恰當(dāng)運(yùn)用物理學(xué)史，做好中職物理教學(xué)

甘肅省徽縣職業(yè)中等專業(yè)學(xué)校 邵明霞

我國(guó)中職教育的目的是培養(yǎng)應(yīng)用人才和具有一定文化水平及專業(yè)知識(shí)技能的勞動(dòng)者。與普通高中教育相比較，職業(yè)教育更加重視的是學(xué)生實(shí)踐技能和實(shí)際工作能力的培養(yǎng)。中職物理是中職學(xué)校開設(shè)的基礎(chǔ)課程，中職物理知識(shí)的學(xué)習(xí)，在培養(yǎng)學(xué)生綜合職業(yè)能力、提升學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)方面發(fā)揮著重要作用，能夠?yàn)閷W(xué)生學(xué)習(xí)專業(yè)課程打下良好基礎(chǔ)。同時(shí)，又關(guān)注職業(yè)崗位和當(dāng)前的就業(yè)形勢(shì)需求，為中職學(xué)生的終身學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。

物理學(xué)史研究的是人類對(duì)自然界各種物理現(xiàn)象的認(rèn)識(shí)史、物理學(xué)發(fā)展的基本規(guī)律、物理學(xué)概念和思想的發(fā)展及變革。

物理屬于嚴(yán)格的精密科學(xué)，是一門很有趣的學(xué)科。但是對(duì)于中職學(xué)校的學(xué)生而言，由于物理課程并非專業(yè)核心課程，再加上他們?cè)诔踔械奈锢砘A(chǔ)普遍比較差，學(xué)生們普遍感到學(xué)習(xí)困難，對(duì)該門課程學(xué)習(xí)的興趣，積極性并不高，這就突出了培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的重要性。物理學(xué)史的運(yùn)用可以激發(fā)學(xué)生的興趣，使其發(fā)自內(nèi)心地積極主動(dòng)地學(xué)習(xí)。同時(shí)，通過真實(shí)的歷史、實(shí)際的資料、生動(dòng)的情景把學(xué)生引向歷史場(chǎng)面，讓他們思考、體會(huì)、增長(zhǎng)見識(shí)，加深對(duì)物理學(xué)知識(shí)的理解，從中得到教益，受到鼓舞，形成喜好、熱愛、追求、自覺的探索和勇于創(chuàng)新以及頑強(qiáng)面對(duì)困難的良好品格。

比如，在講授萬有引力定律時(shí)，可以先介紹廣為傳播的蘋果落地的故事：在牛頓年少時(shí)期，有一天，他在農(nóng)場(chǎng)里休息時(shí)，一顆熟透了的蘋果落下來，恰好砸到了他的頭上。牛頓沒有因?yàn)楸惶O果砸到而生氣，而是思考：“蘋果為什么要向下落，而不是向上飛呢？”后來，當(dāng)他成為物理學(xué)家后，他仍然沒有放棄對(duì)這個(gè)問題的探索和研究，他經(jīng)過不斷研究，終于發(fā)現(xiàn)了萬有引力的存在，進(jìn)而歸納總結(jié)形成理論。牛頓的成功一方面是靠他不懈的努力，另一方面是靠他對(duì)知識(shí)的渴望。這個(gè)故事的引入，可以激起學(xué)生對(duì)牛頓的興趣，進(jìn)而學(xué)生就會(huì)主動(dòng)地去學(xué)習(xí)探究有關(guān)萬有引力的知識(shí)。

比如，講慣性定律時(shí)，可以穿插講述亞里士多德的觀點(diǎn)：物體只有在外力的不斷作用下，才能保持運(yùn)動(dòng)，一旦這個(gè)外力停止作用，物體就會(huì)停止運(yùn)動(dòng)。而伽利略巧妙地設(shè)計(jì)了斜面運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)。這個(gè)斜面運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)是（如圖1 所示）兩個(gè)成一定角度的斜面AO 和BO，讓小球從固定的AO 斜面滾下，發(fā)現(xiàn)小球上升到BO 斜面的高度，幾乎與AO 斜面開始滾下處等高，且與BO 斜面傾斜度無關(guān)；若將BO 斜面水平放置，從AO 滾下的小球?qū)⒁院愣ú蛔兊乃俣扔肋h(yuǎn)滾動(dòng)下去。這一發(fā)現(xiàn)有力地推翻了亞里士多德的觀點(diǎn)，證明了“需要外力的不是運(yùn)動(dòng)本身，而是運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的改變需要有外力來實(shí)現(xiàn)”，為近代力學(xué)奠定了基礎(chǔ)。同時(shí)向?qū)W生說明，這個(gè)實(shí)驗(yàn)是在無摩擦的理想情況下進(jìn)行的，因而是一個(gè)“理想實(shí)驗(yàn)”。后來由牛頓將這個(gè)結(jié)果總結(jié)為“慣性定律”。再適時(shí)地向?qū)W生介紹理想實(shí)驗(yàn)的概念及其作用、適用范圍等。

圖1 伽利略關(guān)于斜面運(yùn)動(dòng)的插圖

在以上兩個(gè)例子中，結(jié)合物理學(xué)史，既激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增加了傳授知識(shí)的趣味性，同時(shí)還通過知識(shí)講授，對(duì)學(xué)生進(jìn)行了科學(xué)方法的教育，達(dá)到一舉兩得的效果。

