经典现代融合 凸显科学方法——巧用DIS设计伽利略的“斜面实验”在教学中的应用.pdfVIP

第36卷第3期 物 理 教 师 V01．36No．3 2015年 PHYSICSTEACHER (2015) ·科学方法教育论坛· 经典现代融合 凸显科学方法 ——巧用DIS设计伽利略的“斜面实验”在教学中的应用 刘焕奇 (江苏省太仓高级中学，江苏太仓 215411) 摘 要：利用物理学史进行探究教学，不仅能增长见识，加深对物理学的理解，更重要的是可以从中得到教益， 开阔眼界，从前人的经验中得到启示．本文分别从“还原”历史追寻“大师”的科学方法，“浓缩”历史缩短“规律” 的建立过程，“追问”历史“内化”方法创新经典这三个角度出发，运用现代信息技术与经典实验相结合，巧用 DIS创新设计伽利略的“斜面实验”，重新体验伽利略的科学方法，感悟科学探究的精神． 关键词：数学逻辑推理；科学方法；伽利略“斜面”实验；DIS设备；创新思维 物理学史是研究人类对自然界各种物理现象 主线，按照科学史知识的发展过程有机地渗透有 的认识史．物理学史上关键性的突破不仅是科学 关历史、社会和哲学等方面的认知顺序，构建问题 发展史上的难点，也是教学中的重点．它在培养学 情境，追寻科学方法．课堂上教师带领学生一起沿 生科学素养方面具有得天独厚的优势．人教社《物 着历史本身的线索从起点看终点，了解历史史实， 理》(必修1)第2章第6节“伽利略对自由落体运了解当时人类掌握科学知识的水平，当时哲学家、 动的研究”就是传统与创新交锋碰撞的生动事例， 科学家们的知识状况和见解，力求还原16、17世 可以说课堂教学效果的好坏在很大程度上决定于 纪历史真相，从这些成果和历史真相中窥视出物 是否使学生学到物理学的科学研究方法．调查发 理学家们的思维过程，而这种成熟的思维过程就 现，在过去的教学中多数教师过分注重对知识与 是我们所要追寻的目标——科学思维方法． 技能的掌握，而忽略了对科学研究方法、科学精神 教学片段1． 的培养．他们往往认为“物理学史”仅仅是课堂教 教师：“对于自由落体运动的性质，当时的伽 学中的一味调料，对物理概念的理解无多大的帮 利略在研究这个问题是如何思考的?有哪些局限 助，一般只是要求学生自己阅读，然后教师把关键 性?最困难的问题在哪里?伽利略如何解决这些 点再强调一下就简单了事．这种“纸上谈兵”的处 问题?请同学们小组讨论回答．”…… 理方法造成学生对本节有关物理学史中的重要内 “追寻伽利略的足迹”设计的问题链流程图1： 容——“科学思想方法”缺乏真正的认识和体验． 构建 提出 数学 创新 多次 本节涉及到物理学的“科学思想方法”很多： 情景 猜想 推理 实验 测量 有佯谬法、理想实验法、外推法、归纳演绎法、对称 发现 初设 转换 放缓 外推 问题 方案 变量 时间 结论 法、观察与实验法、数学逻辑推理法、“时间放缓” 图l 放大法等等．这么多的方法不可能一蹴而就，一学 就会的．作为物理学史教学的第一堂课，我们不可 其中追寻探究过程中的难点落到有关伽利略 能要求学生将诸多方法一一掌握，只需他们重点 对时间￡的测量问题，教师作以下点拨： 掌握有代表性的