探讨物理故事的运用技巧_我的物理教育故事论文
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探讨物理故事的运用技巧
段新（duanxinxyz）陈美华
摘要：本文通过实例阐述了在中学物理教学中的运用技巧，旨在促进中学物理教改，提升学生综合素质，提高中学物理教学质量。
关键词：探讨，物理故事，运用，技巧
许多优秀中学物理教师，他们在中学物理课堂教学中运用物理故事讲课，几乎达到了出神入化、炉火纯青的境界。物理故事在端正学生学习目的、扫除学习障碍、激发学习兴趣、培养学习方法教书育人、提高学习综合素质等方面，取得了立竿见影的良好效果。他们的经验归结起来有以下几条：
1.讲述物理故事渗透德育教育
在高中物理《原子核》一章中，当讲授到《裂变》一节，书中有一段旁白说明文字：“1946-1948年间，我国物理学家钱三强夫妇及其合作者，首次从实验中观察到铀核的三分裂和四分裂现象，并从理论上进行了精确的分析。”
教师查阅了大量的相关资料，向学生讲述了物理故事《我国著名核物理学家钱三强与何泽慧的故事》:
钱三强、何泽慧是我国著名的一对核物理学家夫妇。他们从小就受到“五四”运动反帝反封建革命精神的熏陶，立志学习理工，决心长大后从事将黑暗落后的旧中国建设成繁荣昌盛的新中国的宏伟事业。1932年，钱三强、何泽慧均以优异成绩双双考入清华大学物理系。当时，清华大学对学生的学习要求极其严格，淘汰率很高，刚入学时有28位同学，到1936年毕业时只剩下5位，他俩便是其中的佼佼者。清华毕业后，何泽慧先去德国留学，钱三强到北平研究院物理研究所任助理员，又于1937年赴法国留学和研究，并于1937年获得法国国家博士学位。两人在异国，互不知晓。一个偶然的机会，钱三强获悉自己的大学同学何泽慧就在邻国攻读，经过数年通信交往，遂于1942年结为伉俪。
1943年，钱三强、何泽慧夫妇共同在巴黎大学镭学研究所居里研究室从事研究工作。担任他们研究工作的导师是曾经两度获得诺贝尔奖的居里夫人的女儿伊利芙娜·居里和女婿约里奥·居里（他俩也曾获得1935年度的诺贝尔物理奖）。经过艰苦细致地实验探索，1946年他们终于发现了铀的三分裂和四分裂现象，大约每三百个裂变中有一个三分裂，上万个裂变中有一个四分裂。
这个发现刚一公布时，法国科学界就给予极大的重视。导师约里奥教授认为这项工作是第二次世界大战后三年中他的实验室里第一个重要的工作，许多科学家也认为这对核裂变现象的认识又推进了一步，但也遭到了某些科学家的怀疑与责难。
1947年至1948年，钱三强、何泽慧夫妇运用实验，并用图解的方法经过精细地计算，发表长篇论文，从实验和理论两个方面，对铀核三分裂现象的发现做了全面的、详尽的、深刻的介绍与论述，首次提出了“裂变前瞬间形成哑铃状的核物质，其中间部分即形成第三裂片”的观点，为后来的实验所证实，也与用电子计算机的计算结果相符合。他们开创性的工作，为各国科学家所公认，丰富了物理学的内容，促进了人们对裂变现象机制的了解，用自己的科学智慧为祖国赢得了荣誉。
钱三强、何泽慧夫妇功成名就后，立即想到要用自己的知识报效祖国。当他们在1948年决定回国的时候，小居里夫妇在他们的鉴定书上写道：“我们可以毫不夸大地说，近十年来，在我们指导下的这一代科研人员中，钱三强与何泽慧是最优秀的！”
学生听了这个物理故事后，受到巨大震撼，激发出了强烈的民族自豪感，都认为：中国人并不比外国人笨。外国人能做到的事，经过不懈努力，中国人也一定能够做到，而且可以做得更好。钱三强与何泽慧夫妇为了祖国的强大，宁愿放弃在国外丰厚的物质待遇，用自己的知识报效祖国，这种高尚的爱国情操和社会责任感，更使学生深受感动。
