淺談物理學(xué)史的教育功能

王明珍+張迪

摘要：隨著新課程改革的推進(jìn)和核心素養(yǎng)的提出，如何提高學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)成為教學(xué)工作的重中之重.物理學(xué)是高中階段各學(xué)科中與現(xiàn)實(shí)生活聯(lián)系最為密切的學(xué)科，而物理學(xué)史是物理學(xué)的發(fā)展歷程.將物理學(xué)史融入物理教學(xué)有利于增強(qiáng)教學(xué)效果，發(fā)展學(xué)生物理思維，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)態(tài)度和責(zé)任.本文主張充分發(fā)揮物理學(xué)史的教育價(jià)值，全面提高學(xué)生素養(yǎng).

關(guān)鍵詞：物理學(xué)史；核心素養(yǎng)；教育

“核心素養(yǎng)”提出以來(lái)，改變當(dāng)前教學(xué)現(xiàn)狀，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的呼聲愈來(lái)愈高.物理核心素養(yǎng)包括物理觀念、科學(xué)思維、實(shí)驗(yàn)探究和科學(xué)態(tài)度與責(zé)任四個(gè)方面.在高中階段，要求學(xué)生通過(guò)學(xué)習(xí)物理知識(shí)，掌握基本的物理概念，培養(yǎng)科學(xué)的思維方式，形成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度.物理學(xué)史是眾多物理學(xué)家對(duì)自然進(jìn)行探索、利用和改造的歷史過(guò)程，經(jīng)歷了無(wú)數(shù)次挫折與失敗，物理學(xué)科在曲折中發(fā)展，對(duì)推動(dòng)社會(huì)進(jìn)步起著舉足輕重的作用.物理學(xué)史自身的內(nèi)容特點(diǎn)及特殊的教育功能，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)具有重要價(jià)值.

一、物理學(xué)史與高中物理教學(xué)的結(jié)合

根據(jù)調(diào)查顯示，大部分學(xué)生對(duì)融入物理學(xué)史的課堂非常感興趣.隨著教育改革的發(fā)展，教師專(zhuān)業(yè)素養(yǎng)逐步提高，教師已然認(rèn)識(shí)到培養(yǎng)全面發(fā)展人才的重要性.在高中物理教學(xué)中，大部分教師已經(jīng)意識(shí)到物理學(xué)史的教育價(jià)值.但是由于缺乏理論知識(shí)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，在實(shí)際教學(xué)中，教師并沒(méi)有將物理學(xué)史與物理教學(xué)緊密結(jié)合.有些教師將相關(guān)物理學(xué)史棄之不顧，有些教師僅將物理學(xué)史作為課堂教學(xué)的小插曲，不會(huì)對(duì)物理學(xué)史進(jìn)行深入講解.因此，在當(dāng)前教學(xué)中，物理學(xué)史并沒(méi)有起到應(yīng)有的教育作用，在很大程度上影響了人們對(duì)物理學(xué)史教育功能的認(rèn)識(shí).

二、物理學(xué)史的教育功能

高中物理教材中，有不少章節(jié)對(duì)物理學(xué)史進(jìn)行介紹，例如伽利略對(duì)自由落體的研究、牛頓第一定律的提出等，這些物理史實(shí)揭示了物理規(guī)律的研究方法，展現(xiàn)了物理學(xué)家們嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度.物理學(xué)史的教育功能分為以下三個(gè)方面：

（一）增強(qiáng)教學(xué)效果

高中階段的物理知識(shí)具有難理解的特點(diǎn)，而且高中階段的學(xué)習(xí)任務(wù)繁重，學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中會(huì)感到非常吃力.在教學(xué)過(guò)程中向?qū)W生講解這些物理規(guī)律的發(fā)展歷史，會(huì)增添教學(xué)趣味，增強(qiáng)教學(xué)效果.例如在講解自由落體運(yùn)動(dòng)時(shí)，學(xué)生之前沒(méi)有接觸過(guò)自由落體的概念，一時(shí)接受起來(lái)比較困難.如果教師在本節(jié)講解中滲透亞里士多德和伽利略對(duì)自由落體的探究，效果將事半功倍.亞里士多德認(rèn)為物體的下落速度由它們的重量決定，這個(gè)錯(cuò)誤的觀點(diǎn)影響了人們近兩千年.16世紀(jì)，伽利略經(jīng)過(guò)上百次實(shí)驗(yàn)證明物體下落時(shí)加速度相等，自由落體才就此提出.學(xué)生清楚了自由落體運(yùn)動(dòng)的提出經(jīng)歷了如此漫長(zhǎng)的時(shí)間，會(huì)格外珍惜這來(lái)之不易的物理規(guī)律，學(xué)習(xí)效果也會(huì)明顯提高.

（二）發(fā)展物理思維

學(xué)生學(xué)習(xí)物理知識(shí)最重要的就是培養(yǎng)物理思維，養(yǎng)成嚴(yán)密的邏輯思維習(xí)慣.在物理教學(xué)中，物理方法對(duì)學(xué)生發(fā)展物理思維具有重要作用.當(dāng)然，科學(xué)的研究方法也不是憑空而來(lái)的.在伽利略之前，人們對(duì)自然界的認(rèn)識(shí)僅局限于生活經(jīng)驗(yàn)，對(duì)科學(xué)的研究徘徊不前.伽利略創(chuàng)造了具有里程碑意義的研究方法，將實(shí)驗(yàn)與邏輯推理巧妙地結(jié)合起來(lái)，對(duì)揭示物理現(xiàn)象有著重要意義.自此，物理大師輩出，開(kāi)啟了近代物理學(xué)的大門(mén)，伽利略也被稱為物理學(xué)中的“福爾摩斯”.學(xué)生了解了幾千年以來(lái)，人們都沒(méi)有找到如此精妙的科學(xué)方法，便更加明白物理實(shí)驗(yàn)對(duì)揭示物理現(xiàn)象的重要性，同時(shí)，也更加理解形成科學(xué)的邏輯思維才能探索自然的真諦.

