WOW爱因斯坦的物理教育思想 |
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本文作者:细沙先生 发布时间:2012-01-18 21:18 |
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| 本文作者： 蒋从元， 陈红英 第24卷总第274期2006年第8期(下半月)物理教学探讨JournalofPhysicsTeachingV01．24No．274(X)08．2006．35．蒋从元，陈红英遂宁职业技术学院，四JtI省遂宁市629000江北鱼嘴中学，重庆市渝北区400417爱因斯坦是20世纪的科学巨匠，诺贝尔物理学奖获得者，毕生致力于物理学的研究和教育工作。在1999年世纪之末，新千年之际，世界不少大众传播媒体将爱因斯坦评为“世纪风云人物”，对于他作为一名物理学家对物理学作出的卓越成就，早已经同他的相对论一样闻名于世，然而爱因斯坦作为一名优秀物理教师及其深邃的物理教育思想，却鲜为人知。爱因斯坦早年当过家庭教师，创立相对论后在多所大学担任物理学教授，到过世界许多著名大学讲学，主持过多期相对论高级计论班，培养了一大批世界一流理论物理人才，从他从事物理教师的工作过程中，我们可以挖掘出他对物理教育有不少精辟的独到的见解，希望能对我们今天的物理教育工作者拓展视野，培养高素质的创新人才有所裨益。1兴趣和爱好是最好的老师现代教育学和心理学研究表明：入的各种活动，都是由动机引起的，学生进行学习也是由一定的动机支配的，学习的动机就是通常我们说的学习的动力。表现为学习的愿望、兴趣、爱好等。 对学习过程起着积极的推动作用，学习动机中最现实，最活动跃就是兴趣。科学史一再昭示我们：许多成功的科学家取得伟大成就的重要原因之一，就是来自于浓厚兴趣和强烈的求知欲望。爱因斯坦也是如此。 他说：“我从事科学研究完全出于一种不可遏制的想要探索大自然奥秘的欲望，另无其它动机。”“我没有什么特别的才能，不过喜欢寻根刨底地追究问题罢了。”他对一位物理同行说过：“空间时间是什么，别人很小时候就搞清楚了，我智力发充迟，长大了也没搞清楚，于是一直揣摩这个问题，结果就比别人钻得深一些。”当他对比在大学里和专利局里做研究工作，哪里个能做出更大贡献时，他说：“因为学校生活把一个年轻人置于一种被动地位，不得不骈写大量科学论文，结果可能趋于浅薄相关，而专利局工作，如果他对科学感兴趣，就可以在本职工作之外埋头研究所爱好的问题不必提心，努力毫无结果。”爱因斯坦正是对人们司空见惯牛顿时空观的好奇，充满了兴趣，并提出了疑问，经过长时间自己思考，提出了新的时空观，即相对论时空观，创立了狭义相对论。迸一步揭示了时间和空间的相互联系，把牛顿的经典力学大大向前推进一步。爱因斯坦对自己在小学、中学、大学受到的教育进行了深刻反思，提出了：“教育应当使提供的东西让学生视为宝贵的礼物来接受，而不作为艰苦任务来承担。 ”得出了：“兴趣，爱好是最好的老师”的论断，这一论断与当今世界流行“愉快教育”理论是不谋而合的。可以说，兴趣和爱好是支撑学生真正跨进知识大六的第一步，也是关键的一步，学校和我们教育工作者的基本职责，就是在知识和兴趣之间为学生架起一座桥梁。2想象力和创造性思维能力经知识更重要传统的教育把学校看作是传授知识的场所，在这里都是最大限度地把知识传授给学生，学生把知识记住，就算术学习成功。对此爱因斯坦提出了批评，他认为“知识是死的，学校要为活人服务”。在他的《自述》中写道：“我为了考试，不论愿意与否都得统统把这些废物塞进自己的脑袋，这种强制结果使我有些畏缩不前，以致我通过最后考试后整整一年对科最新传奇学问题的任何思考都感到扫兴”。这些都是对我们传统教育的批评。 爱因斯坦希望教师在他本职工作上成为艺术家，注意培养学生自学能力，独立精神，师生间能够相互尊重，能够自由探讨。