浅谈物理学史在物理教学中的应用论文正稿

兴义民族师范学院本科毕业论文兴义民族师范学院2013届本科毕业生学位论文浅谈物理学史在物理教学中的应用姓名杨羽教学系物理系专业物理学导师姓名陈华中国贵州兴义2013年5月分类号论文编号密级兴义民族师范学院本科毕业论文目录摘要IIIABSTRACTII第一章绪论1第二章力学、热学、电磁学和光学的发展史121力学发展史122热学发展史123电磁学发展史124光学发展史2第三章物理学史在教学中的作用331物理学史对对学习物理知识的作用332物理学史对实验教学的作用3第四章物理学史在物理教学中的渗透541课堂中的渗透542课后的渗透543将物理学史与教材结合6第五章物理学史在物理教学中的应用的问卷调查751对教师问卷调查752对学生进行问卷调查853数据结果统计10致谢12主要参考文献13诚信承诺书14关于学位论文使用授权的声明14兴义民族师范学院本科毕业论文摘要物理学史是关于人类对物理现象的认识，揭示物理学发生和发展的基本规律，作为物理学科发展的历史，里面包含着许多科学研究方法、科学理论产生的背景以及所体现的科学精神。因此，物理学史在物理教学中，对于培养学生的科学素质有着重要的作用。使学生从中学习到严谨的科学态度，科学的思维方法，养成良好的学习习惯，变被动学习为主动获取知识。关键词物理学史科学方法应用作用兴趣兴义民族师范学院本科毕业论文ABSTRACTPHYSICSISABOUTTHEHISTORYOFHUMANUNDERSTANDINGOFPHYSICALPHENOMENA,ANDREVEALTHEBASICLAWSOFPHYSICS,OCCURRENCEANDDEVELOPMENT,ASTHEHISTORYOFTHEDEVELOPMENTOFPHYSICS,ITCONTAINSMANYSCIENTIFICRESEARCHMETHODS,EMBODIEDINTHEBACKGROUNDOFSCIENTIFICTHEORIESANDSCIENTIFICSPIRITASARESULT,THEHISTORYOFPHYSICSINPHYSICSTEACHING,TOCULTIVATETHESTUDENTSSCIENCEDIATHESISHASANIMPORTANTROLETOMAKETHESTUDENTSLEARNTORIGOROUSSCIENTIFICATTITUDE,SCIENTIFICTHINKINGMETHOD,FORMGOODLEARNINGHABITS,CHANGEPASSIVELEARNINGTOACTIVEACQUISITIONOFKNOWLEDGEKEYWORDSTHEHISTORYOFPHYSICSTHESCIENTIFICMETHODAPPLICATIONSROLE；INTEREST兴义民族师范学院本科毕业论文1第一章绪论我们面临的21世纪是一个科学飞速发展、社会生活剧烈变革的时代。新时代要求我们培养具有创造性、探究性的高素质、高水平人才，而物理学史在培养学生的创造素质方面，具有独特的作用。物理学史具有丰富的内涵，在物理知识教学、科学思维和科学方法的教育、培养学生学习物理兴趣以及树立科学人文等方面发挥着至关重要的作用。物理学史是人类对自然界各种物理现象的认识，是人类文明文化的一部分。在物理教学中物理学史有着广泛的应用前景，将物理学史融入物理课堂能促进学生的全面发展，从知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观三个方面促进学生的发展。在实践中发现，物理教科书中偶尔有讲解物理学史，老师有时也会补充一些，但这样并没有发挥出物理学史的全部作用，不利于学生对科学本质的了解，不利于学生的科学精神和创新能力培养。所以本课题结合教学实践和问卷调查，在这方面进行了初论，希望对物理学史在物理教学中的应用有一点贡献。