中學物理教學引入物理學史的思考與實踐*

郭建福

(內蒙古師范大學科技史研究院 內蒙古 呼和浩特 010022)

?

物理學史與教育

中學物理教學引入物理學史的思考與實踐*

郭建福

(內蒙古師范大學科技史研究院 內蒙古 呼和浩特 010022)

物理學史與物理教學結合是國內外基礎教育改革的一項重要課題.在物理課堂教學中適當引入物理學史可以起到重要作用.它啟迪了學生的思維，提高了學生的學習興趣，開拓了學生視野；幫助學生深入了解和消化課堂中所傳授的新知識；可對學生進行潛移默化的情感、態度、價值觀教育.

物理教學 物理學史 求知欲 創新素質

在實現物理教學的素質教育目標中，物理學史有著重要的作用.物理學史有助于學生更全面了解物理學家的生平，由此更能激發學生學習物理的興趣，使學生從中學習到嚴謹的科學態度、科學的思維方法，養成良好的學習習慣，使學生的被動學習轉化為主動學習成為可能.

1 用物理學史導入新課 激發學習興趣和求知欲

錢三強先生說，“物理學發展史是一塊蘊藏著巨大精神財富的寶地，這塊寶地很值得我們去開墾，這些精神財富很值得我們去發掘.”

愛因斯坦也曾說過“興趣是最好的老師”，引入物理學史從某種程度上可以增強學生對物理學的興趣.在一節課的開始就引入物理學史，可以很快地把學生的學習積極性調動起來，吸引學生的注意力，從而會認真聽講.

例如，結合“單擺”一節內容的學習，教師可以向學生介紹古代有關時間的測量及擺鐘發明的過程.早在遠古時代，人們便學會了根據天文變化計算較長的時間間隔，對于比日更短的時間單位，人們不得不用某些不精確的辦法.在中世紀，機械鐘開始進入人們的生活，表盤上的指針是靠懸掛重物控制的齒輪來帶動的，重物會使齒輪轉動.但是，必須有一種十分恒定的運動，才能調節齒輪有規律地運轉.荷蘭科學家惠更斯敏銳地想到伽利略青年時代所發現的單擺運動的“等時性”，通過自己的反復構思和實驗，發明了帶擺的鐘，成了人類測量時間的第一部精確儀器，科學實驗為人類帶來意想不到的好處.

2 物理學史引入物理教學可以培養學生的創新素質

物理教學的基本任務中，很重要的一點是發展學生獨立思考的能力和懷疑精神.科學史上的大量事例表明，不囿于傳統理論和觀念，不迷信權威和書本，是科學創造的思想前提.在科學本身的矛盾已經顯現出來時，誰能首先同束縛科學發展的傳統觀念決裂，勇于提出新思想、新見解，誰就可能搶占到科學發展的前沿陣地，做出突破性的發現.正是楊振寧和李政道敏銳地審察了從未被人懷疑過的宇稱守恒定律的適用范圍，大膽提出了弱相互作用中宇稱不守恒的假說，從而導致了物理學理論的一個突破性進展.批判的頭腦、懷疑的精神，是打開未知科學大門的鑰匙，也是一個人創新素質的基本表現.

講自由落體運動時，介紹伽利略用歸謬法駁斥亞里士多德“重的物體比輕的物體落得快”；在講授牛頓第一定律時，介紹伽利略想象的一個理想實驗.學習物理學史，正是一種創新素質的訓練，通過人類揭開自然界之謎和艱難的探索歷程，物理大師們用有效的方法，一步一步地掀開遮蔽真理的帷幕，那種科學創造的震撼與激動，使學生從身臨其境的參與感中，獲得科學方法.這不僅幫助學生拓寬視野，培養良好的創新思維，同時也使學生認識到物理學是處在不斷發展不斷更新的永恒的流動中，避免了對知識僵化的絕對化的理解，使他們逐漸學會以歷史的、辯證的觀點來分析問題、看待事物，提高他們進行科學探索的能力和推動科學發展的信心.

