物理學(xué)史和物理背景在培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)方面的作用

摘 要：物理學(xué)史和物理背景是物理學(xué)的重要組成內(nèi)容，物理教學(xué)中加強物理學(xué)史和物理背景的教學(xué)，有助于學(xué)生科學(xué)素質(zhì)和人文素質(zhì)的提高。

關(guān)鍵詞：物理學(xué)史；物理背景；綜合素質(zhì)

物理學(xué)史融入物理教學(xué)的直接理論依據(jù)——教育重演論，教育重演論（Recapitulation theory of education）為物理學(xué)史融入物理教學(xué)的作法提供了直接的理倫依據(jù)。該理論認(rèn)為，“現(xiàn)代學(xué)生的學(xué)習(xí)過程是對人類文化發(fā)展過程的一種認(rèn)知意義上的重演，即現(xiàn)代人的認(rèn)知發(fā)展是對其祖先認(rèn)知水平長期演化過程的濃縮”。因此，只有在相應(yīng)的文化背景中“身臨其境”地學(xué)習(xí)才可能構(gòu)建合理的知識體系。從這個角度來看，物理學(xué)史已成為物理教學(xué)中必不可少的組成部分，物理教學(xué)不光要教授物理知識，更要把相關(guān)的歷史背景介紹給學(xué)生。

一、物理學(xué)史和物理背景有助于學(xué)生樹立科學(xué)的世界觀和人生觀

物理學(xué)是一門基礎(chǔ)科學(xué)，它向著物質(zhì)世界的深度和廣度進(jìn)軍，探索物質(zhì)世界及其運動的規(guī)律，而規(guī)律的得出，并非教科書編寫的那樣，教科書里是物理學(xué)發(fā)展的濃縮，只記錄成功的理論，失敗、曲折的過程則沒有被寫入。而實際上物理學(xué)史是豐富的、曲折的、全面的，它使學(xué)生意識到物理學(xué)家也會犯錯誤，也是平常人，并不那么高大上，他們只是根據(jù)自己的興趣和潛能選擇方向刻苦鉆研而已，物理學(xué)史把物理學(xué)發(fā)展的曲折過程告訴學(xué)生，把物理學(xué)家全面的人格特征展現(xiàn)給學(xué)生，包括他們的遠(yuǎn)見與狹隘、高尚與人格缺陷等多方面的信息。“讀史可以明智”，這讓學(xué)生意識到科學(xué)家與我們每個人一樣是不完美的，他們之所以成功，最大程度上在于他們的堅信和堅持。以此可以開闊眼界，活躍思想，培養(yǎng)學(xué)生堅定的意志品質(zhì)。物理學(xué)史和物理背景是一塊蘊藏著巨大精神財富的寶地，這塊寶地很值得我們?nèi)ラ_墾。

二、物理學(xué)史和物理背景有利于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)

如果撥開歷史而只講純粹的物理知識。學(xué)生也許能掌握這些物理知識，但僅此而已，學(xué)生并不知道定理或定律是在何時何地何種情境下產(chǎn)生的，也不了解產(chǎn)生的過程中出現(xiàn)過什么問題，科學(xué)家當(dāng)時如何解決這樣的問題，采用了什么方法解決問題，學(xué)生科學(xué)思維的發(fā)展得不到完善。

如果教師能夠把知識的形成過程在課堂上“重演”， 通過物理學(xué)史和相應(yīng)的背景在物理教學(xué)中的滲透，讓學(xué)生對科學(xué)家的精神、科學(xué)發(fā)現(xiàn)的過程和方法產(chǎn)生“欣賞”的體驗，可以促進(jìn)他們對物理學(xué)價值進(jìn)行再認(rèn)識，有助于學(xué)生科學(xué)精神的形成。同時可以幫助學(xué)生形成發(fā)展的、動態(tài)的眼光，意識到物理學(xué)還遠(yuǎn)未達(dá)臻完美，物理學(xué)本身的發(fā)展就充滿了懷疑、批判和超越。只有打開這個缺口，學(xué)生才有可能在學(xué)習(xí)和探究物理的過程中形成獨立思考和判斷的能力，進(jìn)而培養(yǎng)創(chuàng)造力并發(fā)展個性。

