高中物理学史教育实践研究课件

一、课题的提出“一门科学的历史，就是这门科学本身。”——歌德

“在科学教学中，加入历史的观点是有百利而无一弊的。”——朗之万

“真正懂得科学的人都知道科学史对科学进展的重要性，真正了解科学教育的人也都知道用科学史于科学教学之优点。”——刘广定《科学史与科学教学》

第1页，共33页。二、研究的内容高中物理学史教学的现状调查与反思物理学史的功能体系及教育目标建构高中物理新课程与物理学史渗透的研究物理学史融入物理课堂的教育模式构建物理学史教育的途径、方式与策略研究物理学史选修教材的开发与校本课程建设物理学史教育提高高中生科学素养的实验研究第2页，共33页。三、研究取得的成果课题研究主报告

“高中物理学史教育的实践研究与校本教材开发”校本教材与课程系列物理学探究的历程对物理学探究历程的再探究物理学探究的历程系列讲座（电子课件版）历史探究教学案例第3页，共33页。发表名称成果形式发表出版时间刊物及出版社名称新课程背景下加强高中物理学史教育的意义论文2004.9《中学物理》哈尔滨师大谈高中物理科学美教育的四个层次论文2004.8《物理教学探讨》西南师“物理学史”新题型的开发论文2004.11《物理教师》苏州大学物理学史上三次著名的科学争论论文2004.10《中学物理教学参考》陕西师大发挥物理学史在实现新课程整体教学目标中的功能论文2004.12《浙江省优秀教学论文汇编》浙江省论文评比一等奖物理学探究的历程专著2006.9《北京教育出版社》2007.9出版对高中物理教科书渗透物理学史内容的探讨论文2006.9《中学物理教学参考》陕西师大让物理学史走进课堂－历史探究教学模式建构论文2006.3《物理教学探讨》西南师大公开发表、出版的成果目录

第4页，共33页。（一）高中物理学史的教育功能及目标体系第5页，共33页。物理是什么?物理是一门科学物理是一种智慧物理是一种文化物理课堂教学的境界求真

——科学境界向善

——人文境界臻美

——艺术境界吴加澍老师教育思想观点第6页，共33页。◆把人类社会积累的物理学知识转化为学生个体的知识;◆把前人从事物理智力活动的思想、方法转化为学生的认识能力;◆把蕴含在物理知识载体中的观念、态度和精神转化为学生的行为准则.

物理教学的价值物理学史的教育价值第7页，共33页。高中物理课程三维目标与物理学史的教育功能

●了解物理学的发展历程●加深理解物理知识●认识实验的地位和作用●领悟物理学基本思想和观念●了解重大的科学探究过程●理解科学的探究本质与方法●领悟物理学思维方法●养育人文精神和爱国主义情怀●激发学习物理的好奇心与探究欲●培养科学态度和科学精神●树立科学世界观和人生观知识与技能过程与方法情感态度与价值观第8页，共33页。高中物理学史教育的目标体系

知识1．了解物理学的基本观点和思想及其发展变化经过。2．认识科学实验在物理学中的地位作用，了解一些重大实验对物理学发展的推动作用。

3．初步了解物理学的发展历程，知道科学技术的主要成就和发展趋势以及物理学对经济、社会发展的影响4．了解物理学发展中与其他学科之间的联系，知道一些与物理学相关的应用领域。方法能力1．认识科学探究的意义，了解物理学上重大的科学探究过程。

2．了解物理学的研究方法，认识物理实验、物理模型和数学工具在物理学发展过程中的作用

3．领悟科学思维方法，尝试应用科学探究的方法研究问题。

情感态度价值观1．有学好物理的欲望与热情，乐于探究自然界的奥秘，体验探索自然规律的艰辛与喜悦。

2．有主动与他人合作的精神，认识交流与合作的重要性

3．有敢于坚持真理和勇于创新的批判质疑精神，有实事求是和尊重自然规律的科学态度，树立科学的世界观。

4．有振兴中华的使命感与责任感，有将科学服务于人类的意识，树立科学的人生观。

5．正确认识科学及相关技术的发展对自然环境及人类生活的影响，树立可持续发展意识。

第9页，共33页。理想实验在已有的经验事实基础上，进行假设、推论，有时更能深刻地反映自然规律。伽利略“斜面实验”是理想实验，这个实验对以后的物理学发展有着深远的意义和影响。下面是对该实验的叙述，其中是经验事实的（）