兴义民族师范学院本科毕业论文1第二章力学、热学、电磁学和光学的发展史21力学发展史力学统称为经典力学和量子力学。经典力是以牛顿运动定律为基础或以牛顿定律有关且等价的其他力学原理，经典力学又分为静力学（描述静止物体）、运动学（描述物体运动）和动力学（描述物体受力作用下的运动），在16世纪，伽利略就也采用科学实验和数学分析的方法研究力学，他为后来的科学家提供了许多豁然开朗的启示。牛顿则是最早使用数学语言描述力学定律的科学家。量子力学是描述微观物质世界的基本理论，揭示了微观物质世界的基本规律。它主要研究原子、分子、凝聚态物质、以及原子核和基本粒子的结构、性质和基础理论。量子力学是在20世纪初由普朗克、波尔、薛定谔、泡利、德布罗意、费米等一大批物理学家共同创立的。22热学发展史热学是研究物质处于热状态时的有关性质和规律的物理学分支，它起源于人类对热现象的探索，人类生存在季节交替、气候变化的自然界中，冷热现象是最早观察和认识的自然现象之一。热学发展史实际上就是热力学和统计物理学的发展史。可分为四个阶段，早期在17世纪末到19世纪中叶，这个时期积累大量的实验和观察事实。第二阶段是19世纪中叶到19世纪70年代，这个时期发展了唯象热力学和气体动理论。第三阶段是19世纪70年代到20世纪初，是统计物理学的产生。第四阶段是20世纪30年代以后，这个时期出现的量子统计物理学和非平衡态理论。23电磁学发展史电磁学是研究电和磁的相互作用现象、及其规律和应用的物理学科。主要研究电磁波、电磁场以及有关电荷、带电物体的动力学等等。电磁学从原来独立的兴义民族师范学院本科毕业论文2两门科学（电学、磁学）发展而来的，主要是基于两个重要的实验，即“电流磁效应”和”“变化的磁场的电效应”。这两个实验现象，加上麦克斯韦关于变化电场产生磁场的假设，奠定了电磁学的整个理论体系。24光学发展史光学是研究光（电磁波）的行为和性质，以及光和物质相互作用的物理学科。传统的光学只研究可见光，现代光学已扩展到对全波段电磁波的研究。光学真正形成一门学科，应该从建立反射定律和折射定律算起，这两个定律奠定了几何光学的基础。17世纪初，望远镜和显微镜的发明和应用大大促进了光学的发展。兴义民族师范学院本科毕业论文3第三章物理学史在教学中的作用31物理学史对对学习物理知识的作用在物理课堂中适当的渗透物理学史能提高学生学习物理的兴趣，从而提高物理成绩。传统的教学方法是老师主动、学生被动，学生学习的是枯燥的慨念和公式，然后做习题应付考试。这会使学生觉得物理知识很死板，从而厌恶它。我们应当把学生的被动变主动。先让他们对物理产生兴趣，激发大脑去认识和了解物理。物理学是一门充满生机活力的学科，在教学过程中，教师不仅应当把生活中的现象、规律用物理解释给同学，还应当把物理学家的生平事迹、物理学的产生过程及未解开的物理谜团讲解给同学，以此来激发学生学习物理的兴趣、感知物理学家的科学方法、科学思维和科学精神，变被动学习为主动学习。物理知识既有形象的，也有抽象的，比如说力，虽然看不到，但我们能感觉到，学生就比较容易理解。但是像电子、分子这些微小而且抽象的，要不是经过物理学家的努力和永不言弃的奋斗得出的结论，我们是很难理解的。对所有的物理知识，只有知道他们的发展过程和背景，才能更加深刻的理解所学的知识的实质。32物理学史对实验教学的作用俗话说“授之以鱼，不如授之以渔”。教给学生知识，不如教给学生得出知识的方法，这就是实验。物理实验能够发现新事物，探索新规律。物理是一门以实验为基础的学科，但是在物理实验过程中，老师常常只讲解实验操作方法，学生记录数据和处理数据，得出结论，常常忽视了实验思想和过程，不能达到举一反三的效果。在做电的实验时，同学们只知道电灯是爱迪生发明的，实际上，这方面的实验研究在爱迪生之前就已开始了。美国1845年的一份专利档案中，辛辛那提的斯塔尔提出可以在真空泡内使用碳丝。