物理學(xué)史課程教學(xué)改革與實(shí)踐

王秀杰

摘要：簡(jiǎn)單介紹物理學(xué)史課程在物理專業(yè)中的地位和作用及其在教學(xué)中存在的問題，重點(diǎn)論述物理學(xué)史教學(xué)改革中在調(diào)整教學(xué)內(nèi)容、改變課堂教學(xué)方法、改革考核方式等方面所進(jìn)行的改革與實(shí)踐

關(guān)鍵詞：物理學(xué)史、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、考核方式。

【中圖分類號(hào)】G642

一、物理學(xué)史課程在物理專業(yè)中的地位和作用

物理學(xué)是研究物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的最普遍規(guī)律以及物質(zhì)基本結(jié)構(gòu)的科學(xué)。而物理學(xué)史是研究物理學(xué)產(chǎn)生和發(fā)展規(guī)律的科學(xué)。

物理學(xué)史是研究人類對(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)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)生新的飛躍，它的各個(gè)分支怎樣互相滲透，怎樣綜合又怎樣分化等各個(gè)方面。

對(duì)物理專業(yè)的學(xué)生來說，通過物理學(xué)史課程的學(xué)習(xí)，可以達(dá)到以下目的：

1、在物理學(xué)史課程中，通過對(duì)物理學(xué)中重要的基本概念、定律、原理和理論的醞釀、形成和發(fā)展的過程，物理學(xué)基本概念的變革，物理學(xué)研究方法的演化等內(nèi)容的教學(xué)，使學(xué)生獲得關(guān)于物理學(xué)的發(fā)展過程的基本歷史知識(shí)，掌握物理學(xué)發(fā)展的基本規(guī)律和總趨勢(shì)。

2、通過對(duì)物理學(xué)發(fā)展過程的具體了解，加深學(xué)生對(duì)物理學(xué)知識(shí)和理論的實(shí)質(zhì)、物理學(xué)思想、物理學(xué)方法、物理學(xué)發(fā)展動(dòng)力和矛盾運(yùn)動(dòng)的理解和掌握；感受科學(xué)創(chuàng)造精神，激勵(lì)學(xué)生提高自身的科學(xué)素質(zhì)和創(chuàng)造素質(zhì)。

3、通過對(duì)物理學(xué)發(fā)展過程及物理學(xué)科學(xué)創(chuàng)造過程的闡述，使學(xué)生了解科學(xué)理論的發(fā)展與社會(huì)歷史條件、哲學(xué)思想、生產(chǎn)實(shí)踐和科學(xué)實(shí)驗(yàn)的關(guān)系，了解科學(xué)真理的相對(duì)性和科學(xué)認(rèn)識(shí)的動(dòng)態(tài)性，了解科學(xué)家獻(xiàn)身科學(xué)、追求真理的崇高精神，從而加強(qiáng)辯正確唯物主義與歷史唯物主義的教育，繼承和發(fā)揚(yáng)優(yōu)良的科學(xué)傳統(tǒng)，提高學(xué)生的思想道德素質(zhì)。

4、可以使學(xué)生認(rèn)識(shí)到思想觀念轉(zhuǎn)變的重要性。物理學(xué)理論的歷史發(fā)展，最集中、最本質(zhì)的表現(xiàn)在物理學(xué)基本觀念和相應(yīng)的物理世界圖景上的演變上。這種演變又鮮明的反映在物理學(xué)思想的根本變革。近年來，物理學(xué)的基本觀念經(jīng)歷了牛頓力學(xué)的“絕對(duì)時(shí)空+超距中心作用+機(jī)械決定論”，到經(jīng)典電磁場(chǎng)理論的“非中心力+媒遞作用觀+場(chǎng)”，到相對(duì)論的“相對(duì)時(shí)空+質(zhì)能關(guān)系+等效原理+時(shí)空彎曲”到量子力學(xué)的“量子態(tài)+不確定性+幾率決定性”的深刻變革等。

物理學(xué)的發(fā)展總是以物理觀念、物理思想的突破為先導(dǎo)和基底的。正是伽利略否定了亞里士多德的自然運(yùn)動(dòng)和強(qiáng)迫運(yùn)動(dòng)的思想，得出慣性定律，才把力學(xué)的研究引上正確的途徑。馬赫對(duì)牛頓絕對(duì)時(shí)空觀的批判，深刻地影響了愛因斯坦，終于邁出了創(chuàng)立狹義相對(duì)論的步伐。

二、物理學(xué)史課程教學(xué)的現(xiàn)狀

雖然物理學(xué)史有著重要的意義和作用，但目前在高校物理專業(yè)物理學(xué)史課程的教學(xué)中，所能達(dá)到的效果卻很有限，分析其原因，有以下兩個(gè)方面：