特别是高等学校，尤其要注意培养学生想象力，创造性思维能力，探索新的问题的能力。因为人们解决世界上未知问题时靠的是思维，而不是靠搬书或书本知识。爱因斯辈子对学校有好的印象只有瑞士阿劳州立中学补习的那一年，在它的《自述》中写道：“这所学校培养了我的独立精神和创造精神，正是阿劳中学，孕育了狭义相对论的土壤”。爱因斯坦进一步阐述了知识和创造性思维能力的关系，他认为科学家在探索自然界的奥秘时，多少有点像一个人猜设V01．24No．274(X)08．2006．36．物理教学探讨Journalof’PhysicsTeaching第24卷总第274期2006年第8期(下半月)嗣2与2讨论也争e乒穹q窖刹谈新教材“测量小灯泡的电阻”王慧林业局第一中学，黑龙江省海林县157100在八年级物理人教版的伏安法测电阻中，待测电阻选用了小灯泡，我认为应该先测定值电阻的阻值，然后再测小灯泡的阻值比较好。 学生刚刚学习欧姆定传奇律公式卜一U／R的导出式R=u／1，做题时非常容易出现只看表面公式而忽略物理量本身的物理含义的问题。如：下列对于欧姆定律的公式和导体的电阻勰释正确的是A．因为I=洲R，所以，当R一定时U变大，I变大。 B．因为R=u／i，所以，当卜一定时U变大，R变大。 C．因为Ru／x，所以，当U一定时J变小，R变大。D．对于某段导体来说，当U变大时，J变大，但R不变。 对此题，学生很容易认为B、C选项都是正确的，没有考虑到电阻是导体本身的一种性质，它的大小跟导体的材料、长度、横截面积、温度有关，而与电流和电压无关。如果实验直接测量小计得很巧妙的字谜一样，需要的大胆想象力创造性思维能力。 联想到创立广义相对论过程，他应用牛顿理论对伽俐吃力的自由落体实验进行分析后，悟出等效原理，最大的突破在于他大胆地猜出了万有引力是一种几何效应，把物理规律的本质看作几何，猜测出物质的存在会引起时空弯曲，这是其它任何人完全不敢想的事，只有他才具有这种奇特想象力，这种奇特想象力本身就是一种创造思维能力。3讨论是最好的学习方式在学习方式上，爱因斯坦最推崇讨论式。 爱因斯坦20多岁时，喜欢与些志同道合的朋友一起，一边喝咖啡，一边讨论问题，他把这种聚会取名为“奥林比亚科学院”，他们的聚会从1902年开始到1905年底结束，爱因斯坦在1905年发表的几篇论文思想，几乎都是在这些聚会上讨论形灯泡的电阻，恰好是当小灯泡两端的电压逐渐减小时，电阻减小，会让学生在做题时直接联想到实验现象而做出错误的选择。为此，我对所教的四个班进行了分别实验，前两个班按着教材实验，后两个班则先做定值电阻的测量，再进行小灯泡电阻的测量。在对实验数据分析后提出问题：为什么测得的小灯泡的阻值越来越／b?回答情况如下表所示：前两个班后两个班1实验误差2因为电压在不断减小因为灯泡两端电压逐渐3因为灯泡越来越暗减小，灯越来越暗．灯启发后补充：灯丝温度丝温度越来越低，所以越来越低，所以电阻越电阻越来越小来越小根据学生回答情况得知：后两个班的学生，通过对定值电阻的测定已经进一步证实了电阻与电流和电压无关，而且并没有出现电阻越来越小的情况，因此否定了实验误差这一想法，从而直接想到了影响电阻大小的因素之一温度。▲成的。几十年后索洛文回忆起这段难忘生活，仍津津乐道。他说：“讨论重要问题时，争论可以延续数日之久，中午，我们常到爱因斯坦专利局门口等他下班出来，我们继续讨论前一天的问题。 ”爱因斯坦回忆传奇文章说：“我们下班途中的谈话引人人胜，无与伦比，人世沉浮对我们似乎不存在”。4注重理论联系实际爱因斯坦自身研究注意理论和实验、实践相结合，同时强调：重要的教育方法就是鼓励学生去实践。1896年至1900年问爱因斯坦在苏黎世工业大学的数学物理师资班读大学期间经常不去上课，而是在自己住的小阁楼里阅读基尔霍夫，赫姆霍兹、赫兹等物理大师的著作，下午放学后去实验室，验证白天自学到的知识，他认为从来没有一个真正有用的理论是靠单纯的思辨可以发现的。