物理學(xué)史在物理教學(xué)中的作用

姚海寬

摘 要： 在物理教學(xué)中，一些教師只重視物理知識(shí)的教學(xué)，卻忽視在知識(shí)得出的背后，科學(xué)家付出的艱辛及用到的方法和思想的演變過(guò)程。這些物理學(xué)史的教學(xué)不僅可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，還可以培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維和科學(xué)方法，培養(yǎng)他們不畏困難的精神和愛(ài)國(guó)主義精神，在教學(xué)中應(yīng)該將物理學(xué)史的內(nèi)容融入其中。

關(guān)鍵詞： 物理學(xué)史 重要性 作用

一些人認(rèn)為，“物理”無(wú)非就是一些定義、定律、定理、公式等，對(duì)這些知識(shí)背后的物理學(xué)史卻不以為然。

事實(shí)上，許多科學(xué)家都提出物理學(xué)史的重要性。法國(guó)的物理學(xué)家朗之萬(wàn)曾提出在科學(xué)的教學(xué)中最好加入歷史的觀點(diǎn)，美國(guó)哈佛大學(xué)校長(zhǎng)柯南特在20世紀(jì)50年代初就大力倡導(dǎo)把科學(xué)史引入科學(xué)教育。我國(guó)著名的物理學(xué)家錢三強(qiáng)曾指出：“在物理教學(xué)中適當(dāng)增加一點(diǎn)物理學(xué)史的內(nèi)容，讓學(xué)生更多地了解科學(xué)發(fā)展的歷程，這對(duì)他們的成長(zhǎng)將會(huì)是有意的。”[1]

到目前師范類院校物理系沒(méi)有將物理學(xué)史列為必修課程，大學(xué)教育忽視對(duì)物理學(xué)史的教學(xué)，使教師本身對(duì)物理學(xué)史的教育功能缺乏正確、深刻的認(rèn)識(shí)，教學(xué)中不重視物理學(xué)史的教學(xué)。即使有一些意識(shí)比較強(qiáng)的教師認(rèn)識(shí)到物理學(xué)史的重要性，也會(huì)因?yàn)樽陨淼奈锢韺W(xué)史水平的限制而影響教學(xué)。加上目前能查閱或考證的物理學(xué)資料不多，能用的就是報(bào)紙雜志和科普讀物，嚴(yán)謹(jǐn)性較差，系統(tǒng)性和完整性不夠，致使教師選擇的余地不大?，F(xiàn)行中學(xué)教材雖然插入了一些科學(xué)小故事或科學(xué)家的生平，但這些零星的物理學(xué)史知識(shí)對(duì)物理學(xué)史沒(méi)有系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)。

一、物理學(xué)史對(duì)教學(xué)工作的益處

從上述實(shí)際情況不難看出無(wú)論是教育主管部門還是學(xué)校對(duì)物理學(xué)史的教育重視不夠，使物理學(xué)史的教學(xué)成了一大空缺。那么究竟物理學(xué)史對(duì)平常的教學(xué)工作有哪些益處呢？

（一）物理學(xué)史的教學(xué)有助于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。讓學(xué)生了解科學(xué)家的生平，介紹他們成功和失敗的過(guò)程，了解他們的偶然發(fā)現(xiàn)（如倫琴偶然發(fā)現(xiàn)包有黑紙的底片被曝光而發(fā)現(xiàn)了X射線，獲得了諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)），讓學(xué)生感受到科學(xué)家也會(huì)失敗，不是一舉成名，從而激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理知識(shí)的興趣和探究自然奧秘的興趣。

（二）物理學(xué)史的教學(xué)，可以培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維，用科學(xué)的方法解決問(wèn)題。許多物理知識(shí)和理論的建立，物理學(xué)家們用了觀察和實(shí)驗(yàn)的方法，應(yīng)用了類比和聯(lián)想，猜測(cè)和探究，分析和綜合及反證的方法，還建立了如質(zhì)點(diǎn)、點(diǎn)電荷、理想氣體、電場(chǎng)線、磁感線等物理模型，設(shè)計(jì)了理想實(shí)驗(yàn)，如伽利略的理想斜面實(shí)驗(yàn)，應(yīng)用歸謬法駁斥了亞里士多德的“重的物體比輕的物體下落得快”及“有力作用在物體上物體才運(yùn)動(dòng)沒(méi)有力作用在物體上物體就停止”這些錯(cuò)誤觀點(diǎn)。學(xué)生只有通過(guò)這些物理學(xué)史的學(xué)習(xí)，才能建立科學(xué)的思維，有意識(shí)地用科學(xué)的方法探索自然的奧秘。

（三）物理學(xué)史的教學(xué)，可以培養(yǎng)學(xué)生的質(zhì)疑精神和提出科學(xué)問(wèn)題的能力。伽利略敢于對(duì)科學(xué)大師亞里士多德質(zhì)疑，從而提出了正確的結(jié)論。哥白尼敢于對(duì)托勒密質(zhì)疑，提出了“日心說(shuō)”。愛(ài)因斯坦敢于質(zhì)疑，擺脫絕對(duì)時(shí)空的限制，從而創(chuàng)立了“狹義相對(duì)論”。通過(guò)這些物理學(xué)史的教學(xué)，可以鼓勵(lì)學(xué)生對(duì)問(wèn)題質(zhì)疑，敢于提出新穎、奇特的問(wèn)題，便于培養(yǎng)學(xué)生對(duì)問(wèn)題大膽質(zhì)疑及提出科學(xué)問(wèn)題的能力。

