溯源物理规律 培养科学思维

龙源期刊网 https://www.360docs.net/doc/5216657438.html,

溯源物理规律培养科学思维

作者：陈连余李友志

来源：《江苏教育·中学教学版》2017年第04期

【摘要】物理学史是展现物理学家思维过程的良好素材。在教学时，深入挖掘此类素

材，有利于培养学生的科学思维。以“伽利略对自由落体运动的研究”教学为例，探讨此类教学策略。

【关键词】溯源；物理规律；科学思维能力

【中图分类号】G633.7 【文献标志码】A 【文章编号】1005-6009（2017）27-0051-03

【作者简介】1.陈连余，南京市金陵中学（南京，210005）教师，高级教师，江苏省特级教师；2.李友志，南京市第六十六中学（南京，210037）教师，高级教师。

爱因斯坦说：对真理的探究比对真理的占有更可贵。在中学物理教材中有不少章节内容涉及物理学史的知识，人教版高中物理必修1“伽利略对自由落体运动的研究”一节就是典型。这一节内容涉及模型建构、科学推理、科学论证、质疑创新等诸多科学思维的要素，是培养学生科学思维能力的良好载体。笔者以这一节课的教学为例，谈谈培养学生科学思维能力的教学要点。

一、培养科学推理能力

落体运动司空见惯。公元前四世纪，古希腊哲学家亚里士多德（公元前384—公元前322）认为，物体运动快慢决定于其轻重，且物体的下落速度和重量成正比。物体越重，下落的速度越快。两千多年来，亚里士多德的观点被人们普遍接受，被当成是不可怀疑的真理，经历1800多年后，年轻的意大利科学家伽利略（1564—1642）对亚里士多德的落体运动观提出了质疑。

[问题1]伽利略是怎样质疑传统落体运动观的？

伽利略设计了一个思想实验，对此进行了质疑。在1638年出版的《关于两门新科学的对话》书中，伽利略详细介绍了这个思想实验。根据当时的亚里士多德物理学，每个物体在每种介质中都有一个自然下落速度，在同一种介质中，物体的下落速度和它的重量成正比，物体越重，下落的速度越快。伽利略据此设想，有一重一轻两个球，重球的下落速度将比轻球快。再设想把这两个球绑在一起，速度慢的轻球会拖慢速度快的重球，因此它们一起下落的速度应介于它们各自下落的速度之间。但是，两球合在一起的重量大于重球，它们一起下落的速度又应该比它们各自下落的速度都大。这样，就出现了自相矛盾的两个结论，所以亚里士多德的落体运动法则是不能成立的。伽利略认为，重物和轻物应该下落得一样快。