淺談開(kāi)展物理學(xué)史教學(xué)促進(jìn)學(xué)生素養(yǎng)提高

尹建壯

摘要：在中學(xué)物理教學(xué)中，適當(dāng)引入物理學(xué)史教育，讓學(xué)生更多的了解物理學(xué)發(fā)展的歷程，從前人的經(jīng)驗(yàn)中受到啟發(fā)、教益，從而感悟科學(xué)方法。這有助于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣，培養(yǎng)良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣；可以使學(xué)生正確理解物理概念、領(lǐng)會(huì)物理思想；有利于學(xué)生的提高觀察分析問(wèn)題能力、培養(yǎng)質(zhì)疑精神；有利于學(xué)生人文精神底蘊(yùn)和思想品質(zhì)素養(yǎng)的提高。

正文：

在中學(xué)物理教學(xué)中，教學(xué)目的不是只教給學(xué)生現(xiàn)成的物理概念、規(guī)律和解題方法，還要讓學(xué)生深入了解物理學(xué)的思想方法特點(diǎn)，了解物理學(xué)的發(fā)展的規(guī)律性，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣，提高學(xué)生將物理知識(shí)應(yīng)用到生活實(shí)際中的能力，提高學(xué)生人文精神底蘊(yùn)和思想品質(zhì)素養(yǎng)，為學(xué)生終身發(fā)展、形成科學(xué)的世界觀打下基礎(chǔ)。

物理學(xué)史是一門自然科學(xué)、人文科學(xué)、社會(huì)科學(xué)、思維科學(xué)等緊密交叉滲透的理學(xué)綜合學(xué)科，它融合了與物理學(xué)有關(guān)的自然科學(xué)以及與人類思想、社會(huì)歷史發(fā)展有關(guān)的文、史、哲的多學(xué)科知識(shí)。所以，在物理教學(xué)中適當(dāng)引入物理學(xué)史教育，讓學(xué)生更多的了解科學(xué)發(fā)展的歷程，并從前人的經(jīng)驗(yàn)中受到啟發(fā)、教益，從而感悟科學(xué)方法，提升人文素養(yǎng)，培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)，是素質(zhì)教育全面發(fā)展觀的基本要求，也是落實(shí)新課程改革的必然選擇。

一、講課穿插物理學(xué)史，有助于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣，培養(yǎng)良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣

中學(xué)生好奇心強(qiáng)，求知欲強(qiáng)，同時(shí)又有強(qiáng)烈的自尊心，希望自己能獨(dú)立的去解決一些問(wèn)題。當(dāng)學(xué)生學(xué)習(xí)有了興趣，就會(huì)表現(xiàn)出強(qiáng)烈的學(xué)習(xí)的自覺(jué)性、主動(dòng)性，就能在學(xué)習(xí)中發(fā)揚(yáng)開(kāi)拓和探索精神，以頑強(qiáng)毅力去克服學(xué)習(xí)中遇到的困難。因而為學(xué)生創(chuàng)設(shè)一個(gè)生動(dòng)活潑、自覺(jué)主動(dòng)的學(xué)習(xí)環(huán)境是很重要的。這就要求我們?cè)诮虒W(xué)中，不僅要把日常生活、生產(chǎn)勞動(dòng)中發(fā)生的現(xiàn)象、問(wèn)題與教材緊密聯(lián)系起來(lái)，使學(xué)生認(rèn)識(shí)到學(xué)習(xí)的現(xiàn)實(shí)意義，還須把歷史引入教學(xué)中。物理學(xué)發(fā)展史是一幅理論與實(shí)驗(yàn)交叉、失敗與成功并存、邏輯與非邏輯思維并用的豐富多彩的畫面，是一部跌宕起伏、曲折前進(jìn)的英雄樂(lè)章。教師把科學(xué)理論的建立，科學(xué)發(fā)現(xiàn)的過(guò)程，科技發(fā)明對(duì)人類社會(huì)發(fā)展的貢獻(xiàn)用生動(dòng)事例展示給學(xué)生。并通過(guò)了解物理學(xué)家的生平事跡、高尚情操、成功與挫折、智慧與幽默、分歧與爭(zhēng)論，物理學(xué)思想與方法的演變、物理學(xué)發(fā)展跳動(dòng)的脈搏，都可以調(diào)動(dòng)學(xué)生的情緒，喚起他們強(qiáng)烈的好奇心和奮發(fā)向上的激情，引起濃厚的興趣和積極的思考。

