新課程背景下物理學(xué)史的重要作用

楊瑞琴

摘要： 高中物理課程旨在進(jìn)一步提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，從知識(shí)與技能、過程與方法、情感態(tài)度與價(jià)值觀三個(gè)維度培養(yǎng)學(xué)生。在新課程背景下，物理學(xué)史有重要的教育意義，是一份值得挖掘的教育財(cái)富。

關(guān)鍵詞： 新課程背景物理學(xué)史重要作用

《高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)》明確提出，高中物理課程旨在進(jìn)一步提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，從知識(shí)與技能、過程與方法、情感態(tài)度與價(jià)值觀三個(gè)維度培養(yǎng)學(xué)生，通過學(xué)習(xí)終身發(fā)展必備的物理基礎(chǔ)知識(shí)和技能、學(xué)習(xí)科學(xué)探究方法，養(yǎng)成良好的思維習(xí)慣，發(fā)展自主學(xué)習(xí)能力，發(fā)展好奇心與求知欲，發(fā)展科學(xué)探索興趣，能運(yùn)用物理知識(shí)和科學(xué)探究方法解決一些問題。有堅(jiān)持真理、勇于創(chuàng)新、實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度與科學(xué)精神，有振興中華，將科學(xué)服務(wù)于人類的社會(huì)責(zé)任感。了解科學(xué)與技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的互動(dòng)作用，認(rèn)識(shí)人與自然、社會(huì)的關(guān)系，有可持續(xù)發(fā)展意識(shí)和全球觀念，從而為學(xué)生終身發(fā)展、應(yīng)對(duì)現(xiàn)代社會(huì)和未來發(fā)展的挑戰(zhàn)奠定基礎(chǔ)。

我認(rèn)為，在新課程背景下，物理學(xué)史有重要的教育意義，是一份值得挖掘的教育財(cái)富。

一、從知識(shí)與技能的維度看物理學(xué)史的重要作用

物理學(xué)是一門基礎(chǔ)自然科學(xué)，所研究的是物質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)、最普遍的相互作用、最一般的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，以及使用的實(shí)驗(yàn)手段和思維方法。物理學(xué)史研究人類對(duì)自然界各種物理現(xiàn)象的認(rèn)識(shí)史，研究物理學(xué)發(fā)生和發(fā)展的基本規(guī)律，研究物理學(xué)概念和思想發(fā)展和變革的過程，研究物理學(xué)是怎樣成為一門獨(dú)立學(xué)科，怎樣不斷開拓新領(lǐng)域，怎樣產(chǎn)生新飛躍，它的各個(gè)分支怎樣互相滲透、怎樣綜合又怎樣分化。怎樣帶動(dòng)了科學(xué)和技術(shù)的發(fā)展，怎樣推動(dòng)了文化、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的發(fā)展。了解物理學(xué)史可以更深刻地理解物理概念規(guī)律，更深刻地認(rèn)識(shí)物理學(xué)的宏偉壯觀，更深刻地感悟物理世界的奇妙與和諧，更深刻地領(lǐng)略自然界的奇妙與和諧，進(jìn)而激發(fā)學(xué)習(xí)物理的興趣與熱情，激發(fā)探索自然、理解自然的興趣與熱情。再者，物理學(xué)史的很多內(nèi)容本就是高中物理要求學(xué)生必須掌握的內(nèi)容，如在“萬有定律”這一部分要求：“通過有關(guān)事實(shí)了解萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)過程。知道萬有引力定律。認(rèn)識(shí)發(fā)現(xiàn)引力定律的重要意義，體會(huì)科學(xué)定律對(duì)人類探索未知世界的作用。”在“物理實(shí)驗(yàn)專題”中也明確要求：“通過典型事例，認(rèn)識(shí)實(shí)驗(yàn)在物理學(xué)發(fā)展中的重要地位和作用”，所以對(duì)學(xué)生進(jìn)行物理學(xué)史教育本是由高中物理教學(xué)的具體目標(biāo)決定的。