法拉第發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)的歷史，對(duì)學(xué)生養(yǎng)成頑強(qiáng)面對(duì)困難的品格很有啟示和幫助。法拉第曾經(jīng)做過文具店學(xué)徒，他從小熱愛科學(xué)，刻苦自學(xué)，后來做了化學(xué)家戴維的助手。其后，由于不斷努力，他被任命為英國(guó)皇家研究所實(shí)驗(yàn)室主任。他在整理電磁學(xué)文獻(xiàn)時(shí)，為了驗(yàn)證各種學(xué)說的正確性，親自做了許多實(shí)驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)過程中，他發(fā)現(xiàn)了電磁旋轉(zhuǎn)現(xiàn)象，經(jīng)過他的繼續(xù)反復(fù)實(shí)驗(yàn)研究，在1831 年，終于發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象，定性地歸納總結(jié)出了電磁感應(yīng)現(xiàn)象。這個(gè)史實(shí)說明，法拉第發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象不是偶然的機(jī)遇，而是他一貫追求真理的必然結(jié)果。他的實(shí)驗(yàn)日記里多次記錄了不成功的嘗試，但他的信念始終沒有動(dòng)搖，頑強(qiáng)的意志躍然紙上。在他的不斷努力下，最后終于取得了突破性的進(jìn)展。

倫琴則為學(xué)生樹立了客觀科學(xué)態(tài)度和嚴(yán)謹(jǐn)作風(fēng)的典范。1895 年11 月8 日，倫琴在研究陰極射線的實(shí)驗(yàn)工作中，一個(gè)突發(fā)事件吸引了他的注意。在漆黑的房間里，放電管是用黑紙包嚴(yán)的，他發(fā)現(xiàn)，在距離他一米之內(nèi)的小桌上，用亞鉑氰化鋇做成的一塊熒光屏突然發(fā)出了閃光，他覺得非常奇怪，就把熒光屏移動(dòng)到較遠(yuǎn)處，繼續(xù)試驗(yàn)。他又采用不同的物品，反復(fù)試驗(yàn)。經(jīng)過反復(fù)試驗(yàn)，他發(fā)現(xiàn)，從放電管里發(fā)射出了一種穿透力很強(qiáng)的射線。為了進(jìn)一步確證這一射線的存在，并且盡可能了解它的特性，倫琴用了6 個(gè)星期，深入地研究這一現(xiàn)象。最后在1895 年底，倫琴終于確認(rèn)了X 射線的存在。X 射線被發(fā)現(xiàn)是有其必然性的，正是由于高速電子打到靶子上，才激發(fā)出這種高頻輻射，故而即使不是倫琴，也一定還會(huì)有別人可能作出這一發(fā)現(xiàn)。然而，倫琴之所以能抓住這一機(jī)遇，是和他一貫的客觀科學(xué)態(tài)度、嚴(yán)謹(jǐn)作風(fēng)分不開的，他作出這一發(fā)現(xiàn)也就是必然的了。

在物理學(xué)史上，還有許多一心為國(guó)、不為名利、不求回報(bào)、為國(guó)家做出巨大貢獻(xiàn)的科學(xué)家。我國(guó)的錢學(xué)森就正是這樣的例子，他毅然放棄了美國(guó)給予他的優(yōu)厚的待遇，沖破重重阻撓，回到祖國(guó)，為國(guó)效力。他參與研制了“兩彈一星”，并為我國(guó)的航天事業(yè)做出了巨大的貢獻(xiàn)，有“中國(guó)導(dǎo)彈之父”“中國(guó)航天之父”的美譽(yù)。這個(gè)可以作為培養(yǎng)學(xué)生愛國(guó)情懷的題材，對(duì)學(xué)生進(jìn)行愛國(guó)主義教育。

在物理學(xué)史中，這樣的例子不勝枚舉，無一不使我們受到教益、得到啟示、開闊眼界、吸取營(yíng)養(yǎng)、學(xué)到方法、找到榜樣。恰當(dāng)運(yùn)用，結(jié)合到中職物理教學(xué)中，可以激發(fā)學(xué)生興趣，樹立其學(xué)習(xí)榜樣，進(jìn)而加深其對(duì)物理知識(shí)的理解，使其在掌握必要的物理基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能的同時(shí)，從中受到教益，受到鼓舞，養(yǎng)成客觀科學(xué)、一絲不茍的態(tài)度和嚴(yán)謹(jǐn)作風(fēng)，形成自覺探索、勇于創(chuàng)新、頑強(qiáng)面對(duì)困難和熱愛祖國(guó)的良好品格，從而幫助學(xué)生提高其科學(xué)文化綜合素養(yǎng)，達(dá)到中職物理教學(xué)的目的，為中國(guó)的素質(zhì)教育做貢獻(xiàn)。

當(dāng)然，在引用物理學(xué)史的時(shí)候，要做到恰當(dāng)運(yùn)用。在敘述物理學(xué)家的經(jīng)歷、發(fā)現(xiàn)和思想時(shí)，要做到真實(shí)準(zhǔn)確；同時(shí)，還要考慮課時(shí)限制，在選用史料題材時(shí)，要選擇有教育影響意義的題材，也就是要精選出最典型的、最具榜樣性的題材，加以提煉，穿插到教學(xué)過程中，為我們的教學(xué)增色，為學(xué)生樹立學(xué)習(xí)的榜樣，從而使中職物理教學(xué)變得不再枯燥。