將物理學(xué)上一些重大知識(shí)的發(fā)現(xiàn)歷程滲透到教學(xué)中，讓學(xué)生自己參與物理知識(shí)的發(fā)現(xiàn)過(guò)程，體會(huì)科學(xué)發(fā)現(xiàn)的樂(lè)趣和心理上的滿足。這樣，我們就能在物理教學(xué)中培養(yǎng)并不斷發(fā)展學(xué)生學(xué)習(xí)物理乃至整個(gè)自然科學(xué)的興趣和信心。

二、適當(dāng)進(jìn)行物理學(xué)史教學(xué)，可以使學(xué)生正確理解物理概念、領(lǐng)會(huì)物理思想

在物理基本概念和規(guī)律的教學(xué)中，教師往往比較重視由觀察、實(shí)驗(yàn)得到的事實(shí)依據(jù)，為建立物理概念提供必要的感性認(rèn)識(shí)。如果能在此基礎(chǔ)上滲透一些概念逐漸建立的歷史背景和過(guò)程，使概念形成的現(xiàn)實(shí)性、邏輯性和歷史性相結(jié)合，更有利于學(xué)生對(duì)知識(shí)全面正確的理解和建構(gòu)。物理學(xué)史可以提供豐富的物理科學(xué)發(fā)展的史料，將物理概念、定律的歷史發(fā)展過(guò)程展現(xiàn)給學(xué)生，使之熟悉科學(xué)家發(fā)現(xiàn)規(guī)律的思維過(guò)程和科研方法，并從科學(xué)家的成功中得到啟示。從長(zhǎng)遠(yuǎn)意義上講，對(duì)于學(xué)生來(lái)說(shuō)掌握這些內(nèi)容比學(xué)習(xí)物理知識(shí)、技能更為重要。學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中不斷接受科學(xué)方法教育，潛移默化地培養(yǎng)他們科學(xué)的思維模式。

在教學(xué)實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，歷史上科學(xué)家在形成物理概念、認(rèn)識(shí)物理規(guī)律的過(guò)程中所遇到過(guò)的困難、所產(chǎn)生過(guò)的錯(cuò)誤想法、所做出的一些錯(cuò)誤判斷等，學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中也往往容易產(chǎn)生類似的情況。對(duì)“力與運(yùn)動(dòng)關(guān)系”、“落體規(guī)律”、“熱的本質(zhì)”、“光的本性”等知識(shí)的認(rèn)識(shí)，學(xué)生頭腦中的錯(cuò)誤觀念與歷史上曾產(chǎn)生過(guò)的錯(cuò)誤觀念非常相似，而且這種習(xí)慣性的、想當(dāng)然的、經(jīng)驗(yàn)性的錯(cuò)誤觀念是很不容易拋棄的。在教學(xué)過(guò)程中，如果教師熟知物理學(xué)史，就會(huì)預(yù)測(cè)到學(xué)生可能出現(xiàn)的問(wèn)題和可能遇到的困難，同時(shí)正視具體的難點(diǎn)，除了引導(dǎo)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行正確的思維外，讓學(xué)生踏著歷史的足跡，從認(rèn)識(shí)發(fā)展的歷史中知覺(jué)到自身的錯(cuò)誤觀念。只有糾正了錯(cuò)誤觀念，才能建構(gòu)起正確的物理概念和規(guī)律。