1、在物理專業(yè)的所有課程中，物理學(xué)史一般是選修課，除了個(gè)別特別感興趣的學(xué)生以外，多數(shù)學(xué)生選修該課程是認(rèn)為取得學(xué)分更容易一些，一般沒有掛科之憂，部分學(xué)生來聽課是迫于考勤的要求，因此在課堂上相當(dāng)一部分學(xué)生聽課積極性不高，甚至根本就不聽課，一直在玩手機(jī)或做別的事情，這種現(xiàn)象相當(dāng)普遍，雖然課也上了，但學(xué)到的知識(shí)卻是寥寥無幾。

2、對(duì)老師來說，在教學(xué)上也存在一定的問題，在課堂上，多數(shù)老師只注重自身教學(xué)的條理性、系統(tǒng)性和完整性，上課時(shí)只顧自己講，關(guān)注學(xué)生較少，課堂很少有互動(dòng)，加之該課程本身難度不大，而且一般都采用多媒體教學(xué)，畫面多，翻頁快，雖然做到了信息量大，但學(xué)生聽課積極性不高，能留下印象的知識(shí)和畫面卻很少。課上沒有互動(dòng)，課下又見不到老師，學(xué)不到知識(shí)就在所難免。

三、物理學(xué)史課堂教學(xué)改革與實(shí)踐

如何才能改變以上被動(dòng)的局面，在學(xué)生是為了獲得學(xué)分容易才選修該課程的前提下，筆者認(rèn)為適當(dāng)調(diào)整教學(xué)內(nèi)容、改變課堂教學(xué)方法、改革考核方式是關(guān)鍵所在，近幾年通過幾屆學(xué)生改革和探索，取得了良好的教學(xué)效果。

1、適當(dāng)調(diào)整教學(xué)內(nèi)容，提高教學(xué)內(nèi)容的趣味性和吸引力

物理學(xué)史的傳統(tǒng)授課內(nèi)容主要是按照物理學(xué)各分支，以時(shí)間為序，依次介紹力學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)、光學(xué)、相對(duì)論、量子力學(xué)、原子和原子核物理學(xué)、粒子物理學(xué)、凝聚態(tài)物理學(xué)、現(xiàn)代光學(xué)、天體物理學(xué)等發(fā)展的歷程。雖然這樣的教學(xué)內(nèi)容完成了向?qū)W生傳授物理知識(shí)的目標(biāo)，也在一定程度上培養(yǎng)了大學(xué)生的科學(xué)思維能力，但其對(duì)大學(xué)生人生觀、價(jià)值觀的引導(dǎo)作用卻沒有充分發(fā)揮出來。所以，為了適應(yīng)教學(xué)目標(biāo)，克服傳統(tǒng)教學(xué)內(nèi)容古板生硬、缺乏趣味性和吸引力等不足，在講述物理學(xué)各分支的過程中，首先講述這些物理知識(shí)產(chǎn)生的時(shí)代背景、社會(huì)及經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r、哲學(xué)思想的發(fā)展水平等背景知識(shí)，特別強(qiáng)調(diào)中西方的對(duì)比，而物理學(xué)知識(shí)則是簡(jiǎn)單講述，因?yàn)樽鳛槲锢韺I(yè)的學(xué)生來說，他們?cè)谄渌n程基本上都學(xué)過了，如在講述力學(xué)發(fā)展史前，先以較大篇幅介紹歐洲文藝復(fù)興、宗教改革、啟蒙運(yùn)動(dòng)等歷史背景，然后再講述物理學(xué)知識(shí)的產(chǎn)生和發(fā)展，學(xué)生就更加容易理解和接受。在講到某個(gè)物理學(xué)家時(shí)，除了簡(jiǎn)單介紹其物理學(xué)貢獻(xiàn)，還用較大篇幅講述其成長(zhǎng)背景和成長(zhǎng)過程、生平趣事、哲學(xué)思想等，甚至是生活中的不良現(xiàn)象及性格缺陷等負(fù)面因素也做些介紹，給學(xué)生一個(gè)全方位的物理學(xué)家，讓學(xué)生感覺到科學(xué)家也是人。

2、改變課堂教學(xué)方法，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生在課堂上的積極性和主動(dòng)性

傳統(tǒng)的授課方式是老師講，學(xué)生聽。在這種授課方式下，學(xué)生只能被動(dòng)地接受老師講授的知識(shí)，學(xué)生聽課的積極性不高，教學(xué)效果差。為了克服傳統(tǒng)授課方式的單一化和被動(dòng)性，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生參與課堂的積極性和主動(dòng)性，在授課方式進(jìn)行上了大量的改革與探索，具體包括以下幾個(gè)方面。