学生在学习高中物理之后，对牛顿是崇拜得不得了，认为他是一个完美无缺的人。有的学生天真地问老师：“牛顿有什么缺点吗？”教师在认真研读了《牛顿传记》后，编写了一个物理故事：《牛顿的悲剧》：
牛顿是一位伟大的科学家，他的前半生光辉灿烂、硕果累累，对物理学的发展做出了极其卓越的贡献，名垂青史，为世人所熟知。然而，牛顿也有鲜为人知的极不光彩的另一面，那就是他同时又是一个自觉运用自然科学成果来论证上帝存在的虔诚基督教徒。英国本特列牧师在准备作题为《对无神论的驳诘》演讲的过程中，曾得到牛顿为之提供各种论据的热心帮助，使教会对本特列的演讲大加赞赏，几年后他被任命为三·一学院的院长。
牛顿的神学观念由来已久，且相当系统。他认为上帝是一个永恒、无限、绝对完美的主宰者，无所不在、无时不在、无所不知、无所不能。上帝没有形体，但它浑身是眼，浑身是脑，浑身是臂，并有全能进行感觉、理解和活动。他认为，神创立了各个天体、星系以后，神力又是行星运动的第一推动力。如果没有神力的作用，各天体、星系将在引力的作用下，最后都落到中央那个系统上去了。现在天体之所以能均匀地散布在空中，全靠神力的维持。
美与丑是如此尖锐地集中于牛顿一人身上：一面是科学巨匠，一面又是宗教狂；一面思想深刻周密，一面又浅薄得缺乏最起码的常识。这不能不说是牛顿的一场悲剧。
究其原因，归根结底还是个世界观的问题。牛顿出身于一个宗教气氛异常浓厚的家庭，从小受到信仰上帝的教育。特别是他成名之后，当上了英国皇家造币厂厂长，成了资产阶级政治活动家时，迅速地陷入了唯心主义的泥坑，放弃了对物理学的研究，竟用了长达25年的时间去研究神学，浪费了宝贵的光阴，堕落成宗教狂热分子，走向了反面。
牛顿的悲剧值得后人深思和引以为戒。
学生们听了教师讲述的这个物理故事，感触颇深。有位学生说：“谚语说得好：‘金无足赤，人无完人。’牛顿也不例外。从牛顿身上我们可以看到，树立正确的世界观、人生观是多么重要！我们不但要努力学好物理知识，更要努力学会做人。”
由此可见，物理故事是渗透德育教育的好渠道。
2.借助物理故事扫除学习障碍
学生们会经常向教师提出这样一些问题：“怎样才能学好物理？学习物理有什么秘诀吗？”聪明的教师为学生讲述了这样一个物理故事：《爱因斯坦成功的秘诀》：
从前有个顽童，自小就不肯用功读书，老是贪玩，而且特别爱说大话吹牛，成天想入非非，总幻想将来要做一名大科学家。
这个小孩住在离爱因斯坦家不远的地方，他对爱因斯坦可是羡慕得不得了。爱因斯坦出门散步时，他总是老缠着爱因斯坦问这问那，非要这位大科学家告诉他成功的秘诀。
爱因斯坦同意了，便从口袋里掏出笔和一张纸片，在上面写下了一个数学公式：A=X+Y+Z。小孩愣了半天，左看右看，怎么也看不懂，他请爱因斯坦给予解释。
爱因斯坦微笑着对小孩说：“A代表成功，X代表艰苦的劳动，Y代表正确的方法„„”不等爱因斯坦说完，那小孩又心急火燎地问道：“Z代表什么呢？”爱因斯坦对小孩眨了眨眼睛，一板一眼地说：“Z嘛！代表少——说——空话！”说完，哈哈大笑起来。
小孩恍然大悟：“啊！这就是你成功的秘诀吗？”“Yes!”爱因斯坦和蔼地摸了摸小孩的头。
科学大师爱因斯坦把他事业成功的经验概括得真是妙绝了，即严密又幽默。“勤能补拙是良训，一分辛苦一分才。”方法好，事半功倍；少说空话，多做实事，“勤劳、巧干、务实”才是事业成功的真正法宝。让我们把它铭记在心吧！
同学们听完故事后，心中茅塞顿开，很快找到了学习物理的正确答案：艰苦劳动+正确方法。学习物理再也不去投机取巧，依赖自己的“小聪明”，而是脚踏实地，苦学苦钻，循序渐进。
《摩擦力》的知识对于高一学生来说既是重点又是难点。如何帮助学生突破“摩擦力方
向的判断”这一学习瓶颈扫除学习障碍呢？有经验的物理教师课前先给学生讲述了一个物理故事《愚笨的沙俄将军》：