物理學(xué)的每一個(gè)重大的發(fā)展，總是以物理觀念、物理思想的突破為先導(dǎo)和基底的。物理學(xué)理論的發(fā)展，最本質(zhì)的表現(xiàn)是在物理學(xué)基本觀念的演變上。不同的物理學(xué)基本觀念，描繪出不同的物理世界圖景：正是由于伽利略否定了亞里士多德關(guān)于自然運(yùn)動(dòng)和強(qiáng)迫運(yùn)動(dòng)的思想，得出了慣性原理，才把力學(xué)的研究引上了正確的途徑；“中心力”的傳統(tǒng)觀念，使奧斯特尋找電流對(duì)磁針作用的實(shí)驗(yàn)屢遭失敗，當(dāng)他從通電導(dǎo)線發(fā)熱乃至發(fā)光的現(xiàn)象受到啟示，考慮電流對(duì)磁針的作用可能是一種“橫向力”時(shí)，才獲得了成功，并第一次發(fā)現(xiàn)了“非中心力”，萌生了場(chǎng)的初步觀念。物理教學(xué)不僅要使學(xué)生掌握物理概念和概念間的聯(lián)系即規(guī)律，還要結(jié)合物理學(xué)的發(fā)展史引導(dǎo)學(xué)生了解物理學(xué)的基本觀點(diǎn)、基本思想及其變革。讓學(xué)生了解物理學(xué)基本思想和觀念產(chǎn)生的歷史背景，以及這些物理學(xué)基本觀念和思想的歷史變革過(guò)程，使學(xué)生每在學(xué)習(xí)一個(gè)新的物理理論的同時(shí)，逐步改變自己陳舊的思想觀念和思維方法，從而實(shí)現(xiàn)從整體上把握物理世界圖景、深刻領(lǐng)會(huì)物理學(xué)思想的真諦。

三、學(xué)點(diǎn)物理學(xué)史，有利于學(xué)生的提高觀察分析問(wèn)題能力、培養(yǎng)質(zhì)疑精神

發(fā)展獨(dú)立思考和獨(dú)立判斷的一般能力，應(yīng)當(dāng)始終放在首位，而不應(yīng)當(dāng)把獲得專業(yè)知識(shí)放在首位。科學(xué)史上大量事例表明，不囿于傳統(tǒng)理論和觀念，不迷信權(quán)威和書本，敢于質(zhì)疑，是提出科學(xué)問(wèn)題進(jìn)而從事科學(xué)創(chuàng)造的思想前提。眾所周知，在愛(ài)因斯坦之前，洛侖茲和彭加勒已經(jīng)走到相對(duì)論的大門口，只是由于未能擺脫絕對(duì)時(shí)空觀的束縛，才沒(méi)有最終邁入相對(duì)論的門坎。正是由于愛(ài)因斯坦拋開(kāi)了“絕對(duì)運(yùn)動(dòng)”和“靜止以太”的觀念，并深刻地審察了“同時(shí)性”概念的物理學(xué)根據(jù)，才創(chuàng)建了狹義相對(duì)論，引起了人類時(shí)空觀的巨大變革。同樣，1956年，正是楊振寧和李政道敏銳地審察了從未被人懷疑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(shuō)，從而導(dǎo)致了物理學(xué)理論的一個(gè)突破性進(jìn)展。可見(jiàn)，批判的頭腦，質(zhì)疑的精神，是打開(kāi)未知科學(xué)大門的鑰匙。

物理學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的科學(xué)，觀察和實(shí)驗(yàn)既是研究物理學(xué)的基本方法，也是學(xué)習(xí)物理學(xué)的基本方法，物理學(xué)史描述了許多科學(xué)家善于從不被人注意的一些平常現(xiàn)象中細(xì)心地觀察與思考的事例。比如倫琴一生在物理學(xué)領(lǐng)域中進(jìn)行過(guò)大量實(shí)驗(yàn)研究工作，一次實(shí)驗(yàn)中，他偶然發(fā)現(xiàn)包有黑紙的底片被曝光，但他從沒(méi)放過(guò)這一個(gè)細(xì)小的現(xiàn)象。正是他這種觀察能力、分析能力使他發(fā)現(xiàn)X射線從而獲得諾貝爾獎(jiǎng)，其實(shí)在倫琴發(fā)現(xiàn)X射線之前，1800年哥爾茨坦曾發(fā)現(xiàn)過(guò)這種現(xiàn)象；1887年克魯克斯也曾發(fā)現(xiàn)過(guò)未知射線使他的底片變黑，他卻以為是底片質(zhì)量問(wèn)題……。學(xué)生在了解這些真實(shí)故事后，會(huì)深刻體會(huì)到注意觀察和認(rèn)真進(jìn)行實(shí)驗(yàn)是學(xué)好物理學(xué)的關(guān)鍵。因此在今后的學(xué)習(xí)中就要有目的地觀察，親自動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，逐步培養(yǎng)勤觀察、勤思考的習(xí)慣，這種能力在今后的工作中學(xué)生將受益終身。

