《运用物理学史培养学生情感态度和价值观的研究》研究报告.docx

1、运用物理学史培养学生情感态度和价值观的研究研究报告河北省教育科学“十二五”规划课题运用物理学史培养学生情感、态度和价值观的研究研究报告学科分类 ： 基础教育 课题类别： 立项课题 课题负责人：侯 建 敏 所 在 单位：河北内丘中学 河北省教育科学“十二五”规划课题运用物理学史培养学生情感、态度和价值观的研究研究报告河北内丘中学课题组一、课题的提出（一）课题研究的背景新一轮教学改革提出了教学的三维目标，即知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观三个方面。同以往的教学目标相比增加了情感态度与价值观这一新的目标。其中情感态度不仅指学习兴趣、学习责任，更重要的是乐观的生活态度、求实的科学态度和宽容的人

2、生态度。价值观强调个人价值和社会价值的统一，从而使学生内心确立起对真善美的价值追求以及人与自然和谐发展的理念。由此可见情感态度与价值观是实现整个三维目标的动力和源泉，具有极强的育人价值，是实施素质教育的良好载体。培养学生的情感态度与价值观是社会发展的需要，也是学生终身发展的需要。因此对学生进行情感态度与价值观方面的教育成为中学物理教学的新视角。知识与技能的培养是具体的、显性的、易把握的，而情感、态度与价值观的培养往往是抽象的、隐性的、难把握的，需要学生在教学活动中不断体验、不断反思、不断建构才能形成的。在具体的物理教学中，怎样实施情感、态度与价值观这一目标呢？我们可以以“物理学史”为载体，使抽

3、象的、隐性的情感、态度与价值观变得具体的、显性。因此我们开始研究这一课题。（二）同类课题研究现状现在作物理学史课题的有浙江省台州市玉城中学赵顺法老师，他作了高中物理学史教育的实践研究，主要研究物理学史的功能体系及教育目标建构，研究的面比较大，范围比较广，但在具体落实上稍微欠缺；现在研究培养学生情感态度价值观的课题主要有上海市行知中学黄莺老师研究的高中物理教学中培养学生情感态度与价值观的实践与探究，主要从高中物理教学现状入手，结合问卷调查等多种研究方法，调查论证了在高中物理教学中开展情感、态度与价值观教育的重要性和存在的问题，并对所存在的问题进行了深入的剖析，力求找到问题存在的根源，同时结合物理

4、学的特点从物理学的美、物理学史、物理实验、物理与生活的密切联系方面渗透情感、态度与价值观教育，其中也提到了物理学史对情感态度和价值观的培养功能，但只是简单的说明了一下，浅尝辄止，没有作进一步的剖析和挖掘。（三）本课题的创新程度我们这一课题创新点就是要将物理学史和三维目标二者合理“嫁接”，要用物理学史为载体培养学生的情感、态度和价值观这一目标；本课题在研究内容上主要针对高中物理学史中能培养学生情感、态度和价值观的相关内容，研究范围较小，研究方向明确；现在研究物理学史的有很多，关于这方面的著作也很多，但这些著作和成果都是以时间为顺序编写的，这样与中学物理教学不太相匹配。另外，我们研究物理学史不再以

5、时间为顺序，而以现行的“人教版”高中物理课本章节为顺序，深入挖掘物理学史，将一个个生动的案例和故事与知识对应起来，讲课时水到渠成的穿插到教学中去。通过三年对学生不断的熏陶和强化，从而使学生形成良好的情感、态度和价值观。（四）选题的意义和价值心理学研究表明，人的有些情感态度、价值观是由模仿他人的行为而得。生活中我们也常说，榜样的力量是无穷的。教育是一个内心旅程，是通过有目的的教育和训练使人成长的过程。高中生的心理仍处在发展阶段，受年龄和生活经验的限制，在思想上尚未定型，没有形成明确的世界观和人生观。这为我们的教学提供了契机。情感不能灌输，但可以唤起、诱导、熏陶。物理学史中隐藏着许多与情感、态度和

