.
　　
　　1.4分析原因

　　通过调查不难看出,学生对于物理学史的发展与普及还是比较感兴趣的,尤其对于爱因斯坦的相对论充满了好奇.但是近年来,有关物理学史的考查并不在中考的考试范围之内,教师不愿意花费时间和精力来普及,同时教师对于物理学史的理解与掌握的不透彻、不全面,致使教师对于该部分内容避而不谈,或者是简单的介绍便一概而过,有些教师为了学生考试拿到高分,特意将物理学史中影响较大的物理学家的名称及贡献,作为考点让学生死记硬背,完全脱离了科学普及的目的,这种教条式的教学方式,捆绑了学生的思维,限制了学生的视野,束缚了学生的手脚,久而久之,学生就失去了原有的冲动与好奇.另外,由于初中阶段学生的认知水平和科学素养的不全面,不可能理解较高深的物理规律,为教师在课堂中的讲解带来了较多障碍.
　　
　　2 对初中学生进行物理学史的普及与尝试

　　为了更好地普及物理学史,激发学生学习物理的兴趣,通过科学家事迹,培养学生克服挫折,勇于面对困难,树立自信心,笔者结合北师大版九年级《物理》课本的相关内容为契机,尝试着利用兴趣小组活动,向学生普及物理学史,收到了一定的效果.科学普及系列课1:卢瑟福原子有核模型的建立电子的发现,证明了原子内含有确定数目的电子,在一开始,人们对原子的内部状态一无所知,只能把原子看成是一个不可分的整体,自从电子被发现之后,原子内部的结构模型才引起科学界的不断探讨:人们看到原子内部有带负电的电子,但原子是中性的,所以必定还有带正电的部分,这些正电荷怎样分布,具有什么特点是我们必须探讨的问题,而对于原子的结构又有很多不同的模型,最具代表性的是J·J·汤姆孙的实心带电球模型,他假设原子带正电的部分像流体一样均匀分布在球形的原子体积内,而负电子则镶嵌在球体的某些固定位置,这个模型虽然打破了原子中正负电荷相互对称的观念,但它无法解释一些实验现象,直到α粒子散射实验之后才解开了原子的神秘面纱.在真空环境中,用α粒子轰击金箔,如图1所示,发现“一部分落到金属板上的α粒子方向改变到这样的地步,以至于重现在入射的一边,α粒子经反射后落到闪锌屏上,平均角度为90°,在屏上不同位置统计反射粒子数,得到入射的α粒子中每8 000个粒子有1个要反射回来的统计结果.”

　　卢瑟福对这个问题苦思了好几个星期,终于在1910年底,经过数学推算,证明了“只有假设正电球的直径小于原子作用球的直径,α粒子穿越单个原子时,才有可能产生大角度散射”,如图2所示,这是卢瑟福原子有核模型建立的实验基础,他的方法和理论开辟了一条正确研究原子结构的途径,为原子科学的发展建立了不朽的功勋.然而在他提出之初,竟遇到了为时不短的冷遇.例如,1911年第一届索尔威国际物理讨论会,卢瑟福参加了,但在会议记录中,竟没有提到卢瑟福的新近工作,1913年,J·J·汤姆孙在做原子模型系列讲座时,也没有提到.有人查过当年的文献,对卢瑟福的原子模型理论几乎没有任何反响,然而,卢瑟福为核心的曼彻斯特大学物理实验室的同事们继续坚定地走下去,直到1914~1915年,这个理论终于得到了世人的公认.之后我们又相继以“爱因斯坦与相对论”、“光的波粒二象性”、“物体的颜色”、“核物理的发展与研究”、“晚年的爱因斯坦”等内容为专题陆续进行了系列培训,培训后在学生中引起了巨大反响,有很多学生认为:“原来物理和化学在 某些方面是相通的.”“物理学家发现一个物理规律原来这么难,历经几年的探索,居然得不到人们的认可,如若不是科学家坚忍不拔的毅力和坚持真理的勇气,研究成果只能付诸东流了.”“要想成就一番事业,必定要经历磨难,只有坚持不懈的努力与追求,才能成功.”

　　在初中阶段普及物理学史,或许达不到太高的目标与要求,在学生一生中也可能起不到太大的作用,即便是今后学生有可能步入物理研究的领域,或许也想不起来曾经还有位教师用他的执着与热诚,引领他们一步步亲近物理学,但是,作为物理教师,我们有责任也有义务让学生明白真理探究的历程,明白科学家严谨求实的态度,理解真正的伟人,并不全是天才,后天的奋斗决定了他的成功.
　　
　　3 实践后的反思

　　钱三强先生曾指出:“物理学发展史是一块蕴藏着巨大精神财富的宝地.这块宝地很值得我们去开垦,这些精神财富很值得我们去发掘.如果我们都能重视这块宝地,把宝贵的精神财富发掘出来,从中吸取营养,获得教益,我相信对我国的教育事业和人才培养都会是大有益处的.”

　　物理学的发展经历了曲折而艰难的历程,通过物理学史的学习,不仅可以提高学生学习的兴趣,更好地理解物理规律,掌握物理知识,还能够帮助学生树立锲而不舍、持之以恒、严谨求实的科学态度.初中阶段,正是学生人生观、价值观、世界观形成的关键时期,是人生良好的科学素养、浓厚的科学兴趣、强烈的探究欲望培养的关键时期,是物理思维、操作技能创新意识培养的关键时期.初中物理教师,在条件允许的情况下,多研究物理学史,在普及基本的物理规律的同时,能够不失时机地引入物理学史,对于学生兴趣和学习态度、人生态度的培养与树立是很有意义的,说不定还能起到抛砖引玉的作用.
　　
　　参 考 文 献
　　
　　1 夏良英.在高中物理新课程教学中引入近代物理学史的实验研究.物理教师,2012(10):1~4
　　2 郭奕玲,沈慧君.物理学史(第2版).北京:清华大学出版社,2005