A.减小第二斜面的倾角，小球在斜面上仍然要达到原来的高度B.如果斜面光滑，小球将上升到原来释放时的高度C.两个对接的斜面，让静止小球沿斜面滚下，小球将滚上另一个斜面D.继续减小第二个斜面的倾角最后使它成水平面，小球要沿水平面做持续的匀速运动

高一期末试题

第10页，共33页。

（2001年）9．请将右面三位科学家的姓名按历史年代先后顺序排列：

、

、

。任选其中二位科学家，简要写出他们在物理学上的主要贡献各一项：

，

。

牛顿爱因斯坦伽利略上海高考题第11页，共33页。（2002年）3.爱因斯坦由光电效应的实验规律，猜测光具有粒子性，从而提出光子说。从科学研究的方法来说，这属于（C）A.等效替代B.控制变量C.科学假说D.数学归纳（2003年）2．下列说法中正确的是（CD）（A）玛丽·居里首先提出原子的核式结构学说。（B）卢瑟福在α粒子散射实验中发现了电子。（C）查德威克在原子核人工转变的实验中发现了中子。（D）爱因斯坦为解释光电效应的实验规律提出了光子说。第12页，共33页。（2004年）6．人类对光的本性的认识经历了曲折的过程。下列关于光的本性的陈述符合科学规律或历史事实的是(BD)（A）牛顿的“微粒说”与爱因斯坦的“光子说”本质上是一样的．（B）光的双缝干涉实验显示了光具有波动性．（C）麦克斯韦预言了光是一种电磁波．（D）光具有波粒二像性．（2005年）6．2005年被联合国定为“世界物理年”，以表彰爱因斯坦对科学的贡献．爱因斯坦对物理学的贡献有()(A)创立“相对论”(B)发现“X射线”(C)提出“光子说”(D)建立“原子核式模型”第13页，共33页。（2005年）3．对“落体运动快慢”、“力与物体运动关系”等问题，亚里士多德和伽利略存在着不同的观点．请完成下表：亚里士多德的观点

伽利略的观点

落体运动快慢

重的物体下落快，轻的物体下落慢

力与物体运动关系

维持物体运动不需要力

第14页，共33页。（2006年）4．伽利略通过研究自由落体和物块沿光滑斜面的运动，首次发现了匀加速运动规律．伽利略假设物块沿斜面运动与物块自由下落遵从同样的法则，他在斜面上用刻度表示物块滑下的路程，并测出物块通过相应路程的时间，然后用图线表示整个运动过程，如图所示．图中OA表示测得的时间，矩形OAED的面积表示该时间内物块经过的路程，则图中OD的长度表示

．P为DE的中点，连接OP且延长交AE的延长线于B，则AB的长度表示

．第15页，共33页。——“历史探究教学”模式（二）物理学史融入物理课堂的教学模式构建第16页，共33页。“历史探究教学”的意义介绍前人的探究历程——理解领悟对前人的探究的再探究——反思启迪分析前人的探究思想和精神——熏陶升华设计优于前人的探究方案——发展创新

第17页，共33页。案例：自由落体运动的研究新课程教科书的安排（2课时）提出问题历史探究教学的设计（2课时）提出问题科学概念（定义）探究实验（测加速度）得出规律（落体）讲述历史（逻辑思考、猜想与假说、实验、阐述科学方法）演示实验（玻璃筒）学生探究1学习历史1演示实验学习历史2科学概念（定义）学生探究2得出规律（落体）讨论与评价规律应用第18页，共33页。研究自由落体运动的历史阶段比较古希腊亚里士多德观察与思辨自然观察物体下落快慢与重力有关十九世纪伽利略科学方法（观察、假设、逻辑数学推论、实验检验、修正与推广）逻辑与理想实验、斜面实验、外推物体下落快慢与重力无关、自由落体运动是匀加速运动现代现代人科学方法玻璃筒实验、测落体加速度物体下落快慢与重力无关、自由落体运动是匀加速运动且加速度为g.时代代表人物研究方法研究手段观点与结论第19页，共33页。“历史探究”教学的四种基本模式如：划时代的发现与探究电磁感应的产生条件如：自由落体运动与伽利略对自由落体运动的研究、库仑定律如：追寻守恒量、行星的运动、相对论的诞生、电磁波的发现如：牛顿第一定律、太阳与行星间的引力提出问题发现规律学习历史提出假说探究或检验评价讨论总结提出问题猜想假说渗透历史设计实验探究或检验评价讨论总结介绍历史得出结论提出问题评价讨论总结探究历史提出问题引出观点学习历史探究或推理评价讨论总结第20页，共33页。1.提出问题