四、了解物理學(xué)史，有利于學(xué)生人文精神底蘊(yùn)和思想品質(zhì)素養(yǎng)的提高。

人文精神是“愛(ài)”的精神，熱愛(ài)科學(xué)，熱愛(ài)科學(xué)事業(yè)，熱愛(ài)自己的祖國(guó)。增強(qiáng)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感，使他們學(xué)會(huì)關(guān)懷，關(guān)懷社會(huì)，關(guān)懷全球的發(fā)展，關(guān)懷人類的命運(yùn)，使科學(xué)在人文的關(guān)照下，真正朝著對(duì)人類有利的方向發(fā)展。科學(xué)家在致力于科研活動(dòng)的同時(shí)，處處重視人的價(jià)值，孜孜不倦地追求社會(huì)的和諧發(fā)展，是科學(xué)精神和人文精神結(jié)合的楷模。在物理教學(xué)過(guò)程中，將品德教育與知識(shí)教育有機(jī)結(jié)合，能夠更好地發(fā)揮物理學(xué)史的思想品德教育功能。如，布魯諾為追求真理而在烈火中獻(xiàn)身；居里夫人命名自己發(fā)現(xiàn)的新元素為“釙”來(lái)紀(jì)念自己的祖國(guó)；富蘭克林冒生命危險(xiǎn)做“風(fēng)箏實(shí)驗(yàn)”等等。這些科學(xué)家的真實(shí)故事對(duì)學(xué)生有著不可替代的感染力，教育效果應(yīng)該是非常明顯的。

強(qiáng)化物理學(xué)史的教學(xué)與學(xué)習(xí)，可以提高教師的自身素質(zhì)和學(xué)生的品位。為了有效發(fā)揮物理學(xué)史的教育功能，物理教師本身必須具有較高的物理學(xué)史素養(yǎng)，這樣才能在掌握物理學(xué)史知識(shí)的基礎(chǔ)上，從認(rèn)識(shí)方法論的角度，把握物理學(xué)的發(fā)展軌跡與規(guī)律，并與學(xué)生的學(xué)習(xí)和求知過(guò)程結(jié)合起來(lái)，真正挖掘出物理學(xué)史的教育功能。妥善處理物理學(xué)史教學(xué)與知識(shí)、技能教學(xué)之間的關(guān)系；妥善處理物理學(xué)史教學(xué)內(nèi)容之間的關(guān)系，把科學(xué)家的故事、科學(xué)探索的背景、科學(xué)發(fā)現(xiàn)過(guò)程、方法等之間的關(guān)系，要理順好；還要妥善處理教學(xué)中思想品德教育與物理知識(shí)學(xué)習(xí)之間的關(guān)系等等，這些都需要認(rèn)真地探討、協(xié)調(diào)與處理。這樣才能保證物理教學(xué)質(zhì)量的全面提高，而不致走向顧此失彼、矯枉過(guò)正的偏頗境地，甚至阻礙了物理學(xué)的正常教學(xué)。毋庸置疑，提高物理學(xué)史素質(zhì)對(duì)教師全面理解和把握物理學(xué)科的知識(shí)體系，對(duì)提高教師教學(xué)水平，提高職校學(xué)生的科學(xué)與人文素養(yǎng)，具有長(zhǎng)遠(yuǎn)的和根本的意義。

總之，物理學(xué)發(fā)展史是一塊蘊(yùn)藏著巨大精神財(cái)富的寶庫(kù)。廣大物理教師和學(xué)子們都要重視這座寶庫(kù)，把寶貴的精神財(cái)富發(fā)掘出來(lái)，從中吸取營(yíng)養(yǎng)，獲得教益，使我們的教育面向現(xiàn)代化、面向世界、面向未來(lái)。