6、价值观有关的因素，努力挖掘，可以开发出丰富的教育内容。我们立足于教材，分析物理学史中的情感特点，分析物理学史在素质教育中的作用；着眼于实践，研究中学生情感态度价值观的形成过程，结合物理学史的教学，其目的在于促进学生在情感态度、价值观方面的发展。新课程将教育的视野从智力领域扩展到非智力领域，物理学史是一门自然科学、人文科学、社会科学、思维科学紧密交叉渗透的综合学科。通过描述物理学家探索科学的成功与失败、喜悦与懊悔、分歧与争论，使学生在精神上受到感染、情操上得到陶冶、意志得到磨练、鉴赏力得到提高。由于物理学史内容的特点及它所具有的丰富教育因素，决定它在培养学生的情感态度与价值观方面发挥出独特的功能

7、，起着重要的作用。我们选择“物理学史为载体，使情感态度、价值观的培养不再抽象，以期对中学物理教育教学实践有一定的帮助。二、课题研究的理论依据（一）建构主义理论建构主义理论认为，学习中应以学生为主体，学生是教学活动的积极参与者和知识的积极建构者，教师应是有利于学生意义建构的帮助者、促进者。所以我们设想通过研究物理学史中突出的案例和史实作为辅助工具和载体来激发学生的学习兴趣，从而进一步促进学生情感态度和价值观的提升。（二）心理学中个性心理特征理论个性心理特征是指个体心理活动中稳定的心理特征，包括情感态度和价值观三个因素。一个人形成某些态度，这些态度往往相互组合成为一个态度系统。该系统具有各种特性，

8、作为主观的心理条件而影响着态度的形成和改变。因此可以通过物理学史中的典型案例来影响学生的态度，使他们在较长一段时期内前后是一贯，并已形成相应的信念，使态度中认知、情感和意图三个因素完全协调一致，从而可以形成正确的情感态度和价值观。三、课题研究的范围和基本内容的界定本课题只研究与高中物理现行教科书有关的物理学史问题，将物理学史分为六类，分别是培养学生的学习兴趣类、培养学生克服困难的信心和不屈不挠的意志品质类、培养学生的合作意识类、培养学生的质疑精神类、培养学生的环保意识和可持续发展的意识类和培养学生的民族自豪感类。分别从中挖掘出能培养学生情感、态度和价值观的物理学史，这样既帮助了学生加深对相应物

9、理知识的认识和理解，又提高了学生的能力。四、课题研究的目标本课题要达到三方面的目标：（一）搜集培养学生情感态度和价值观的物理学史资料。（二）探索应用物理学史培养学生情感态度和价值观的有效方法。（三）形成一套培养学生情感、态度和价值观的教学模式。五、课题研究的内容本课题研究的基本内容主要有以下几方面：（一）通过调查问卷了解学生对物理学史的了解程度和情感态度价值观的现状，确定本课题的研究方向。（二）通过图书以及网络资源搜集相关的物理学史资料及培养学生情感、态度和价值观和的相关材料。（三）整理出了高中物理教材中关于物理学史的全部内容。（四）撰写运用物理学史培养学生情感态度和价值观方面的论文，向全国各

10、大期刊投稿。（五）探索应用物理学史培养学生情感态度和价值观的有效方法。六、课题研究的对象和方法（一）研究的对象本课题研究的主要对象是中学物理教科书和物理学史，从中研究出各种可以培养学生情感态度和价值观的素材和方法。另一对象就是学生，分别是内丘中学高中一年级1班、5班、13班的150名学生，内丘中学高中二年级2班、6班、14班的150名学生，通过问卷调查了解学生对物理学史的了解程度，并将研究成果应用到这些学生中去，运用物理学史培养他们正确的情感态度和价值观，检验本课题的实施效果，（二）研究的方法1、问卷调查法通过对内丘中学高中一年级1班、5班、13班的150名学生和内丘中学高中二年级2班、6班、

