物理学史课程教学改革论文.docx

物理学史课程教学改革论文
1注重课程内容和专业必修课(理论、实验)的接轨

本课程所采用的教材很多章节中展示了当年科学家理论推演的部分原始过程(与专业课书本上所讲内容道理虽同，所采用的方法却复杂很多)。比如在第六章第三节《狭义相对论体系的建立》当中多处使用爱因斯坦《论动体的电动力学》原文中的表述内容虽然汁原味，但太过抽象，对于专业课基础较为薄弱的物理系大学二年级学生来说很难接受。而相对论理论的系统学习是大学四年级开设的《电动力学》专业必修课的任务。笔者在讲授本节课程时新课导入采用“钟慢尺缩”、“双生子佯谬”和“天上一日，地上一年”等生动有趣的课题引入，淡化和删除了课本上多处原文中的理论推导。因为这时学生的认知水平所处的阶段正是英国教育家怀特海所说的浪漫阶段(新奇而生动，浪漫的遐想)，通过这样的例子和问题激发学生思维的火花，在同学们感知到狭义相对论的有趣事例之后，画龙点睛一语中的般地指出这些只是狭义相对论的表面现象，而相对性原理———物理定律对于一切惯性系都应具有相同的形式(协变要求)，才是它的本质。学生的认知水平进入了精确阶段。爱因斯坦本人在提出狭义相对论时是从电磁学入手的。学生刚刚在大学一年级学习过《电磁学》专业课，并不陌生。为了深化这一点认识，笔者举出了如下例子，引导学生掌握:一个点电荷所带电荷量为q，静止放置在如图所示的位置，问学生在图中的静止的A点处，有无电场和磁场?学生通过电磁学课上所学的“静止电荷只能产生电场”和“运动电荷既产生电场又产生磁场”的知识很容易判断A点有电场无磁场。笔者随即将题设改为，点电荷q依然静止不动，A点以速率v向右运动，再问同样的问题，组织学生讨论、探究，在笔者的启发下学生终于认识到若以点电荷q为参考系，A点依然是有电场无磁场，但若以A点自身为参考系，由于电荷q相对于A点向左运动，那就变成了运动的电荷，所以A点既有电场，又有磁场。通过这样一个简单的例子使学生感知到专业必修课《电磁学》上所学的经典理论对于不同的参考系竟然得出不同的结果，在此基础上直接给学生展示相对论电动力学的结果。这样学生的认知水平便进入了怀特海所说的教育三阶段中的综合应用阶段。


本课程所采用的教材中详细描述了许多当年的科学家所做的实验。学院开设的普通物理实验课程中的大部分内容正是对这些实验的重现。笔者结合相关专业基础课和实验课的内容，发掘出《物理学史》课程中与普通物理实验相关的问题(特别侧重于科学方法的渗透)，既能激发学生探究问题的热情，促使其反思实验课当中处理问题所采用各种方法的深刻含义，又能加强师生互动，提高课堂效率和学生分析问题、解决问题的能力。
2对教材内容顺序进行了调整
本课程教学所采用的教材是郭奕玲、沈慧君编著的由清华大学出版社出版的《物理学史》第二版。此教材体系完整，见解独到，科学家实验情景描写细致入微。但仅限于每周两课时的情况，教师讲解不可能面面俱到。为此笔者根据学生专业发展需要，对教材内容进行整合、提炼，不合理的地方加以剔除，必要的知识点加以拓展，以更好地服务教学。本门课程的教学重点内容是前九章，后面几章属于介绍、略讲范畴。笔