要重視物理學(xué)史在新教材教學(xué)中的運(yùn)用

　　摘要：本文就物理學(xué)史在新教材教學(xué)中的重要性及如何在中學(xué)階段進(jìn)行物理學(xué)史的教學(xué)進(jìn)行了討論。
　　關(guān)鍵詞：運(yùn)用；物理學(xué)史；教學(xué)
　　中圖分類號(hào)：G633.7　文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A　文章編號(hào)：1003—6148(2010)11(S)—0015—2
　　
　　推進(jìn)素質(zhì)教育，實(shí)施新課程改革的今天，對(duì)發(fā)展中學(xué)生的綜合素質(zhì)提出了更高的要求。中學(xué)生學(xué)習(xí)物理知識(shí)的過程，與人類探索物理知識(shí)的過程有很多相似之處。因此，在教學(xué)時(shí)應(yīng)結(jié)合教材中物理學(xué)史的資料，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣及繼續(xù)學(xué)習(xí)物理的欲望，開發(fā)智力，培養(yǎng)能力，使學(xué)生較快地掌握學(xué)習(xí)物理的正確方法，并接受愛國(guó)主義和辯證唯物主義教育。
　　怎樣在中學(xué)階段進(jìn)行物理學(xué)史的教學(xué)?筆者認(rèn)為可以從以下幾個(gè)方面進(jìn)行：
　　
　　1　運(yùn)用物理學(xué)史，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣
　　
　　愛因斯坦說：“熱愛是最好的老師?！痹S多物理學(xué)家之所以取得巨大成就，是由于他們具有強(qiáng)烈的求知欲和濃厚的學(xué)習(xí)興趣。
　　興趣是靠引導(dǎo)而逐漸形成的，筆者在教學(xué)中經(jīng)常穿插一些小故事。講原子物理時(shí)，談查德威克在老師盧瑟夫理論指導(dǎo)下24歲便發(fā)現(xiàn)中子，獲得諾貝爾獎(jiǎng)的故事；講交流電時(shí)，介紹了愛迪生直流輸電和特斯拉主張交流輸電針鋒相對(duì)的故事。這些故事激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)物理的濃厚興趣，從而引導(dǎo)學(xué)生跨出追求真理的第一步。
　　
　　2　運(yùn)用物理學(xué)史，培養(yǎng)學(xué)生愛國(guó)主義感情
　　
　　我國(guó)是世界文明古國(guó)之一，在物理學(xué)史上有著光輝燦爛的篇章。講光學(xué)時(shí)，筆者談到了公元前4世紀(jì)的《墨經(jīng)》記載的關(guān)于小孔成像、平面鏡、透鏡成像的觀察和研究；講磁學(xué)時(shí)，講到中國(guó)人最早發(fā)明了指南針，宋代沈括發(fā)現(xiàn)磁偏角比歐洲人早發(fā)現(xiàn)700年。
　　運(yùn)用這些史料，教育學(xué)生增強(qiáng)民族自信心、自豪感和愛國(guó)主義熱情。
　　
　　3　運(yùn)用物理學(xué)史，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)肅認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)牡目茖W(xué)作風(fēng)。
　　
　　哥白尼經(jīng)過30多年認(rèn)真仔細(xì)的天文觀測(cè)，寫成《天體運(yùn)行論》，糾正了托勒密地心說的錯(cuò)誤，引起了自然科學(xué)史上的一次革命。卡文迪許經(jīng)過50年的潛心研究和計(jì)算，終于測(cè)出萬(wàn)有引力常量，被稱為第一個(gè)稱出地球質(zhì)量的人。開普勒三大定律的發(fā)現(xiàn)，是嚴(yán)謹(jǐn)作風(fēng)的勝利。根據(jù)第谷大量的天文觀測(cè)，火星的實(shí)際軌道與哥白尼體系的圓軌道只相差8弧分。開普勒經(jīng)過長(zhǎng)期鉆研發(fā)現(xiàn)用橢圓軌道可以符合得很好，“就憑這8弧分的差異，引起天文學(xué)的全部革新?！笨茖W(xué)家尊重事實(shí)，堅(jiān)持真理的嚴(yán)肅認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度堪稱楷模。筆者在教學(xué)中講解這些事例，幫助學(xué)生克服在實(shí)驗(yàn)中湊數(shù)據(jù)的壞習(xí)慣。
　　
　　4　運(yùn)用物理學(xué)史，培養(yǎng)學(xué)生的思考方法、
　　