11、14班的150名学生发放调查问卷，了解学生对物理学史和情感态度价值观情感目标的认识现状和存在的不足，以保障我们研究方向的准确性。2、文献法通过查阅文献资料和网络资料找出物理学史培养学生情感、态度和价值观的典型案例。3、行动研究法通过调查实践等行动方式了解学生的不足之处，加强这一方面的研究。4、利用各种教研活动的机会，对物理教师进行访谈，了解教师对情感态度、价值观目标的认识及落实情况。七、课题研究的过程 （一）准备阶段（2011年6月20012年7月）1、建立组织机构，制定研究方案课题立项后我们建立了课题组制度，确定了研究的分工，制定研究的方案，确定每两周周一下午开例会制度，汇报个人研究的进度以

12、及在研究过程中遇到的问题并制定下两周的研究内容。2、撰写开题报告2011年10月22日至24日，本课题主持人在石家庄北方大厦参加了2011年度课题培训研修班，会上聆听了各位专家的精彩讲座，对开题工作有很大的指导作用。回来之后，我们课题组认真开了三个会，群策群力，充分发挥集体的智慧，经过一个月时间的精心筹备，认真查阅相关资料，课题组撰写了开题报告，并于2012年元月11日下午在学校二楼会议室召开课报告会，学校教务处乔梅林主任和胡丰民副主任以及物理组全体成员都参加了本次课题开题会。3、编写调查问卷、发放调查问卷和撰写调查报告。我们精心编写了“关于高中生对物理学史了解现状”的调查问卷，在高一年级高二

13、年级各发放问卷150份，收回295份，通过问卷调查我们了解到大多数的学生对物理学史中能激发学生学习兴趣和意志的故事以及物理学家的趣闻都非常感兴趣,但只有少数的学生注意自己情感态度和价值观的培养,由此可见,培养学生情感态度和价值观非常必要,而且运用物理学史培养学生情感、态度和价值观非常必要和可行。认真分析后撰写了调查报告。4、购买相关的图书课题立项之后我们专程去了省城石家庄，在省秋林书城、省新华书店等大型书店精心挑选课题研究的相关书籍，购买了物理学史、从射线到夸克、物理学简史、中国物理学通史、物理学家、物理学家趣事、物理学家成才故事、趣味物理新课程标准等十几本书籍。购买了十个档案盒，用于装一些课

14、题的资料和原始材料。并从学校图书馆室借来一些图书杂志。（二）实施研究阶段（20012年8月2014年月）1、认真研读新课程标准标准明确提出，高中物理的课程目标是旨在提高全体学生的科学素养，从“知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观”三个维度来培养学生，使学生通过高中物理的学习逐步养成科学态度、科学方法、科学思维习惯、科学世界观和科学精神，引导学生认识科学和技术的差别、科学技术对社会的影响、技术对环境的影响，强调领悟科学的本质、科学与人文的关系，培养学生的社会责任感等，从而为学生终身发展、应对现代社会和未来发展的挑战奠定基础。而物理学史恰是对实现新课程的整体目标发挥着不可替代的功能。通过认真研

15、读新课程标准认识到对有关物理学史的具体规定、例子和建议。如在标准的第二部分课目标(一)“知识与技能”第3条明确指出：初步了解物理学的发展历程，关注科学技术的主要成就和发展趋势以及物理学对经济、社会发展的影响。(二)“过程与方法”第2条指出：通过物理概念和规律的学习过程，了解物理学的研究方法，认识物理实验、物理模型和数学工具在物理学发展过程中的作用。2、探索新教材对物理学史内容的选择、组织和呈现特点从上面的分析可以看出2003年颁布的标准比以往更加重视物理学史的教学，依据标准编写的人教版新教材对物理学史内容进行了扩充选取和优化组织呈现，研究新教材，更好的利用新教材中的物理学史来展开教学是推进新课

16、程改革的需要。我们对新教材人民教育出版社编的普通高中课程标准实验教科书(2010年5月第1版)中物理学史内容进行了初步统计。必修1序言 顽童对达芬奇、伽利略、斯科特的议论走进物理课堂之前1页 庄子的话语及生平页首、页脚批注1-81页各类发现以及发现举例列表物理学与人类文明9页 亚里士多德的话语及生平页首、页脚批注9页霍尔顿对力学的评语章首语13页我国宋代诗人陈与义的诗句习题19页费恩曼的“笑话” 说一说19页速度与现代社会STS33页普朗克的话语及生平页首、页脚批注48-51页伽利略对自由落体运动的研究一节正文5152页从伽利略的一生看科学和社会STS53页恩格斯的话语及生平页首、页脚批注59