3 物理學史有助于促進對學生優良情感和非智力因素的形成

將物理學史滲入物理教學,處理恰當可以把思想教育寓于知識教學之中.物理學史上，科學家探索物理規律時一絲不茍的治學精神，持之以恒、不怕失敗的奮斗精神，善于繼承、敢于突破、勇于創新的進取精神，實事求是的科學態度，團結協作的集體觀念等等，這些都是對學生進行情感態度價值觀培養的重要材料!例如：開普勒對成千上萬個經過幾十年天文觀察所得的數據進行運算和理論分析，通過長期探索，發現橢圓軌道定律以及開普勒三定律，從而引起天文學的巨大革新；盧瑟福和他的助手在粒子散射實驗中，僅發現八千分之一的粒子產生大角度偏轉而不忽視，從而揭示了原子的核式結構!這些生動的故事和鮮活的人物都深深打動了學生.著名的物理學家大多數都是意志堅定，有著高尚品德情操及人生觀的人，他們的言行意志對學生非智力因素的培養將起到積極作用.實踐證明，介紹他們的求學成長經歷，能引起學生強烈的共鳴和思索，有助于幫助學生樹立追求真理的科學理想和樹立正確的人生觀、價值觀.

4 讓學生開拓眼界 了解過去 探知未來

中學課本的物理內容與物理學史的聯系相當密切，只要我們能積極地進行探索，充分運用物理學史知識，不僅可以使學生大開眼界，還可以使物理教學過程成為一個生動、活潑的過程，從而使學生在接受物理知識中，能由被動到主動，由消極到積極，起到事半功倍的作用，因此把物理學史滲透到物理教學中，能夠對中學物理教師完成物理教學任務起到非常積極重要的作用.

人類的前進與科技的發展是離不開的，科技的發展又牽涉各門學科的發展，其中包括物理學的發展，而任何一門學科都是處在不斷發展前進的狀態中.講解物理學史，不能認為歷史就是過去，而也包括它的現在和未來，所以不僅要將過去告知學生，適當地介紹前沿科學的發展動態也是有必要的.例如在講共振時，筆者以前總是舉學生熟知的故事，拿破侖在一次行軍過橋時，橋因共振而斷裂，學生在這個古老遙遠而又平淡的例子興味索然，而后來筆者改向學生講一個小故事：一向平靜的深圳市殯儀館五層宿舍大樓，近來常常無端出現莫名的振動，有人說是地震，但附近居民都無感覺；也有人說是樓里的人對不起死者，現在鬼來報應，于是許多人逃離了這座大樓.后來，廈門大學一位物理學教授揭開了謎底，原來是附近一家新建工廠機械的震動引起了樓的共振.這個例子就是現在發生的事情，非常貼近生活，學生的注意力一下子集中起來，共振原理也就輕而易舉地掌握了.

總之，物理教學中引入物理學史，從教育學上講，對于幫助學生理解科學的本質、物理概念和定律，培養學生的創造性思維能力及學習、研究物理學的興趣、信心和科學精神等有很重要的教育價值，而且物理學史的需求調查表明物理教學中引入物理學史符合學生的愿望.以邏輯方法為主的傳統教學模式已越來越不適應現代社會發展對教育提出的要求，物理教學中引入物理學史作為改革物理教育的一種手段正受到國內外物理教育工作者、物理學史工作者等越來越廣泛的重視.

1 侯新杰.類比方法在物理學研究中的作用.河南師范大學學報(教育科學版)，1999(4)

2 王全，母小勇.物理文化與物理教育.學科教育，2002(3)

3 郭世榮.吳文俊院士與我國高校數學史研究.內蒙古師范大學學報(自然科學漢文版)，2009(5)

4 周國強.物理學史與中學物理教學.物理教學探討，1994(10)

5 魏冰.科學史、科學哲學和科學教學.比較教育研究，1999(3)

6 郭建福.結合學生心理 提升物理教學.中學物理，2014(6)

*山東省教育科學規劃校本研究專項課題(城鎮初中教師專業發展與學校特色發展研究).

郭建福(1974- )，男，在讀博士，中教一級，主要從事中學物理教學和物理學史研究.

2015-10-18)