物理學史在物理教學中的作用

姚海寬

摘 要： 在物理教學中，一些教師只重視物理知識的教學，卻忽視在知識得出的背后，科學家付出的艱辛及用到的方法和思想的演變過程。這些物理學史的教學不僅可以激發(fā)學生的學習興趣，還可以培養(yǎng)學生的科學思維和科學方法，培養(yǎng)他們不畏困難的精神和愛國主義精神，在教學中應該將物理學史的內容融入其中。

關鍵詞： 物理學史 重要性 作用

一些人認為，“物理”無非就是一些定義、定律、定理、公式等，對這些知識背后的物理學史卻不以為然。

事實上，許多科學家都提出物理學史的重要性。法國的物理學家朗之萬曾提出在科學的教學中最好加入歷史的觀點，美國哈佛大學校長柯南特在20世紀50年代初就大力倡導把科學史引入科學教育。我國著名的物理學家錢三強曾指出：“在物理教學中適當增加一點物理學史的內容，讓學生更多地了解科學發(fā)展的歷程，這對他們的成長將會是有意的。”[1]

到目前師范類院校物理系沒有將物理學史列為必修課程，大學教育忽視對物理學史的教學，使教師本身對物理學史的教育功能缺乏正確、深刻的認識，教學中不重視物理學史的教學。即使有一些意識比較強的教師認識到物理學史的重要性，也會因為自身的物理學史水平的限制而影響教學。加上目前能查閱或考證的物理學資料不多，能用的就是報紙雜志和科普讀物，嚴謹性較差，系統(tǒng)性和完整性不夠，致使教師選擇的余地不大。現(xiàn)行中學教材雖然插入了一些科學小故事或科學家的生平，但這些零星的物理學史知識對物理學史沒有系統(tǒng)的認識。

一、物理學史對教學工作的益處

從上述實際情況不難看出無論是教育主管部門還是學校對物理學史的教育重視不夠，使物理學史的教學成了一大空缺。那么究竟物理學史對平常的教學工作有哪些益處呢？

（一）物理學史的教學有助于激發(fā)學生的學習興趣。讓學生了解科學家的生平，介紹他們成功和失敗的過程，了解他們的偶然發(fā)現(xiàn)（如倫琴偶然發(fā)現(xiàn)包有黑紙的底片被曝光而發(fā)現(xiàn)了X射線，獲得了諾貝爾物理學獎），讓學生感受到科學家也會失敗，不是一舉成名，從而激發(fā)學生學習物理知識的興趣和探究自然奧秘的興趣。

（二）物理學史的教學，可以培養(yǎng)學生的科學思維，用科學的方法解決問題。許多物理知識和理論的建立，物理學家們用了觀察和實驗的方法，應用了類比和聯(lián)想，猜測和探究，分析和綜合及反證的方法，還建立了如質點、點電荷、理想氣體、電場線、磁感線等物理模型，設計了理想實驗，如伽利略的理想斜面實驗，應用歸謬法駁斥了亞里士多德的“重的物體比輕的物體下落得快”及“有力作用在物體上物體才運動沒有力作用在物體上物體就停止”這些錯誤觀點。學生只有通過這些物理學史的學習，才能建立科學的思維，有意識地用科學的方法探索自然的奧秘。

（三）物理學史的教學，可以培養(yǎng)學生的質疑精神和提出科學問題的能力。伽利略敢于對科學大師亞里士多德質疑，從而提出了正確的結論。哥白尼敢于對托勒密質疑，提出了“日心說”。愛因斯坦敢于質疑，擺脫絕對時空的限制，從而創(chuàng)立了“狹義相對論”。通過這些物理學史的教學，可以鼓勵學生對問題質疑，敢于提出新穎、奇特的問題，便于培養(yǎng)學生對問題大膽質疑及提出科學問題的能力。

（四）物理學史的教學，可以培養(yǎng)學生不畏困難的精神和獻身科學的精神和愛國主義精神。許多物理定律和定理是通過實驗總結出來的，教材卻只介紹一個實驗便給出定理或定律，從不介紹科學家在這背后所經(jīng)歷的艱辛。實際上這些定理或定律科學家做了成百上千個實驗才得出的，并且當時的生活條件、實驗條件非常貧乏。如奧斯特發(fā)現(xiàn)的電流磁效應，法拉第發(fā)現(xiàn)的電磁感應現(xiàn)象，第谷的天文觀察數(shù)據(jù)。若將這些融入教材，則學生不僅能了解知識，更重要的是培養(yǎng)堅韌的毅力和不畏困難的精神。甚至還有一些物理學家為追求真理獻出了生命。如哥白尼、布魯諾被活活燒死，黎赫曼被雷電擊死，而鄧稼先因長期核輻射致死，郭永懷也因發(fā)射我國第一顆導彈以身殉國……這些物理學家的事例都能培養(yǎng)學生獻身科學的精神。

在中學所學的物理知識涉及的物理學家基本都是國外的，事實上中國從古到今也是人才輩出，如墨子在《墨經(jīng)》中對力、光和聲就有很深的研究；張衡是一位在天文學、地震學、機械技術方面有卓越才能的科學家。沈括在物理學方面，研究了力學、聲學、光學和磁學等現(xiàn)象。現(xiàn)代的物理學家更是人才濟濟，早在讀博士時就以論文《普朗克常數(shù)的測定》而名聲大噪的葉企遜，被人們尊稱其為中國科技的基石，他是楊振寧、李政道等國際知名學者的老師。錢三強是中國原子能科學事業(yè)的創(chuàng)始人，中國“兩彈一星”元勛……古今物理學家的發(fā)現(xiàn)發(fā)明和他們的事跡，無疑能激起學生的民族自尊心和民族自豪感，從而培養(yǎng)學生的愛國主義精神。

二、將物理學史融入教學中的途徑

物理學史對教育的作用是如此之大，如何將其融入教學中呢？

（一）可配合教材的內容，增設一本系統(tǒng)的物理學小書。讓學生隨堂學習，學生既學習了知識，又了解了知識的來源。

（二）以板報的形式每周兩次或者更多次呈現(xiàn)物理學家的生平或某個定律、定理的發(fā)現(xiàn)過程，但要與教材同步。

（三）利用多媒體定期播放物理學家的一些紀錄片或故事，增加學生對物理學史的了解，充實他們的課外知識。

（四）可以訂閱一些科普雜志引導學生閱讀，這樣既能增加他們的知識容量，又能激發(fā)他們學習物理的興趣。

總之，物理學史的教學，不是對教材的簡單補充，它有許多不可替代的作用，教育工作者要充分認識它的作用，共同協(xié)作搞好對學生的物理學史的教育。

參考文獻：

[1]王景元.淺談物理學史在中學物理教學中的作用.教育研究，2000.

[2]武艷玲.淺談物理學史在物理教學中的作用.新課程教師，2009.

[3]章登宏.物理學史在物理教學中的作用.物理與工程，2003.

[4]郭奕玲，沈慧君，編.物理學史.清華大學出版社，1993：1.