英国的斯旺按照这种思路，用一条条碳化纸作灯丝，企图使电流通过它来发光，但是，因当时抽真空的技术还很差，灯泡中的歼余空气，使得灯丝很快烧断。因此，这种灯的寿命相当短，仅有个把小时，不具有实用价值。1878年，真空泵的出现，使斯旺有条件再度开展对兴义民族师范学院本科毕业论文4白炽灯的研究。1879年1月，他发明的白炽灯当众试验成功，并获得好评。1879年，爱迪生也开始投入对电灯的研究，他认为，延长白炽灯寿命的关键是提高灯泡的真空度和采用耗电少、发光强、且价格便宜的耐热材料作灯丝。爱迪生先后试用了1600多种耐热材料，结果都不理想，1879年10月21日，他采用碳化棉线作灯丝，把它放入玻璃球内，再启动气机将球内抽成真空。结果，碳化棉灯丝发出的光明亮而稳定，足足亮了10多个小时。就这样，碳化棉丝白炽灯诞生了，爱迪生为此获得了专利。从某种意义上讲物理学史就是物理实验的来源。将物理学史融入实验能使学生更加了解实验的思想方法和背景，培养学生的动手、动脑能力和团结协作能力，培养学生勇于探索的精神，还能培养学生实事求是的美德。兴义民族师范学院本科毕业论文5第四章物理学史在物理教学中的渗透物理学史在教学中的渗透讲究方法、尺度，物理学史并不是本节课的重点，教师不能花太多时间去讲解，不能过多过繁，应该简明扼要，不能喧宾夺主，正确的渗透成为物理教学的重点和难点41课堂中的渗透“潜移默化的融入，水滴石穿的效果”。平时老师多收集有关物理学史的资料，在上课时适当讲解物理学史。比如讲“库仑定律”这一节时，了解库伦的生平事迹，库仑定律是库伦借鉴牛顿的万有引力中作用力与距离的平方成反比，在这之前也有许多科学家对此做出了贡献，这些科学家的思想和坚持不懈的精神，将会激发学生积极学习相关知识。这不仅使学生对物理学家有初步的了解，还对学生的情感、意志和非智力因素起到非常重要的作用。在上课时用物理学史作为课题引入，比如讲“牛顿定律”时，可以用这样的故事引入，“1666年由于剑桥被迫停学，牛顿返回了家乡，那年夏天，23岁的牛顿坐在一棵苹果树下时，一只苹果落了下来，这启发了他，他想到苹果一定是被地球拉下来的，那地球上有什么力有多大呢”这就是我们这节课要讲的“万有引力”。再比如说，当老师讲“光”这一节课时，可以先让同学们设计一个可以测量光速的方法，然后再讲解物理学家各用了什么方法，经历了多少个春秋才最终确定了光速。物理学史作为课题引入能提高学生上课的兴趣，激起学生的求知欲，集中注意力。利用物理学史，结合教学要求采用适当方式引入。42课后的渗透教师还可以将物理学家勇于探索物理世界的生平事迹等制成多媒体课件放映，使学生有身临其境的感受，这不会占用学生太多时间，还可以让学生课后自己观看和讨论。现在是网络时代，我们应充分利用这一优势，老师在网络上开通师生互相交流平台，讨论学习中遇到的各种困难，教师在解答问题中介绍有关的兴义民族师范学院本科毕业论文6物理学史知识。在每学期将要结束的时候，让每位同学选择一位与本学期相关的物理学家做演讲，用五至十分钟讲述，主要包括物理学家的贡献、背景以及你选择他的理由，演讲完后讨论，然后评选出最受欢迎的物理学家。通过这样的演讲，可以让学生更多的了解物理学家的科学思想、科学方法以及该学期学习的内容。43将物理学史与教材结合在教材中适当的加入物理学史的内容，更加有利于物理学史的渗透，目的在于促进物理教学。毕竟物理教材是传授物理知识的最重要的资料，物理学史的渗透要恰到好处，不要繁多，以防止喧宾夺主的结果，使其达到润物细无声的最高境界。老师在上课时讲解后，学生课后有兴趣可以自己去阅读。我国一直都很积极的进行课程改革。伴随着新一轮课程改革不断的走向纵深，切实落实新课标，实现教育新理念，已经日益成为培育新时期具有创新能力和创新精神的人才的关键，同时也是实现国家伟大复兴的关键。解决这些问题需要课程教学三维目标的顺利实现。在物理教学中要彻底实现课程教学的三维目标，我认为借助物理学史进行教学必不可少。