（四）物理學(xué)史的教學(xué)，可以培養(yǎng)學(xué)生不畏困難的精神和獻(xiàn)身科學(xué)的精神和愛(ài)國(guó)主義精神。許多物理定律和定理是通過(guò)實(shí)驗(yàn)總結(jié)出來(lái)的，教材卻只介紹一個(gè)實(shí)驗(yàn)便給出定理或定律，從不介紹科學(xué)家在這背后所經(jīng)歷的艱辛。實(shí)際上這些定理或定律科學(xué)家做了成百上千個(gè)實(shí)驗(yàn)才得出的，并且當(dāng)時(shí)的生活條件、實(shí)驗(yàn)條件非常貧乏。如奧斯特發(fā)現(xiàn)的電流磁效應(yīng)，法拉第發(fā)現(xiàn)的電磁感應(yīng)現(xiàn)象，第谷的天文觀察數(shù)據(jù)。若將這些融入教材，則學(xué)生不僅能了解知識(shí)，更重要的是培養(yǎng)堅(jiān)韌的毅力和不畏困難的精神。甚至還有一些物理學(xué)家為追求真理獻(xiàn)出了生命。如哥白尼、布魯諾被活活燒死，黎赫曼被雷電擊死，而鄧稼先因長(zhǎng)期核輻射致死，郭永懷也因發(fā)射我國(guó)第一顆導(dǎo)彈以身殉國(guó)……這些物理學(xué)家的事例都能培養(yǎng)學(xué)生獻(xiàn)身科學(xué)的精神。

在中學(xué)所學(xué)的物理知識(shí)涉及的物理學(xué)家基本都是國(guó)外的，事實(shí)上中國(guó)從古到今也是人才輩出，如墨子在《墨經(jīng)》中對(duì)力、光和聲就有很深的研究；張衡是一位在天文學(xué)、地震學(xué)、機(jī)械技術(shù)方面有卓越才能的科學(xué)家。沈括在物理學(xué)方面，研究了力學(xué)、聲學(xué)、光學(xué)和磁學(xué)等現(xiàn)象?，F(xiàn)代的物理學(xué)家更是人才濟(jì)濟(jì)，早在讀博士時(shí)就以論文《普朗克常數(shù)的測(cè)定》而名聲大噪的葉企遜，被人們尊稱其為中國(guó)科技的基石，他是楊振寧、李政道等國(guó)際知名學(xué)者的老師。錢三強(qiáng)是中國(guó)原子能科學(xué)事業(yè)的創(chuàng)始人，中國(guó)“兩彈一星”元?jiǎng)住沤裎锢韺W(xué)家的發(fā)現(xiàn)發(fā)明和他們的事跡，無(wú)疑能激起學(xué)生的民族自尊心和民族自豪感，從而培養(yǎng)學(xué)生的愛(ài)國(guó)主義精神。

二、將物理學(xué)史融入教學(xué)中的途徑

物理學(xué)史對(duì)教育的作用是如此之大，如何將其融入教學(xué)中呢？

（一）可配合教材的內(nèi)容，增設(shè)一本系統(tǒng)的物理學(xué)小書(shū)。讓學(xué)生隨堂學(xué)習(xí)，學(xué)生既學(xué)習(xí)了知識(shí)，又了解了知識(shí)的來(lái)源。

（二）以板報(bào)的形式每周兩次或者更多次呈現(xiàn)物理學(xué)家的生平或某個(gè)定律、定理的發(fā)現(xiàn)過(guò)程，但要與教材同步。

（三）利用多媒體定期播放物理學(xué)家的一些紀(jì)錄片或故事，增加學(xué)生對(duì)物理學(xué)史的了解，充實(shí)他們的課外知識(shí)。

（四）可以訂閱一些科普雜志引導(dǎo)學(xué)生閱讀，這樣既能增加他們的知識(shí)容量，又能激發(fā)他們學(xué)習(xí)物理的興趣。

總之，物理學(xué)史的教學(xué)，不是對(duì)教材的簡(jiǎn)單補(bǔ)充，它有許多不可替代的作用，教育工作者要充分認(rèn)識(shí)它的作用，共同協(xié)作搞好對(duì)學(xué)生的物理學(xué)史的教育。

參考文獻(xiàn)：

[1]王景元.淺談物理學(xué)史在中學(xué)物理教學(xué)中的作用.教育研究，2000.

[2]武艷玲.淺談物理學(xué)史在物理教學(xué)中的作用.新課程教師，2009.

[3]章登宏.物理學(xué)史在物理教學(xué)中的作用.物理與工程，2003.

[4]郭奕玲，沈慧君，編.物理學(xué)史.清華大學(xué)出版社，1993：1.