　　掌握正確思考方法，比掌握知識(shí)本身更重要。縱觀一部物理學(xué)史，每個(gè)有成就的物理學(xué)家，幾乎都有自己的研究方法。物理課本上介紹了一些物理學(xué)家的事跡。筆者常常引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)真學(xué)習(xí)，仔細(xì)揣摩物理學(xué)家研究問題的思考方法和思考途徑。
　　物理學(xué)家的思考方法有很多，例如類比推理方法在物理學(xué)史上屢見不鮮，歐姆仿照水流的理論說明電流、電阻和電壓的概念，獲得成功，進(jìn)一步通過實(shí)驗(yàn)建立了歐姆定律。類比推理是科學(xué)研究中行之有效的方法之一，在物理教學(xué)中可以啟迪學(xué)生思維，尋找思維路徑。當(dāng)然，類比推理的結(jié)論要經(jīng)過實(shí)踐的檢驗(yàn)。
　　建立物理模型，運(yùn)用物理模型來研究問題，是物理學(xué)研究的常見方法。物理學(xué)史中涉及的模型很多，如力學(xué)中質(zhì)點(diǎn)、單擺、彈簧振子；電學(xué)中點(diǎn)電荷、電場(chǎng)線；原子物理學(xué)中盧瑟夫的“核式結(jié)構(gòu)”原子模型、玻爾模型。
　　
　　5　運(yùn)用物理學(xué)史。培養(yǎng)學(xué)生的能力
　　
　　5.1　培養(yǎng)觀察和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?br/>　　從物理學(xué)史上來看，觀察和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰κ侨〉弥卮罂蒲谐晒那疤?。歷史上一些重要的發(fā)現(xiàn)，如中子、光電效應(yīng)的發(fā)現(xiàn)，都是物理學(xué)家觀察、實(shí)驗(yàn)的結(jié)果。針對(duì)一些中學(xué)生學(xué)習(xí)物理時(shí)存在的重理論、輕實(shí)驗(yàn)的傾向，筆者向?qū)W生介紹了兩組數(shù)據(jù)：
　　從1901年到2010年獲得諾貝爾物理獎(jiǎng)的科學(xué)家中，由于實(shí)驗(yàn)或與實(shí)驗(yàn)直接相關(guān)的約：占三分之二。英國(guó)卡文迪許實(shí)驗(yàn)室從1874年建立至今，共培養(yǎng)了30多位諾貝爾獎(jiǎng)獲得者。
　　歷史上，還有一些重要實(shí)驗(yàn)，如法拉第電磁感應(yīng)實(shí)驗(yàn)、光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)，都是物理學(xué)家留給我們的無價(jià)之寶，值得我們認(rèn)真領(lǐng)會(huì)和學(xué)習(xí)。
　　5.2　培養(yǎng)思維能力
　　物理學(xué)史說明，物理概念的建立、定律的發(fā)現(xiàn)，除了有堅(jiān)實(shí)的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)外，還必須有很強(qiáng)的思維能力。
　　物理課本上所述伽利略發(fā)現(xiàn)慣性定律所用的理想實(shí)驗(yàn)就是事實(shí)和思維相結(jié)合的光輝范例。他指出：讓小車從斜面上滑下，在越光滑的表面阻力越小，它就走得越遠(yuǎn)，越接近勻速。從而推出結(jié)論：力不是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因，而是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因。伽利略的科學(xué)推理方法，是人類思想史上最偉大的成就之一，標(biāo)志著物理學(xué)的真正開始。
　　5.3　培養(yǎng)運(yùn)用數(shù)學(xué)解決物理問題的能力
　　在物理學(xué)史上這方面例子很多，這里僅舉一例。英國(guó)的亞當(dāng)斯和法國(guó)的勒維烈據(jù)天文觀測(cè)中天王星軌道異常而計(jì)算出海王星位置，從而被天文觀測(cè)證實(shí)，人們稱為“筆尖上的海王星?！边@是數(shù)學(xué)計(jì)算上獲得成功的例子。
　　據(jù)上分析；不難看出，推進(jìn)索質(zhì)教育與新課程改革相結(jié)合，加強(qiáng)物理學(xué)史的教育，發(fā)揮物理學(xué)史教育功能，開發(fā)物理學(xué)史的教育途徑，充分體現(xiàn)物理學(xué)史在中學(xué)教學(xué)中的作用，對(duì)實(shí)現(xiàn)中學(xué)物理教學(xué)目標(biāo)是必要的，有益的。
　　(欄目編輯　趙保