（1）物理學(xué)史不同于其他物理課程，內(nèi)容基本上都可以看懂，這為調(diào)動(dòng)學(xué)生參與課堂提供了良好的條件。在課堂上，將那些淺顯易懂的內(nèi)容直接由學(xué)生進(jìn)行講述，然后老師進(jìn)行點(diǎn)評(píng)，同時(shí)根據(jù)學(xué)生講述的情況進(jìn)行打分并記錄，作為平時(shí)成績(jī)，這樣就給了學(xué)生動(dòng)力和壓力。老師不僅在內(nèi)容上進(jìn)行點(diǎn)評(píng)，還把學(xué)生講述的語氣、語速、發(fā)音、精神面貌等各方面進(jìn)行全方位的點(diǎn)評(píng)，讓學(xué)生不僅掌握了知識(shí)，同時(shí)還鍛煉了口才，提高了綜合素質(zhì)。在點(diǎn)評(píng)的同時(shí)將教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行挖掘和擴(kuò)展，使學(xué)生能進(jìn)一步掌握課本以外是知識(shí)和信息。endprint

（2）在每次課的最后環(huán)節(jié)，將下次課將要講述的內(nèi)容提煉為幾個(gè)問題羅列出來并讓學(xué)生記錄，要求學(xué)生課下預(yù)習(xí)，在下次上課時(shí)讓學(xué)生講述。將學(xué)生分成若干個(gè)組，每個(gè)組提問一個(gè)學(xué)生回答預(yù)習(xí)過的問題，然后根據(jù)回答的情況進(jìn)行打分，打分結(jié)果不僅是回答問題學(xué)生的成績(jī)，同時(shí)也是這個(gè)學(xué)生所在組全體學(xué)生的成績(jī)，這樣使學(xué)生就有了空前的壓力和動(dòng)力，迫使他（她）課前必須認(rèn)真預(yù)習(xí)，一旦被提問，將是代表全組同學(xué)回答問題。

（3）當(dāng)課程講述到一定程度的時(shí)候，將講過的內(nèi)容凝練出幾個(gè)有一定深度和難度課題，每組選擇一個(gè)課題進(jìn)行準(zhǔn)備，要求廣泛搜集資料、整合資料、撰寫論文，并將主要講述內(nèi)容制作成PowerPoint文稿。經(jīng)過規(guī)定時(shí)間的準(zhǔn)備，每組推選一個(gè)人在課堂上進(jìn)行講述和答辯，講述學(xué)生還要回答評(píng)委會(huì)提出的問題，每組學(xué)生推薦一個(gè)學(xué)生和老師組成評(píng)委會(huì)，對(duì)講述學(xué)生在內(nèi)容、效果、儀表儀態(tài)等各方面進(jìn)行評(píng)價(jià)，并給出相應(yīng)的成績(jī)，老師和學(xué)生評(píng)委打分的結(jié)果按照不同的權(quán)重計(jì)算總成績(jī)，這個(gè)總成績(jī)也是該組每個(gè)學(xué)生的成績(jī)，通過這樣的過程可以使學(xué)生將學(xué)過的知識(shí)鞏固、提高，并在各方面得到鍛煉。

3、改革考核方式，實(shí)行多元化考核方法，提高教學(xué)效果

高校課程教學(xué)傳統(tǒng)的考核方式是非常類似于我國的高考，即一考定終身，大部分課程期末考試占總成績(jī)的80%左右，雖有平時(shí)成績(jī)，但由于占比少，更重要的是流于形式，不能反應(yīng)學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握情況。這就使得學(xué)生為了不掛科平時(shí)不學(xué)習(xí)，到了期末將賭注壓在期末考試，于是，各種作弊手段紛紛涌現(xiàn)。為了改變這種現(xiàn)象，實(shí)行多元化考核方法勢(shì)在必行，就是把各種考核體現(xiàn)在平時(shí)的學(xué)習(xí)中，物理學(xué)史是考查課，為實(shí)現(xiàn)多元化考核方法提供了良好的條件，具體考核方式、形式、內(nèi)容及所占比例見下表：

通過各種方式對(duì)學(xué)生進(jìn)行課上課下的考核，并且大力提高這些考核方式在總成績(jī)中的占比，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生參與課堂的積極性，使每個(gè)學(xué)生在平時(shí)的學(xué)習(xí)中既有壓力、又有動(dòng)力，取得了良好的教學(xué)效果。

經(jīng)過幾年的努力，在調(diào)整教內(nèi)容、改變教學(xué)方法、改革考核方式等方面進(jìn)行改革與探索，在課堂上充分激發(fā)學(xué)生聽課的興趣，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生參與課堂的各個(gè)環(huán)節(jié)，通過考核方式的改革，使學(xué)生在課上課下都有了壓力和動(dòng)力，學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性明顯提高，教學(xué)效果良好。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉小君. 物理學(xué)史課程的教學(xué)改革與實(shí)踐[J]理工高教研究， 2009年8月，第28卷第4期。

[2]陶宏義.物理學(xué)史的素質(zhì)教育因素分析[J]湖北師范學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2000年第20卷第4期。endprint