（三）培養(yǎng)科學(xué)態(tài)度與責(zé)任

長(zhǎng)期以來(lái)，傳統(tǒng)教育重視知識(shí)的傳授，而忽視學(xué)生品德的培養(yǎng).在物理教學(xué)中，教師不能一味地只講授課本知識(shí)，應(yīng)該注重學(xué)生科學(xué)態(tài)度與責(zé)任的培養(yǎng)，學(xué)生除了掌握基礎(chǔ)知識(shí)以外，還應(yīng)該具備縝密的科學(xué)態(tài)度和社會(huì)責(zé)任感.物理學(xué)史的教學(xué)，有利于學(xué)生形成良好的品德.例如在學(xué)習(xí)萬(wàn)有引力定律之前，學(xué)生只知道一個(gè)蘋(píng)果砸在了牛頓頭上，牛頓發(fā)現(xiàn)了萬(wàn)有引力定律.而實(shí)際上，經(jīng)過(guò)眾多物理學(xué)家多年的觀察與計(jì)算，才有了后來(lái)的萬(wàn)有引力定律.第谷終其一生都在觀察行星的運(yùn)動(dòng)，記錄了大量的數(shù)據(jù)，但最終未能找到行星運(yùn)動(dòng)的規(guī)律.開(kāi)普勒作為第谷的助手，繼承了他所有的觀察數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的數(shù)學(xué)計(jì)算發(fā)現(xiàn)了開(kāi)普勒三定律.牛頓在這些研究的基礎(chǔ)上，才發(fā)現(xiàn)了萬(wàn)有引力定律.牛頓曾自喻站在巨人的肩上看世界，這便說(shuō)明了牛頓在科學(xué)研究中秉承實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度，對(duì)真理、同行、社會(huì)有著強(qiáng)烈的責(zé)任感.通過(guò)學(xué)習(xí)這些史實(shí)，有助于學(xué)生形成良好的思想品德，成為一個(gè)誠(chéng)實(shí)、正直、有責(zé)任心的人.

物理學(xué)史的教學(xué)不僅能夠增強(qiáng)教學(xué)效果，對(duì)發(fā)展學(xué)生思維，提高科學(xué)素養(yǎng)也起著重要作用.因此，學(xué)生不僅要學(xué)習(xí)基礎(chǔ)知識(shí)，還應(yīng)了解物理學(xué)的發(fā)展歷程，這樣才能在掌握知識(shí)的同時(shí)，發(fā)展能力，提高自身素養(yǎng)，成為合格的社會(huì)主義事業(yè)的接班人.

三、物理學(xué)史融入高中課堂應(yīng)注意的問(wèn)題

物理學(xué)史具有重要的教育功能，教師在教學(xué)過(guò)程中應(yīng)該提高對(duì)物理學(xué)史教學(xué)的重視，積極學(xué)習(xí)理論知識(shí)，提高實(shí)踐能力，發(fā)揮物理學(xué)史的教育功能，全面提高學(xué)生素養(yǎng).

教師在將物理學(xué)史融入物理課堂時(shí)，不能像講故事一樣簡(jiǎn)單地陳述史實(shí)，應(yīng)該注意以下幾個(gè)方面：一是著重引導(dǎo)學(xué)生從物理學(xué)史中獲得精神感悟.教師在物理學(xué)史的講解中，不能只是簡(jiǎn)單讓學(xué)生了解歷史，應(yīng)當(dāng)著重引導(dǎo)學(xué)生從史實(shí)中獲得精神體驗(yàn)，而非機(jī)械復(fù)述.二是引導(dǎo)學(xué)生樹(shù)立正確的價(jià)值觀.物理規(guī)律的探索在曲折中前進(jìn)，在歷史進(jìn)程中，難免會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤的言論，教師應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生正確看待，不能因?yàn)槟承┭哉撳e(cuò)誤而全盤(pán)否定.例如，亞里士多德雖然提出了很多錯(cuò)誤的觀點(diǎn)，但他是位百科全書(shū)式的科學(xué)家，對(duì)于物理學(xué)的發(fā)展有著不可磨滅的貢獻(xiàn).三是注重學(xué)生品德培養(yǎng).在物理學(xué)史的教學(xué)中，重點(diǎn)應(yīng)該發(fā)展學(xué)生的思想品德，端正科學(xué)態(tài)度，培養(yǎng)社會(huì)責(zé)任感.

物理學(xué)史對(duì)學(xué)生素養(yǎng)的提高有著至關(guān)重要的作用，它不僅僅是物理學(xué)科發(fā)展的史實(shí)，更是物理精神的體現(xiàn).物理學(xué)史記載著物理學(xué)家對(duì)自然的一次又一次的探索，是諸多物理學(xué)家終其一生書(shū)寫(xiě)的壯麗詩(shī)篇.我們?cè)诶^承前人成果的同時(shí)，也應(yīng)明白，這些知識(shí)是經(jīng)歷了怎樣的曲折才發(fā)展至今.作為教師，我們有責(zé)任向?qū)W生傳授這些歷史，教育學(xué)生以這些偉人為榜樣，成為社會(huì)有用之才.

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