邮发代码:82-418   刊号:ISSN1671-4350   定价:16.00

[专题]物理实验教学中的科技史应用——以时间测量为例

文_马 颖/广州大学物理与材料科学学院

2022-10/总第319期

阅读数4

现代社会科技含量越来越高,而“少年强则国强”,唯有培养科技人才,才能在未来的国家发展和国际竞争中占据一席之地。青少年时期是培养未来科技创新人才的关键期,伴随着家长对家庭教育的重视,我国城镇儿童的早期教育日趋良好,很多孩子表现出了科学技术或数学的天赋。笔者认为应该尽早将这样的孩子引向科学技术或数学,让尽可能多的儿童尝试走向理工科的学习之路,这样才能为今后选拔更多科技人才储备足够的资源,从而培养造就大批优秀科技人才。

科学技术或数学知识相对难度较大,需要更持久的学习过程才能有所作为,这就需要从事理科课程的教育工作者更有效的引导和帮助,才能让青少年持续深入学习进而学有所成。历史故事总会使课堂教学变得更有趣,科技史是培养青少年科学素养、逻辑思维的重要学习资源,是联结科学与人文的桥梁。讲述科技史可以增加教学的趣味性,有助于将难度较大的科技类课程教学变得引人入胜。有效利用教学中的碎片时间讲述科技史,是行之有效的做法。在物理实验的教学碎片时间讲述相关科技史,有助于让学生理解科技发展与社会需求的紧密相关性。

引人入胜的科学传奇故事确实可以引发儿童对神奇科学世界的向往,但是对于逐渐成熟深刻的青少年,以讹传讹的虚构故事,会适得其反。例如阿基米德从浴盆里跳出来大喊大叫着跑上街道,赤身裸体地告诉每一个人他终于发现了浮力定律;伽利略把一个木球和同样大小的铁球从比萨斜塔上扔下,结果是同时着地的,于是反驳了亚里士多德;牛顿躺在一棵苹果树下思考行星运动的规律,结果一个熟透的苹果掉下来打中了他;瓦特在外祖母家度假偶然注意到烧水壶的壶盖被正在沸腾的水所掀动,结果发明了蒸汽机;在太空中可以肉眼看见长城……这些故事明显虚构成分太多,无从考证,学生耳熟能详,但却表现出不以为然的于己无关态度,并不能有效激发其学习科技知识的热情。

选择适当的科技史内容碎片式融入教学过程很有必要。以下是笔者从事在校学生的课堂教学、辅导学生课外创新实践、面向市民科普活动中,在“时间测量”科技发展史方面选取的一些案例。时间的测量是物理实验中的必做项目,也是人类生活的基本需求,在物理实验的教学碎片时间讲述相关科技史,有助于理解科技发展与社会需求的紧密相关性。


案例1. 关于原始计时工具的科技史

计量时间是人类生活的基本需求,物理课程中各种有关快慢的物理量定义都必须给出时间。日常生活中各种计时器随处可见,如机械钟表、石英钟表、手机等,这些现代计时器具,计时较为精准,小学生都可以熟练使用。而学生阅读古代书籍时经常见到一些说法,如“一袋烟的工夫”“一炷香的时辰”“一眨眼”等,还有日上三竿、油菜花开的季节等,这些不同于现代生活几点几分的表达方式,实际上是因为那些年代没有钟表等计时工具导致的。


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