物理學是一門基礎科學,主要探索物質世界及其運動的規律。它像一座基礎雄厚的知識寶塔:力學、熱學、電學、光學、量子力學、核物理和粒子物理學、凝聚態物理學和天體物理學以至于相對論,形成了一座宏偉的大廈。它又像一棵大樹,根深葉茂,從根基長出樹干,從樹干長出茂密的枝杈,又結出累累果實。
物理學史是人類對自然界各種物理現象的認識史,研究物理學發生和發展的基本規律,研究物理學概念和思想發展變革的過程,研究物理學是怎樣不斷開拓新領域,怎樣產生新的飛躍,它的各個分支怎樣互相滲透,怎樣綜合又怎樣分化。在中學物理教學中適當滲透物理學史的知識,通過學習物理學史,不但能增長見識,加深對物理學的理解,更重要的是可以從中學會方法,開闊眼界,得到啟示。
一、適當滲透物理學史,是進行情感態度價值觀教育的關鍵
物理學史以其獨特的精神價值,在學生的思想品德教育中,可以發揮重要作用。科學家的思想、獻身精神、名言警句和高尚品格,是學生學習的重要資源,會給學生人生價值的追求產生影響。深入剖析科學偉人的生平、環境、教育和成長道路,他們的科學探索活動和科學成就,是與道德價值觀密不可分的。
物理學史上大量的事例表明,追求真理的科學思想和獻身科學的犧牲精神,是科學偉人們取得成就的崇高思想境界的支撐。布魯諾為捍衛科學真理走上火刑場;伽利略被終身監禁而矢志不移;開普勒貧病交加,歷受迫害,死在小客店內;富蘭克林為研究雷電而冒險進行“費城實驗”;……這些感人的事例,在物理教學中適當滲透,對于培養學生的科學理想和科學精神,是很有感染力的。
二、適當滲透物理學史,可充分調動學生學習興趣
傳統的物理教學,課堂常常讓學生厭倦,不能發揮他們的主動精神和想象力。解決的辦法,是充分利用物理學史料,以著名物理學家的成功與失敗、喜悅與懊喪,以重大物理學突破中的曲折與反復、分歧與爭論、停滯與躍進,用一種具體生動的科學發現的歷史去感染學生,啟發他們對物理學的樂趣,建立與物理學理論的情結,激發他們學習物理學和探求自然奧秘的熱情。
三、適當滲透物理學史,可促進學生的全面發展
學習物理不僅要學習物理知識,還要學習相關的歷史背景。雖然學生能夠掌握相關內容的理論、事實、結論、公式和計算方法,但并不等于真正理解了知識。容易造成學生掌握物理知識不深刻、不牢靠,知識點容易混淆。適當滲透物理學史可以整合物理學的知識體系,將其融入物理學習中,加深學生對知識結構的理解,還可以澄清疑難問題。
培養學生掌握科學的學習方法,嘗試科學思維的訓練。費曼曾說過:“科學是一種方法,它教導人們:一些事物是怎樣被了解的,什么事情是已知的,現在了解到什么程度,如何對待疑問和不確定性,證據服從什么法則,如何去思考事物,作出判斷,如何區別真偽和表面現象。”在物理學習中有目的地將物理學家們在物理研究中的方法介紹給學生,可以大大提高學生理解問題、分析問題和科學想象的能力。
培養學生的科學素質。廣義的“科學素質”包括科學知識、科學思想、科學態度、科學精神和科學方法。物理學史在科學素質的培養上是大有作為的。在物理教學中,結合物理學史講清理論的由來和發展,講述它的成功,講它解決了哪些問題,它的缺陷和局限,它存在的矛盾和發展前景。學生理解物理知識都是一個動態的、歷史的過程,是“繼承—發展—突破”的過程,循著“問題—試探—失敗或成功”的多次選擇,才能提高科學素質。
四、恰當運用物理學史料,服務教學
1、精選,精心處理,恰當運用
包含以下四個原則:第一說明物理學發展的里程碑或轉折點的史料應當采用,特別是那些在實現物理學的歷次大綜合與突破中有重要作用的。第二有助于加深對基本概念、原理和方法的理解的。第三富有方法論意義,有助于培養學生提出問題、分析問題和解決問題的能力的生動史料。第四一些重要的實驗。
2、具體方法
借助利用教科書上寫入的現成史料,有選擇的讓學生閱讀一些原始文獻,或是結合講課內容隨時插入一些科學家的名言、警句和軼事,講一個精彩的小故事,是很容易活躍課堂氣氛,啟發學生的思考。其他如舉辦物理學史專題講座,放映物理學史幻燈片和錄像帶,布置學生調查歷史上的著名實驗和科學發現的案例等,都是把物理學史引入物理教學的有效方法。