探析物理學史在物理教學中的引入

白雙林

摘 要縱觀世界范圍內(nèi)的科學教育改革，科學史教育正叢科學教育的邊緣進入科學教育的中心，在中學物理教學中引入物理學史不僅有利于學生理解掌握物理知識，也有利于學生養(yǎng)成科學的態(tài)度，學習科學的方法，提高創(chuàng)新的素質(zhì)。

關(guān)鍵詞中學物理教學;物理學史;教育

中圖分類號：O4-09，7 文獻標識碼：A 文章編號：1002-7661（2020）15-0084-01

科學教育改革表達的一個共同思想是提高學生的科學素質(zhì)，科學的教育中應包括科學史內(nèi)容。學習科學史，可以認識到科學發(fā)展的歷史動態(tài)過程，把握科學的本質(zhì)，深刻地理解科學與人類之間的關(guān)系以及科學的發(fā)展對人類的影響。物理學家的成長道路，敏銳的觀察力，獨特的思維方式和創(chuàng)造力，對待困難的態(tài)度，頑強拼搏的毅力，對名利的看法等，都值得人們了解、學習和借鑒。

一、引入物理學史有利于學生理解和掌握物理知識

物理知識包括物理現(xiàn)象、物理概念、物理規(guī)律及其應用等幾方面。而物理學賴以形成的物理概念，以及構(gòu)成物理學基本框架的物理規(guī)律是物理教學中的重點。在以往的物理教學中，對物理學概念、規(guī)律的教學標準主要是放在講清內(nèi)涵、外延以及相關(guān)概念、規(guī)律間的聯(lián)系與區(qū)別上。這種教學方法，注重的是教學的狀態(tài)，著眼的是教學的結(jié)果，而忽視了教學的過程，即忽視了物理概念、規(guī)律的形成和發(fā)展過程及方式。這不僅不利于培養(yǎng)學生的正確思維方法，也不利于能力的培養(yǎng)，對物理概念、規(guī)律的深刻理解也是不利的。

二、引入物理學史有助于學生了解物理思想及物理觀念的變革

對物理學史的研究表明，物理學的每一個重大理論的發(fā)展，多數(shù)是建立在基本觀念和思想方法的演變基礎(chǔ)之上的。20世紀是物理學發(fā)展最快的世紀，這一時期的物理思想和觀念的變革最為引人注目?？茖W發(fā)現(xiàn)是一個非常復雜的過程，直到現(xiàn)在也很難說已經(jīng)把它弄得十分清楚。但有一點可以肯定，那就是由于科學發(fā)現(xiàn)往往是具有創(chuàng)造性的新東西，所以往往在科學發(fā)現(xiàn)的過程中，并沒有什么邏輯推理可言，因而也很難歸納出邏輯推理過程。越是具有創(chuàng)造性的東西，越是如此。對于那些根本性變革的創(chuàng)造，就更無邏輯推理可言了，如能量子概念、相對論、電流磁效應、電磁感應、大統(tǒng)一理論等，有許多是建立在科學信念或人的思想觀念上的。

三、引入物理學史有助于培養(yǎng)學生的科學態(tài)度

科學態(tài)度是指人對自然、對科學本身的基本看法，包括科學的自然觀、世界觀、價值觀與審美觀等。科學態(tài)度對人的認識與實踐活動有決定性的導向作用，是科學素質(zhì)的核心要素。如果只是通過單純地說教或灌輸?shù)姆绞綄⒑茈y達到培養(yǎng)學生正確的科學態(tài)度的目的，而通過物理學史中大量的科學家們的生動事例來啟發(fā)、感染學生將是一個良策。

四、引入物理學史有助于學生學習科學方法

科學素質(zhì)的核心是學習能力，而能力與方法是密不可分的。掌握科學方法的過程往往也是培養(yǎng)能力的過程，解決問題的過程也正是能力外顯的過程。比起任何特殊的科學理論來，科學的方法論對人類的價值觀影響極大。英國物理學家波恩在獲諾貝爾獎時曾說：“我榮獲1954年的諾貝爾獎與其說是我工作里包括了一個自然現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)，倒不如說是那里面包括了一個自然現(xiàn)象的新的思想方法基礎(chǔ)的發(fā)現(xiàn)?！笨茖W技術(shù)的發(fā)展充分證明了物理學的方法與理論形式一直是其他學科效仿的榜樣。結(jié)合教學內(nèi)容介紹物理學史上科學家研究物理學的科學方法，作為學生學習的范例，無疑是實施科學方法教育的一條重要途徑。

五、引入物理學史有利于培養(yǎng)學生的創(chuàng)新素質(zhì)

物理學的發(fā)展史，就是一部創(chuàng)新史，它的每一個新發(fā)現(xiàn)，新理論的形成，都蘊涵著科學家的創(chuàng)新活動。教學中引入物理學史，可以使學生領(lǐng)略科學家們的一系列創(chuàng)造性活動，對培養(yǎng)他們的創(chuàng)新素質(zhì)將起到重要作用。人類對原子結(jié)構(gòu)的認識可以很好地說明這個問題。1897年，湯姆生發(fā)現(xiàn)了電子。這一重大發(fā)現(xiàn)使人們認識到原子是有結(jié)構(gòu)的，它不是最小的終極粒子。因此人們創(chuàng)造性地提出了各種原子模型，其中較有影響的是湯姆生的蛋糕模型。這一模型被盧瑟福的α粒子散射實驗所否定，于是出現(xiàn)了盧瑟福的核式結(jié)構(gòu)模型，該模型雖然解釋了一些現(xiàn)象，但在對原子的穩(wěn)定性進行解釋時卻發(fā)生了與經(jīng)典電磁理論的矛盾。可見，人們對原子結(jié)構(gòu)的認識經(jīng)過了不少人的創(chuàng)新活動，才使問題的認識一步步接近真理。

離開了任何前人的創(chuàng)新成果都是行不通的。以往的教學不注重培養(yǎng)學生提出問題、解決問題創(chuàng)新能力，往往只教給學生確鑿的定論，只注重運用現(xiàn)成的物理知識去解決抽象的、脫離實際的習題的能力，很少將注意力集中在“思”的方面，忽視科學內(nèi)在的精神氣質(zhì)的作用和影響。物理學史體現(xiàn)出真正的富有人情味兒的研究過程，具有豐富的創(chuàng)新思想，創(chuàng)新精神和智慧，將其引入教學無異會對培養(yǎng)學生的創(chuàng)新素質(zhì)起到潛移默化地積極作用。

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