物理學史在物理教學中的應用

摘要：本文闡述了在物理教學中引進物理學史，對學生學習物理知識、理解和掌握物理規律以及對學生愛國主義教育有著非常重要的意義。

關鍵詞：物理學史；學習興趣；掌握知識；辯證唯物主義

中圖分類號：G633.7 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2012）08-0273-02

物理學來自于自然現象，規律源自于生活實踐，每一個物理規律的得出，都是前人用成千上萬次的實驗推理得出的。其中匯集了古人的智慧和力量，飽含著人們發現過程中的艱辛和獲得成功后的喜悅。人們在探索規律認識規律的過程中留下的實踐經驗，對我們現在的學習有著很大的啟發作用，也給學生的學習增加了很大興趣。讓學生知道物理家探索物理規律的艱難，明確只有對物理學有執著的追求，堅持不懈地努力，才能到達成功的彼岸。適當學習一些物理學史可以使學生更好地建立物理觀念，較好地在頭腦中形成物質結構及物質運動整體上的概括的物理圖景。適當地學習一些物理學史可以使學生加深對物理概念的理解，更好地掌握物理規律，當學生知道了這些史實時，不但明確了發現一種物理規律的艱辛程度，還能更好地明確物理規律的內涵，從而更深層次理解了這一規律。更好地知道物理學是來自于自然生活而更重要的是服務于生活，使學生知道身邊處處有物理。適當地學習一些物理學史，可以陶冶學生的情操，從物理學家那些高貴的品質中吸收更多的營養，對歷史上一些有杰出貢獻的科學家進行個別考察和研究，這些科學家對待事物的科學態度、思想方法、高貴品質等會對后人產生深遠的影響和熏陶，受到深刻的啟示和啟迪，得到巨大的動力和精神食糧，受到鼓舞。所以在學習中適當地加入物理學史，對學生學習物理的興趣及探索問題堅持不懈精神的培養有著很重大的意義。

學習物理學史對培養學生學習興趣起著相當大的作用。例如：在講牛頓第一定律的時候如果只講一個斜面實驗得出物體在不受外力作用時將保持勻速直線運動或靜止狀態。學生記得太抽象太枯燥，但如果你將亞里士多德推物體就運動不推就停止得出的力是維持物體運動狀態的原因這個觀點提出，伽利略又加以反駁，在光滑的木板上小車失去推力以后還會繼續運動，得出力是改變物體運動狀態的原因。再介紹伽利略斜塔實驗時大鐵球、小鐵球同時下落，加上牛頓管中羽毛與鐵片同時下落的實驗，說明力是改變物體運動狀態的原因。學生聽得非常入神，再介紹牛頓將伽利略的觀點總結推廣成不受力時將保持靜止或勻速直線運動狀態，加上了靜止的情況，引牛頓的一句話：“如果說我比別人看得遠一點，是因為我站在了巨人的肩膀上。”引出牛頓第一定律的得出過程，給學生增加了很大的學習興趣，再加上前人在探索實驗過程中的認真求實精神非常值得學生學習。學生有了學習興趣，學習才會更加主動，遇到問題時解決問題才更加有了信心，也使學生在學習過程中養成了嚴謹的學習態度，不斷提高自己的科學素養，變被動學習為主動學習。

學習物理學史，對學生學習知識、理解和掌握知識也具有相當大的作用。例如：在講原子動力時候，原子本身就非常小，用肉眼根本觀察不到它的結構，只能是抽象地去想象，如果硬背原子的結構是由原子核、核外電子構成，講解就非常的乏味，使學生不好理解和掌握，但是如果加上原子物理學史，對知識掌握和理解就容易多了。1897年，湯姆生利用陰極射線管發現了電子，說明原子可再分，還有復雜的內部結構，他就把原子想象成了一個棗糕模型，原子核就是蛋糕，電子就像棗鑲嵌在原子核上。過了二十年，英國的物理學家盧瑟福和助手們用氦核散射實驗證實了棗糕模型不成立，提出了原子的核式結構，原子的直徑數量級比原子核直徑數量級大十萬多倍。把原子比作足球場，原子核也就是放在足球場中心的一顆綠豆那么大，電子在原子核外作高速運動，使學生很形象地知道了原子的結構。后來密立根又測出了電子電量，盧瑟福又發現質子，又認識了原子核還可以分為質子和中子。1939年，德國的物理學家哈恩和助手用中子轟擊鈾核時，鈾核發生裂變。1942年，費米等人在美國建成第一個裂變反應堆。人類在原子物理上發展迅速，到1952年第一顆氫彈爆炸，人類在物理上已取得相當大的成就。在給學生講這些物理學史時學生聽得非常認真，物理學史對學生知識體系的形成，知識的把握有相當大的促進作用，使學生形成正確的科學思維方法，使學生對知識的理解和掌握更加牢固。

學習物理學史，對學生進行愛國主義教育，使學生在學習中獲得高尚品格。鄭和下西洋用的司南是我國的四大發明之一，每次講課講到磁場說到這段歷史時，同學都會感到非常自豪，還有我國宋代沈括發現的磁偏角，證明了我們古人的智慧和力量。再介紹一下我國宋代發明的火箭和現代火箭的原理相同，我們現在的火箭技術更加精湛，是在前人的基礎上不斷改進和提高的。還比如在力學方面，力的大小與物體的形變成正比的線型關系是我國古代的鄭玄首先提出的，比胡克早了幾百年。中科院學部委王仁等同志認為應該將這一事實寫入教科書。春秋戰國時我們的古人就知道小孔成像，凹、凸面鏡成像的規律，在光學上的研究也是源遠流長。兩漢時期我們就熟用簡單機械，明朝的方以智提出“宙輪于宇，則宇中有宙，宙中有靜”闡述了時空與運動的關系，在這時我們對時空觀已經有了深刻的認識。但是我們既要看到我國古代的燦爛文化還得讓學生知道，十七世紀后我們的科技發展就開始落后于西方國家，以致于清末時期受西方的入侵、搶掠。以此激發學生的愛國之情。在教學過程中對我國的物理學史上的事例加以介紹使學生了解祖國的燦爛文化，使他們從內心激發一種自豪感、緊迫感，從而形成一種為中華民族之崛起而努力奮斗的愛國主義精神。

另外，物理學史的學習對培養學生辯證唯物主義觀點意義重大。物理是事物之間的道理、事物之間的聯系，這些是與封建迷信中的一些說法格格不入的。比如古人認為下雨時候的雷電是天上的雷公和電母兩個神仙發出，其實物理學告訴我們雷電現象是云層摩擦發出的現象。物理學使人們知道了很多自然現象的原因，不再對一些現象產生畏懼的心理。人們對物理規律的發現和運用、對整個世界的認識越來越多，人類的文明才會越加光輝燦爛。

總之，物理學的發展在人類文明發展史中起著相當大的作用，幾次大的工業革命都與物理息息相關，物理學推動著人類的進步。使學生了解物理學史，對激發學生學習的興趣，重視物理的學習，培養學習辯證唯物主義和愛國主義精神都有非常好的作用。通過物理學史的學習，弘揚前人認真、嚴謹、求實的精神，使學生在學習過程中繼承前人的高貴品質，弘揚前人為科學獻身的精神，在學習中踏實肯干，努力提高自己的個人修養和知識水平。