17、页提及胡克发现胡克定律正文60页蒲柏生平及诗句页首、页脚批注72-73页牛顿第一定律正文82页用动力学方法测质量科学漫步83页1960年第ll届国际计量大会制订sI制正文95页丁肇中的话语及生平页首、页脚批注9698页实验推动了物理学的发展正文100页密立根实验正文109页3本有关书籍课外读物必修2l页劳厄的话语及生平页首、页脚批注物理学史在新课标教材中分布的现状2-3页追寻守恒量一节正文2728页能量守恒定律与能源正文61页阿波罗8号返航章首语62页行星的运动正文64-66页人类对行星运动规律的认识科学足迹66页哈雷跟踪彗星习题57页太阳与行星间的引力正文69-71页万有引力定律正文73页发

18、现天王星、海王星正文73页李政道谈物理学的普适之美旁批74-76页宇宙航行正文76-77页黑洞科学漫步79-82页经典力学的局限性正文808l页时间和空间是什么? 科学漫步8384页牛顿的科学生涯科学足迹。选修3-1 1页牛顿的名言章首语2页东西方对静电的研究正文4页提到正电子的发现页脚批注5页密立根首度测得元电荷的电量正文6-7页库仑定律一节正文10页硒鼓名称的解释页脚批注ll页牛顿不赞成超距，法拉第提出“场”概念正文15-16页法拉第和场的概念科学漫步35页密立根实验一电子电荷量的测定科学足迹37页范德格拉夫静电加速器科学漫步39页塞格瑞的话语及生平页首、页脚批注83页麦克斯韦的话语及生平

19、页首、页脚批注84页中国古人对磁现象的研究正文84-85页电流磁现象的发现正文安培对磁体和电流、电流和85页正文电流之间作用的研究86页指南针与郑和下西洋STS89页特斯拉简短生平和主要贡献图片附文89页地球磁场与古生物学科学漫步92页安培分子电流假说正文101页洛仑兹简短生平和主要贡献图片附文106页提及阿斯顿发明质谱仪并发现氖20和氖22 正文109页霍尔效应课题研究110页5本相关书籍课外读物选修3-218页中子的发现科学足迹20页我国宋代发明火箭正文21页齐奥尔科夫斯基提出多级火箭的概念正文22页中国近现代火箭技术的发展历程正文25页清华“国内轿车第一碰” 科学漫步25-26页历史上关

20、于运动量度的争论科学足迹27页普朗克的话语和生平页首、页脚27页电子显微镜的出现章首语29页维思、瑞利等人对于黑体辐射的研究正文29-31页能量子一超越牛顿的发现正文科学的转折一光的粒子性，赫兹、爱因斯坦、密立4042页崭新的一页：粒子的波动性一节正文45页玻恩提出概率波的概念正文48页海森伯的话语和生平旁批、页脚49页量子力学科学漫步5255页电子的发现一节正文56页电子发现的前夜科学足迹57-59页原子核式结构的发现一节正文60-6l页光谱和新元素的发现科学足迹61页巴耳末提出解释氢原子光谱的巴耳末公式正文63页玻尔的原子模型正文6567页夫兰克一赫兹实验证实了原子内能级量子态正文68页情

21、同父子的科学家卢瑟福和玻尔科学足迹71-72页从量子力学的诞生看科学技术和社会STS7476页原子核的组成一节正文77-78页天然放射现象的发现科学足迹79页炼金术士对于“点石成金”的梦想正文83-85页探测射线的方法正文86页放射性的应用和防护正文8889 室内环境与放射性，贫油弹STS90页温伯格等人因提出电弱统一理论而获诺贝尔奖旁批94-95页重核的裂变节正文9596页原子弹与科学家的责任STS9697页核电站正文99页我国的快中子增殖反应堆科学漫步106 华人科学家在粒子物理领域的杰出贡献科学足迹若把新教材中物理学史分类如下：A、物理学家的生平简介，名言警旬、趣闻轶事等；B、中国古今科