二、從過程與方法的維度看物理學(xué)史的重要作用

物理學(xué)史可以提供豐富的物理科學(xué)發(fā)展的史料，將物理概念、定律的歷史發(fā)展過程展現(xiàn)給學(xué)生，使之熟悉科學(xué)家發(fā)現(xiàn)規(guī)律的思維過程和科研方法，并從科學(xué)家的成功中得到啟示。縱觀物理學(xué)的發(fā)展史，在物理學(xué)研究中運(yùn)用許多科學(xué)的方法，例如:觀察、假設(shè)、實(shí)驗(yàn)、類比、代替、微元、模型、推理、抓住主要問題忽略次要問題、歸納與演繹、分析與綜合，以及數(shù)學(xué)方法和控制論法等，這些都是學(xué)生學(xué)習(xí)的寶貴財(cái)富。伽利略的自由落體實(shí)驗(yàn)、理想斜面實(shí)驗(yàn)等揭示出科學(xué)研究的一般程序：觀察→猜想、假設(shè)→實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證→修正推廣，用到了觀察、假設(shè)、實(shí)驗(yàn)、代替、抓住主要問題忽略次要問題、歸納與演繹、分析與綜合等諸多科學(xué)思維方法。哥白尼堅(jiān)信宇宙與自然是美的，而美的東西一定是簡單與和諧的，他的眼光超越了地球，提出了行星和地球繞太陽運(yùn)動(dòng)，月亮環(huán)繞地球運(yùn)行，使人們的世界觀發(fā)生了重大變革，為開普勒三大定律、牛頓萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)奠定了基礎(chǔ)。從電生磁到磁生電，從粒子到反粒子，從物質(zhì)到反物質(zhì)，從質(zhì)量守恒定律、電荷守恒定律、動(dòng)量守恒定律到能量守恒定律等都是科學(xué)家追求簡單、對(duì)稱、和諧的結(jié)果。學(xué)生在學(xué)習(xí)物理學(xué)史過程中不斷體驗(yàn)科學(xué)發(fā)現(xiàn)、發(fā)展的過程、經(jīng)歷科學(xué)探究過程，從而了解物理學(xué)的研究方法，認(rèn)識(shí)物理實(shí)驗(yàn)、物理模型和數(shù)學(xué)工具在物理學(xué)發(fā)展過程中的作用，接受科學(xué)方法教育，潛移默化地培養(yǎng)科學(xué)的思維模式，為他們將來的學(xué)習(xí)和工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

三、從情感態(tài)度與價(jià)值觀的維度看物理學(xué)史的重要作用

古人說：讀史可以明智?！懊髦恰钡囊馑际菃⒌?、開發(fā)智慧。物理學(xué)史不僅記述了物理實(shí)驗(yàn)和理論的發(fā)展過程，而且記述了物理學(xué)家的活動(dòng)，還反映了他們對(duì)待科學(xué)的興趣和態(tài)度，以及方法上的創(chuàng)新和思維上的突破。

盧瑟福α粒子散射實(shí)驗(yàn)的目的是想證實(shí)湯姆孫原子模型的正確性，實(shí)驗(yàn)結(jié)果卻成了否定湯姆孫原子模型的有力證據(jù)。在此基礎(chǔ)上，盧瑟福提出了原子核式結(jié)構(gòu)模型。由此我們看到了自然界的奇妙與和諧，看到了科學(xué)家批判的頭腦、質(zhì)疑的精神、樂于探究自然界的奧秘、敢于堅(jiān)持真理、勇于創(chuàng)新和實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神。牛頓的萬有引力定律是在哥白尼、第谷、開普勒、伽利略、胡克、哈雷等人研究的基礎(chǔ)上，又經(jīng)過長達(dá)20年的探索才得以完成的，使我們看到，科學(xué)是全人類的事業(yè)和財(cái)富，任何一個(gè)科學(xué)概念的形成，每一個(gè)科學(xué)定律的建立，所有重大的科學(xué)發(fā)現(xiàn)，都是經(jīng)過許多人的艱苦努力，匯聚和利用了許多人的研究成果才得以完成的?？茖W(xué)探究過程不是一帆風(fēng)順的，都是經(jīng)過了曲折和磨煉的，科學(xué)家需要頑強(qiáng)的意志甚至是獻(xiàn)身科學(xué)的犧牲精神，需要與他人合作的團(tuán)隊(duì)精神。東漢王充是世界上最早用科學(xué)的方法解釋潮汐現(xiàn)象的人，北宋沈括是世界上第一個(gè)清楚準(zhǔn)確論述磁偏角的人，我國物理學(xué)家錢三強(qiáng)、何澤慧夫婦于1946年在巴黎發(fā)現(xiàn)鈾的三分裂和四分裂；這些又給了我們作為中國人的自豪感。而當(dāng)今我國與世界科技發(fā)展還有著巨大差距，更可增強(qiáng)學(xué)生的民族意識(shí)，樹立振興中華，將科學(xué)服務(wù)于人類的使命感與歷史責(zé)任感。

綜上，新課程背景下物理學(xué)史有著極其重要的作用。誠如我國著名物理學(xué)家錢三強(qiáng)說：“物理學(xué)發(fā)展史是一塊蘊(yùn)藏著巨大精神財(cái)富的寶地，這塊寶地值得我們?nèi)ラ_墾，這些精神財(cái)富值得我們?nèi)ネ诰?，如果我們都能重視這塊寶地，把寶貴的精神財(cái)富發(fā)掘出來，從中吸取營養(yǎng)，獲得效益，我相信對(duì)我國的教育事業(yè)和人才培養(yǎng)都會(huì)大有益處的。”

參考文獻(xiàn)：

［1］中華人民共和國教育部.高中物理課程標(biāo)準(zhǔn).

［2］郭奕玲，沈慧君.物理學(xué)史.清華大學(xué)出版社，1993.

［3］普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書物理.人民教育出版社，2009.