(下转第38页)V01．24NO．274(X)08．2006．38．物理教学探讨JournalofPhysicsTeaching第24卷总第274期2006年第8期(下半月)识不清，导致电流表不工作。 2．4测的是干路电流，不符合题意。图5分析这种情况虽然不多，但是反应了学生(网民可以玩的特别是低年纪学生)在学习中的一个通病一做题不仔细审题，没有弄清题目中的条件和要求就盲目的按照平时的习惯去做题，其结果只能是吃力不讨好。2．5电路中存在“交叉”现象分析该图虽能够实现题目要求。但在画电路时，交又是不允许的。从审美的角度看交叉不美观从科学的角度不便于检查电路(为了和接点区分)。因此在作图中要严格要求，使学生养成良好的学习习惯。 2．6“实物连接”中存在“电路图”痕迹分析在连接实物图中，没有考虑到真实物体相连，导线应尽量从端口接，不像画电路图那样，为了方便，“导线可长可短”且“可任意引出”。 上述现象是典型的实物和电路图折中的产物，学生在学习书本知识时，对电路的规律很熟悉一旦遇到实际问题，就感到很陌生，不知从何处人手。出现这种现象是由于初中生的思维在很大的程度依赖形象思维，从形象思维向抽象思维过渡需要一个转折。而我们在教学中要让学生多动手，促进这个转折顺利过渡。上面我们分析了实物图连接常见的错误，探讨了每一类常见错误的深层次原因。其实每一个错误的出现都是由多种复杂因素所致。透过纷繁复杂的现象我们不难发现，这些错误通过一定的教学改革是可以避免的。下面我们给出了几点建议，希望对提高教学效率有所帮助。3教学建议3。1要教给学生连实物图的基本方法大量调查事实表明：学生连接实物图出错，很大原因是由于学生没有掌握基本的做图方法，学生在做图时头脑中没有一个清晰的过程(先连什么，后连什么)，仅凭自己的主观愿望想连什么就连什么，其结果肯定是漏洞百出。实物电路图连接应遵循的基本思路：①让学生先审题，审清题意是前提和关键，切不可忽视这一环节。②在审清题意的基础上，根据题意画出电路图，电路图正确是实物图连接正确的保证。 ③根据电路图，确定需要什么电路元件，弄清各个电路元件的结构和原理，以保证正确使用它们。④按照电在网游中路图，把实物元件与电路图处处对应。⑤连线要按一定的顺序进行，可以从电源正极出发，依次连接电路图上的各个元件(开关、用电器等)，最后连到电源的负极。⑥连接完后注意检查，这是善后环节。在连接并联电路时，可以先连接支路上的各电路元件。然后再遵循上述基本过程。需要注意的是，不管是串联还是并联，连线都不得交叉。使学生养成良好的做图习惯。3．2充分借助和发挥实验作用，弥补初中生抽象、逻辑思维熊力不强的缺陷。初中学生心理发展正处于经验型的形象思维向理论型的抽象思维转化的转型期，在“电路连接”的知识学习过程中，需要严格的逻辑推理和运用科学的想象等抽象思维活动，但初中生还缺乏逻辑思维和抽象思维的能力。借助实验，给学生动手的机会，让学生在实验中动手做和动手画相结合，掌握电学的基础知识、要点和本质，有意识地进行有关电路连接的初步训练。不仅可以训练学生的实际动手能力，有利于学生形象思维能力和抽象思维能力提高，有利于学生对各种用电器结构和原理的了解，有利于克服日常生活中产生的模糊的物理概念。▲(上接第36页)在他的《自述》中这样写道：我的大学时代大部分时间是在实验室中度过的。据说有一次，一位青年向爱因斯坦请教成功的秘决，爱因斯坦写下了下面著名公式AX+Y+Z，然后解释说：A代表成功，X代表实验、实践。y代表正确的理论和方法。 z代表少说空话。这里爱因斯坦已涉及到一个十分重要的教育原则，即理论必须和实验相结合。 ▲。 本文《爱因斯坦的物理教育思想》 --- 作者： 蒋从元， 陈红英 |
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