22、学技术成就，以及非主流西方的人们，如阿拉伯人、印度人等作出的科学技术成就；C、重大发明和发现，重要实验和概念规律；D、物理学派假说间的争论：E、科学方法的介绍：F、对理论的评述，主要针对理论的局限性的介绍：G、重大发明和发现对于政治、经济、文化、宗教等的重要影响；H、科学和技术之间的互动关系。这几项历史内容的分类，有些项之间明显有一定的重叠，如A和B、B和C、B和G之间，在统计过程中，则将具有重要特征的量进行重复统计；有些项间的界限并不明显，比如A和C、C和E、C和G、C和H之间，在统计过程中，主要是根据历史内容的侧重点的不同而把它们归入不同的项。3、研究物理学史的著作，查找与教材中对应的能培

23、养学生情感态度和价值观的典形案例物理学史内容本身就是人文性的， 如果我们努力挖掘， 适当安排在教学中， 最终可使教学丰富多彩、生动活泼、轻松有趣。可消除学生厌学心理， 进而增强学生好奇心， 提高学习物理的兴趣， 培养有坚持真理、勇于创新、实事求是的科学态度与科学精神的学生。2012年8月2014年12月期间我们课题成员认真阅读有关物理学史的书籍和文献，探索出了用物理学史培养学生情感态度和价值观的有效方法，具体可从运用物理学史培养学生的学习兴趣、运用物理学史培养学生克服困难的信心和不屈不挠的意志品质、运用物理学史培养学生的合作精神、运用物理学史培养学生的质疑精神、运用物理学史培养学生的环保意识和

24、可持续发展的意识、运用物理学史培养学生的民族自豪感和爱国主义情感等六个方面开展。4、撰写相关的论文撰写了相关的论文16篇，其中在国家级省级报刊杂志上发表6篇（三）总结阶段（205年月2015年5月） 课题组全体成员通力协作，将研究的数据的材料汇总，总结出运用物理学史培养学生情感态度和价值观的方法，构建了物理学史融入物理课堂的提联建结升五环节教学模式，查阅相关的文献资料，撰写了工作报告和研究报告。八、课题研究的成效（一）整理出了高中物理教材中关于物理学史的全部内容我们课题组成员通过查阅物理学史资料，整理出了高中物理教材中关于物理学史的全部内容。具体有以下几点。(必修1)11638年，意大利物理学

25、家伽利略在两种新科学的对话中用科学推理论证重物体和轻物体下落一样快；并在比萨斜塔做了两个不同质量的小球下落的实验，证明了他的观点是正确的，推翻了古希腊学者亚里士多德的观点。（即：质量大的小球下落快）伽利略科学思想方法是把实验和逻辑推理（包括数学推演）和谐地结合起来，从而发展了人类的科学思维方式和科学研究方法。217世纪，伽利略通过构思的理想实验指出：在水平面上运动的物体若没有摩擦，将保持这个速度一直运动下去；得出结论：力是改变物体运动的原因，推翻了亚里士多德的观点：力是维持物体运动的原因。同时代的法国物理学家笛卡儿进一步指出：如果没有其它原因，运动物体将继续以同速度沿着一条直线运动，既不会停下

26、来，也不会偏离原来的方向。31687年，英国科学家牛顿在自然哲学的数学原理著作中提出了三条运动定律（即牛顿三大运动定律）（必修）4人们根据日常的观察和经验，提出“地心说”，古希腊科学家托勒密是代表；而波兰天文学家哥白尼提出了“日心说”，大胆反驳地心说。517世纪，德国天文学家开普勒提出开普勒三大定律（轨道、面积、周期定律）；6牛顿于1687年正式发表万有引力定律；1798年英国物理学家卡文迪许利用扭秤实验装置比较准确地测出了引力常量；7英国剑桥大学的学生亚当斯和法国年轻的天文学家勒维耶相信未知行星的存在。他们根据天王星的观测资料，各自独立地利用万有引力定律计算出这颗“新”行星的轨道。1846年