1851年8月18日，尼古拉一世首次乘火车从彼得堡前往莫斯科。沙皇的御用专列车定于凌晨四时出发。建筑大臣克莱因·米歇尔将军为了表示这一事件隆重，特命令部下从火车站开始，在一公里长的铁轨上全部涂上白颜色的油漆。然而，这位将军不懂得摩擦力的知识，以致弄巧成拙。火车开动后，只见车轮在洁白的铁轨上原地打转，而看不见车身向前移动。原来是白油漆起了润滑作用。于是，克莱因·米歇尔将军又不得不命令宪兵们跑到专列前面去，往这一公里长的铁轨上撒沙子，以使专列顺利通过。
这个生动有趣的物理故事，不但活跃了课堂气氛，激起了学生的求知欲望，而且为学生学习“摩擦力概念、摩擦力的作用和方向、怎样改变摩擦力大小”等知识，突破“摩擦力方向判断”知识难点作了一个很好地铺垫，符合学生“实践——理论——实践”的认知规律，让教学效果事半功倍。
3.运用物理故事激发学习兴趣
时下，中学流行一句顺口溜：“物理难，化学烦，数学题目永远做不完。”不少高中学生害怕学习数理化课程，对学习物理更是有很大的畏难情绪，甚至有的学生完全丧失信心，采取放弃态度。针对学生的这种学习状况，教师给学生讲了这样一个物理故事：《牛顿成功的秘诀》：
牛顿是经典力学的集大成者，是位科学巨匠，他对物理学的发展做出了不可磨灭的贡献。如：确立了力学三个基本定律，发现了万有引力定律、动量守恒定律，创立了光的微粒说，发明了微积分等等。按今天的眼光来看，上述任何一项成果都足以使他获得诺贝尔奖。
牛顿为何能在物理学、数学等学科上取得如此巨大的成就呢？
他的助手H·牛顿说：“他很少在二、三点钟以前睡觉，有时到五、六点钟，„„特别是春天或落叶的时候，他常常六个星期，一直在实验室里。不分昼夜，灯火是不熄的，他通夜不眠地守过第一夜，我继续守第二夜，直到他完成他的化学实验。”
牛顿本人则谦虚地说：“我不知道，在别人看来，我是什么样的人；但在我自己看来，我不过就像是一个在海滨玩耍的小孩，为不时发现比寻常更为光滑的一块卵石或比寻常更为美丽的一片贝壳而沾沾自喜，而对于展现在我面前的真理的海洋，则全然没有发现。”
青年时代的牛顿，具有火一般的追求真理的热情，具有磁石吸铁一般的科研愿望，具有永远不知疲倦的干劲。他面对真理的海洋，毫不满足。他站在当时科学的最高峰，眼界开阔，思想敏锐，深入思考，反复实验，长期辛勤工作，终于在物理、数学等科学领域中取得了累累硕果，这就是他成功的秘诀。
学生们听了这个物理故事后，学习物理的热情一下子被教师点燃起来了。一位学生说：“我们用牛顿创立物理的火样般热情来学习物理，还愁学不好吗？”之后，全班学生形成了一个“人人爱学物理”的小高潮，出现了可喜的“三多”现象：对物理课程有兴趣的人多了，讨论物理习题的人多了，看物理参考书做物理课外习题的人多了。全班物理学习成绩更是“芝麻开花——节节高”。
4.解析物理故事培养学习方法
教师在讲《原子核的组成》时，教材中有一段话：“实际上，绝大多数原子核的质量跟质子质量之比都大于核的电荷跟质子电荷之比。卢瑟福猜想原子核内可能还存在着另一种粒子，质量跟质子相等，但是不带电，他把这种粒子称为中子。卢瑟福的这一猜想被他的学生查德威克用实验证实。”针对这段教材，教师作了进一步引申：“科学猜想是一种科学研究方法。有人就在发现中子这个问题上栽了跟头，你们知道是谁吗？”紧接着给学生讲述了物理故事《约里奥·居里夫妇的教训》：
约里奥·居里是曾经两度获得诺贝尔奖的世界著名科学家居里夫人的女婿。他和夫人伊里芙·居里继承父母的事业，共同获得了1935年的诺贝尔奖。然而，这对夫妇科学家却有一件终生遗憾之事：错失发现中子的良机。
事情是这样的：1932年约里奥·居里夫妇为了研究放射性现象，做了阿尔法粒子轰击铍的实验。在实验中意外地发现了一种很强的辐射，这事实上已经发现了中子。但是，他们却没能把它认出来，错看为伽玛射线。