2.引出观念

3.学习历史

4.设计实验

5.科学观念和实验检验

6.评论与评价产生有关一个特定现象的一系列观念，可能包括科学观点

通过实验检验这些观点

得出实验资料进行解释

理解科学的概念、证据的局限和不同形式的解释“历史探究”教学模式的基本程序

演示提出问题引出学生观念观念1观念2观念3设计实验教师讲解历史观念进行实验评估和讨论证据教师讲解科学观念第21页，共33页。步骤：问题－自学－历史研究－设计实验－归纳－评价

知识逻辑线

师生活动提出问题观点1观点2观点3展示资料启发讨论设计实验

科学结论

问题评价

探究方法线

意图

通过对学生原有认识和概念的分析，提出更深层次的质疑。

呈现历史材料，或争论焦点

科学探究活动的模拟

关于科学概念规律的认识和科学本质的领悟

“历史探究”教学模式的操作结构

第22页，共33页。物理学史融入课堂教学的原则目的性和适应性教育性和真实性教育性和真实性针对性和实效性灵活性和多样性思想性和趣味性以小见大和自成体系第23页，共33页。（三）高中物理新课程与物理学史内容的渗透第24页，共33页。新课程教科书引入物理学史内容的类型

科学名言、妙语和评价物理规律的发现背景、过程与方法历史图片人类对物理规律认识的历程科学家的生平对物理理论体系的评述科学发展对社会和技术进步的影响科学前沿知识科学佯谬与科学争论趣味性或幽默故事第25页，共33页。新课程教科书中物理学史的呈现方式物理学史作为叙事脉络贯穿一节课文始终。作为课文内容的一部分。在部分教科书的“科学足迹”、“科学漫步”、“STS”栏目中出现。作为相关链接在课文正文的旁边出现。提供物理学史学习的网址作为课后习题和科技活动素材提供生动形象的情境激发学生的兴趣和动机，符合学生的心理特点和认知规律。注重图文结合，呈现物理学史内容。

具有一定的交互性，能引导学生进行科学探究的活动。呈现方式特点第26页，共33页。（四）开展物理学史教育的途径与策略

第27页，共33页。开展物理学史教育的途径利用和挖掘教科书在课堂上开展物理学史渗透教育开设物理学史校本课程开展融入物理学史的研究性学习课题研究在习题中适度渗透物理学史

⑴黑板报宣传⑵建物理新闻橱窗⑶播放录像利用各种媒体进行物理学史的教育传播工作利用第二课堂途径传播物理学史

⑴举办学史知识竞赛并及时评比⑵举办专题讲座或图片展览⑶举办物理学史主题班会⑷成立物理学史兴趣小组⑸举办物理学史辩论赛⑹举办物理学史展览会第28页，共33页。谢谢！第29页，共33页。案例惯性定律—自由落体运动—电流磁效应—电磁感应现象—引入歧途的摩擦力拨开迷雾的理想实验引入歧途的的空气阻力拨开迷雾的科学实验方法突破由稳定磁场去产生电流的思想发现变化磁场激发瞬间电流的暂态过程突破力的作用是纵向中心力的思想发现电流对磁针的横向作用力万有引力定律—实现天上运动与地上运动的统一第30页，共33页。案例探究太阳与行星之间的引力提出问题猜想建立假说检验与收集证据间接检验实验检验卡文迪许实