27、9月23日晚，德国的伽勒在勒维耶预言的位置附近发现了这颗行星，人们称其为“笔尖下发现的行星”。后来，这颗行星命名为海王星。81705年英国天文学家哈雷根据万有引力定律计算了一颗著名彗星的轨道并正确预言了它的回归。海王星的发现和哈雷彗星的“按时回归”确立了万有引力定律的地位，也成为科学史上的美谈。（选修）91785年法国物理学家库仑利用扭秤实验发现了电荷之间的相互作用规律库仑定律，并测出了静电力常量k的值。（库仑扭秤实验在先，卡文迪许扭秤实验在后）101837年，英国物理学家法拉第最早引入了场的概念，并提出用电场线表示电场，磁感线表示磁场。111913年，美国物理学家密立根通过油滴实验精确测定了

28、元电荷e电荷量，获得诺贝尔奖。121820年，丹麦物理学家奥斯特发现电流可以使周围的小磁针发生偏转，称为电流磁效应， 首次揭示了电与磁的联系。13法国物理学家安培发现两根通有同向电流的平行导线相吸，反向电流的平行导线则相斥，并总结出安培定则,判断电流与磁场的相互关系和左手定则判断通电导线在磁场中受到磁场力的方向，还提出安培分子电流假说。14荷兰物理学家洛仑兹提出运动电荷产生了磁场和磁场对运动电荷有作用力（洛仑兹力）的观点。1895年提出了著名的洛伦兹力公式（f=qvB）151831年英国物理学家法拉第发现了由磁场产生电流的条件和规律电磁感应定律。电磁感应的发现使人们对电与磁内在联系的认识更加完

29、善，宣告了电磁学作为一门统一学科的诞生。161834年，俄国物理学家楞次发表确定感应电流方向的定律楞次定律（感应电流方向的判定）17纽曼、韦伯在对理论和实验资料进行严格分析后，于1845年和1846年先后提出法拉第电磁感应定律（判断感应电流的大小）181835年，美国科学家亨利发现自感现象（因电流变化而在电路本身引起感应电动势的现象）191864年，英国物理学家麦克斯韦提出了电磁场理论，预言了电磁波的存在，指出光是一种电磁波，为光的电磁理论奠定了基础。201887年，德国物理学家赫兹用电火花实验证实了电磁波的存在，并测定了电磁波的传播速度等于光速。这样赫兹证实了麦克斯韦关于光的电磁理论，赫兹在

30、人类历史上首先捕捉到了电磁波，为无线电技术的发展开拓了道路。211895年，德国物理学家伦琴发现X射线（伦琴射线），并为他夫人的手拍下世界上第一张X射线的人体照片。（选修3-2）221900年，德国物理学家普朗克为解释物体热辐射规律提出：电磁波的发射和吸收不是连续的，而是一份一份的，把物理学带进了量子世界；受其启发1905年爱因斯坦提出光子说，成功地解释了光电效应规律，因此获得诺贝尔物理奖。231922年，美国物理学家康普顿在研究石墨中的电子对X射线的散射时康普顿效应。光电效应和康普顿效应证实了光的粒子性。光电效应表明光子具有能量，康普顿效应表明光子除了具有能量之外还具有动量。241913年，

31、丹麦物理学家玻尔提出了自己的原子结构假说，成功地解释和预言了氢原子的辐射电磁波谱，为量子力学的发展奠定了基础。251924年，法国物理学家德布罗意大胆预言了实物粒子在一定条件下会表现出波动性；261897年，汤姆生利用阴极射线管发现了电子，说明原子可分，有复杂内部结构，并提出原子的枣糕模型。2719091911年，英国物理学家卢瑟福和助手们进行了粒子散射实验，并提出了原子的核式结构模型。由实验结果估计原子核直径数量级为10 -15 m。281913年，丹麦物理学家波尔最先得出氢原子能级表达式，提出轨道量子化的的观点。291896年，法国物理学家贝克勒尔发现天然放射现象，说明原子核还可以分割。30天然放射现象：有两种衰变（、），三种射线（、），其中射线是衰变后新核处于激发态，向低能级跃迁时辐射出的。衰变快慢与原子所处的物理和化学状态无关。311896年，在贝克勒尔的建议下，玛丽-居里夫妇发现了两种放射性更