恰好这时卢瑟福的学生查德威克也正在研究这个问题。当他读到约里奥·居里夫妇这一实验报告后，马上加紧实验。只花了一个月时间，他也观察到了同样的现象，立即想起了自己的导师卢瑟福在1920年曾提出过存在中子的预言，于是当机立断认准那种很强的辐射粒子就是中子，从而取得了中子发现权，也获得了1935 年的诺贝尔奖。
为什么约里奥·居里夫妇会把中子发现权丢掉呢？究其原因，是他们囿于成见，没有摆脱研究放射性现象这一思想框框，又不太注意交流学术思想，信息不通畅，连物理大师卢瑟福关于存在中子的预言也一无所知。巴斯德说：“机遇只偏爱那种有准备的头脑。”真可谓一针见血！人一旦失去了科学敏感性，不去存心探秘，眼前即使出现再伟大的奇迹也会视而不见，空留遗憾。
教师讲完故事后问学生有何感想？有位学生回答得好：“我们读书做学问，要视野开阔，关注前沿，注意信息交流，遇到问题不要想当然，要打破砂锅问到底，穷追不舍，才能创新发明，有所作为。”
物理学的发展有四座里程碑，一座比一座高，亚里士多德、伽利略、牛顿、和爱因斯坦分别是这四座里程碑的杰出代表人物。有的学生问教师：“为什么亚里士多德、伽利略、牛顿、和爱因斯坦会分别是这四座里程碑的杰出代表人物而不是别的人？他们有什么过人之处？物理学的发展是不是就此到头了？”为了解答学生的疑虑，教师特意讲述了物理故事 《慧眼识真金》：
古希腊学者亚里士多德（公元前384——322）创立了物理学、逻辑学、植物学和动物学，是个大学术权威。然而，他也有许多错误。例如，他说：“推一个物体的力不再去推他时，原来运动的物体便归于静止。”这个似是而非的论断，欺骗了世人近两千年。
16至17世纪时，伽利略对亚里士多德的结论产生了怀疑。他想：有人推一辆小车在路上走，如果突然停止推车，小车并不立即停止，还会再走一段路。如果路面平滑，这段路就会更长些；如果毫无摩擦，小车便会永远运动下去。谁见过永远前进的车子呢？这个实验当然不可能实现，因为无法把摩擦全部消除，它只是一个“理想的实验”。
牛顿从万象纷纭的无数学说之中，挑出了伽利略的这一思想，作了理论概括，总结成力学第一定律：“一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止。”后来，爱因斯坦也高度评价了这一工作，他说：“伽利略的发现以及他所运用的科学推理方法，是人类思想史上最伟大的成就之一，而且标志着物理学的真正开端。”
英雄所见略同。牛顿和爱因斯坦，可谓慧眼识真金，他们的科学鉴赏力是何等高超！在科学发展道路上，我们对待权威不能迷信和一味盲从，对待错误观念，要敢于怀疑，敢于批判，把大无畏的革命精神与实事求是的科学态度结合起来，才能有所作为，有所创新；才能对科学的发展做出较大的贡献。
听完故事后，学生明白了，懂得物理学的发展是永无止尽的道理，伽利略、牛顿、和爱因斯坦三位伟大的物理学家，之所以能成为时代的佼佼者，是因为在他们身上具有一种共同的特质：不盲从、敢怀疑、敢批判、敢创新。如果我们也能做到像他们一样，也能创造奇迹，为物理学的发展添砖加瓦，做出贡献。
编、讲物理故事是中学物理教师的一项重要基本功。在中学物理教学中运用物理故事应注意以下几点：（1）物理故事选材要紧扣教学内容，短小精悍，生动有趣；（2）物理故事编写应符合物理学史实，不能随意杜撰；（3）教师讲述物理故事要根据教学需要，恰当安排，不能喧宾夺主，占时过多，千万不能离题扯得太远；（4）要引导学生深入思考物理故事中所蕴含的哲理真谛和深刻道理，使他们能从中获取教益；（5）我们期待一本融物理故事为一体的创新物理教材早日问世。
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