兴义民族师范学院本科毕业论文7第五章物理学史在物理教学中的应用的问卷调查调查对象兴义市第五中学的老师和同学调查内容本问卷共19道题目，8道是物理老师的问卷，有11道是对学生的问卷，全部都是选择题。51对教师问卷调查1你认为在教材中引入物理学史重要吗A重要B有点重要C不重要2对于教材中大量的物理学史内容，你是怎么处理的A详细讲解B稍微提一下，让学生课后阅读C让学生自己阅读3除了教材中引入的物理学史内容外，你会另外介绍物理学史有关的知识吗A经常会另外介绍B偶尔会另外介绍C从不另外介绍4上课时你会用物理学史引入课题吗A经常会B偶尔兴义民族师范学院本科毕业论文8C从不5当你在课堂中讲入物理学史时，你觉得对学生的效果好吗A非常好B好C一般D不好6除了物理课，你主要从什么方面了解物理科学家的故事（）A课外书籍B电视影C身边的人讲述D网络报纸7学生做实验时你对数据要求是不是不很严格（）A严格B一般C不严格8做实验前，您是否会先详细讲解实验的由来（）A是B否52对学生进行问卷调查1物理学史对你学习物理知识有帮助吗A没有B很少C一般D很大兴义民族师范学院本科毕业论文92物理科学家做实验的精神对你有影响吗（）A没有B很少C一般D很大3你喜欢看科学家的故事吗（）A不喜欢B一般C喜欢D很喜欢4你觉得物理老师在课堂上讲科学家故事的机会多吗（）A没有B很少C一般D很多5除了物理课，你主要从什么方面了解物理科学家的故事（）A课外书籍B电视影C身边的人讲述D网络报纸6你对物理课（）A非常感兴趣B感兴趣C一般D不感兴趣7对教材中的阅读材料，你是（）A经常去阅读B偶尔阅读C重来没阅读过8当老师到物理学史的相关知识时，是否吸引你的注意。（）A是B否9你对物理学史（）A非常感兴趣B感兴趣C一般D不感兴趣10当你实验数据不符合实际时，你是重做实验还是填写正确数据（）A重做实验直到正确为止B重做一次或两次，若再不正确就填写正确数据C直接填写正确数据11做实验前，你是否会详细了解该实验的由来（A是B否兴义民族师范学院本科毕业论文1053数据结果统计表一学生结果统计表二物理老师结果统计ABCD1054451251762163516621740672855441714256225622073961088911911781101044533116723兴义民族师范学院本科毕业论文11第五章结论以上是对兴义市第五中学的部分物理老师和高一（9）班多名同学进行的问卷调查，由老师和学生本人无署名客观填写，并于当日全部收回，真实有效。问卷调查结果显示，老师和学生都比较重视物理学史，在上课时，老师会适当的用课题引入和讲解物理学史知识，对提高学生的兴趣和注意力，非常有效。学生也会在课外了解相关的物理学家的历史，这对学习物理有非常大的帮助。在做实验之前，老师不仅只讲过程，也会讲解实验的背景，让学生更加了解该实验的本质，学生在做实验的过程中，过程和结果都非常重视，若结果不正确或误差很大同学们基本上都会重做，直到做对为止。这是一种非常好的习惯。对于教材中的物理学史，老师上课讲解之后，学生课后也会丰富自己，去了解。综上所述，物理学史越来越得到老师和同学的重视。题号选项ABCD1504010215602533065542080053045250630201040760408955兴义民族师范学院本科毕业论文12致谢本论文在准备和写作整个过程中,得到了论文指导老师陈华老师的悉心指导和热情帮助。陈老师以他严谨的治学态度,在无形当中影响着我。在论文的各个写作阶段给了我许多宝贵的意见。在此对她表示衷心的感谢和诚挚的敬意大学四年,我在物理系学到了很多知识,各方面都得到了很大的锻炼。尤其是物理系的老师们,他们以严谨的治学态度以及兢兢业业的敬业精神,对我产生了潜移默化的影响，我将受益终生。在本届毕业生论文写作的各个阶段给了许多关心和帮助，在此对他们表示衷心的感谢问卷调查过程中得到了兴义市第五中学老师和学生积极配合和建议，对