通過物理學(xué)史的介紹，學(xué)生可以學(xué)到一些研究問題和解決問題的方法，在眾多的物理學(xué)史中，有很多的事例可以讓學(xué)生體會。如在介紹牛頓第二定律實驗史實中，可向?qū)W生介紹實驗條件設(shè)計中的科學(xué)方法——控制變量法，實驗環(huán)境的等效法——平衡摩擦法，實驗數(shù)據(jù)處理的科學(xué)方法——圖象法；在介紹伽俐略生平時，可介紹其從科學(xué)現(xiàn)象的一般觀察→提出假說→運用數(shù)學(xué)和邏輯的手段得出特殊推論→通過物理或理想的實驗對推論進(jìn)行檢驗→對假設(shè)進(jìn)行修正和推廣等。讓學(xué)生掌握方法舉一反三、觸類旁通才是教師的最終目的。

三、物理學(xué)史和物理背景培養(yǎng)學(xué)生對自然科學(xué)的審美能力

費曼指出：“干物理得有鑒賞力。”在西方，一些物理學(xué)家提出這樣的問題：“如果一個人未讀過莎士比亞的著作，會被認(rèn)為沒有教養(yǎng)；但一個人不知道牛頓、愛因斯坦的理論，卻被看作沒有文化。”

物理學(xué)的美是簡潔的、深邃的、含蓄的，它的美表現(xiàn)在基本物理規(guī)律的簡潔和普適性。物質(zhì)世界的真與美從來就是統(tǒng)一的。物理學(xué)家常常把美學(xué)原則應(yīng)用于真理的探索過程中，整部物理學(xué)發(fā)展史都體現(xiàn)著物理學(xué)家對簡單性、對稱性以及和諧性的美學(xué)追求，他們所有的發(fā)現(xiàn)和發(fā)明，也都無一例外地、深刻詮釋著物理學(xué)美的特質(zhì)。物理學(xué)家們對宇宙規(guī)律所呈現(xiàn)的簡單性、對稱性以及和諧性，具有強烈的美學(xué)信念。

四、新課程理念下將物理學(xué)史融入物理教學(xué)中，可以激發(fā)學(xué)生的興趣，有利于學(xué)生的“終身學(xué)習(xí)”

傳統(tǒng)教學(xué)重視知識的傳遞，卻往往忽視了學(xué)習(xí)欲望的培養(yǎng)，導(dǎo)致學(xué)習(xí)后續(xù)動力不足，不利于學(xué)生的“終身學(xué)習(xí)”。物理學(xué)史恰可以彌補其不足。根據(jù)馬斯諾的“需要層次說”，“自我實現(xiàn)的需要”是人最高層次的需要，自我實現(xiàn)者與常人的區(qū)別是自我實現(xiàn)者能更經(jīng)常地產(chǎn)生“高峰體驗”。物理學(xué)史中有大量物理學(xué)家自我實現(xiàn)的事例，通過介紹這些事例，可以創(chuàng)設(shè)具體的情境，使學(xué)生分享科學(xué)家的“高峰體驗”，激發(fā)學(xué)生“自我實現(xiàn)”的主觀愿望，潛移默化地使其學(xué)習(xí)動力得到了加強。

曾經(jīng)有一次“教育學(xué)”的培訓(xùn)學(xué)習(xí)，當(dāng)教師在講“教育”這一概念時，首先從中國幾千年發(fā)展史中提出幾個論述教育的觀點，再提出國外發(fā)展史中對教育的若干看法，然后從中國的各種觀點中提煉出共性東西，再從國外觀點中提出共性東西，最后合二為一概括出課本中“教育”的概念。這樣的描述，讓人對教育這一概念印象深刻，產(chǎn)生一種進(jìn)一步研究的愿望。試想如果這節(jié)課由教師直接提出教育概念，說出書上有關(guān)教育的定義，再找?guī)讞l理論來驗證一下，那么對“教育”這一概念是不會有什么印象與感覺的。我們的物理教學(xué)也應(yīng)是這樣，旁征博引，把科學(xué)史上每一次發(fā)現(xiàn)的歷史背景、社會條件、科技發(fā)展等方面做一描述，給學(xué)生創(chuàng)設(shè)一種情景，讓學(xué)生在更為接近客觀事實的研究環(huán)境中了解知識、掌握知識，那樣做對提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，對學(xué)生形成正確的科學(xué)觀，養(yǎng)成學(xué)生良好的科研態(tài)度，有著十分重要的意義。

新課程改革賦予物理學(xué)史許多新的教育功能，將物理學(xué)史和物理背景融入物理教學(xué)，是對知識與技能，過程與方法，情感、態(tài)度和價值觀的有效整合，有助于學(xué)生綜合素質(zhì)的提高。

參考文獻(xiàn)：

[1]張華，課程與教學(xué)論。上海：上海教育出版社，2000.

[2]郭奕玲，沉慧君。物理學(xué)史，北京：清華大學(xué)出版社，2005.