物理學(xué)是研究物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)形式和物質(zhì)各層次的結(jié)構(gòu)、相互作用和運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律的科學(xué)。如其他學(xué)科一樣，物理學(xué)的基本概念、基本定律和基本定理都經(jīng)歷過一番從醞釀到產(chǎn)生，從萌芽到建立的辯證發(fā)展過程。因此，物理學(xué)史作為研究物理學(xué)發(fā)展及規(guī)律的科學(xué)隨之出現(xiàn)了。著名物理學(xué)家錢三強(qiáng)說：“物理學(xué)史是一塊蘊(yùn)藏著巨大精神財(cái)富的寶地，這塊寶地值得我們?nèi)ラ_墾，這些精神財(cái)富值得我們?nèi)グl(fā)掘。如果我們能重視這塊寶地，把這塊精神財(cái)富發(fā)掘出來，從中吸取營(yíng)養(yǎng)，我相信對(duì)我國(guó)教育事業(yè)和人才培養(yǎng)都會(huì)大有益處?！蔽锢韺W(xué)史是物理學(xué)產(chǎn)生發(fā)展的歷史，是人類文明進(jìn)程的重要組成部分。通過對(duì)物理學(xué)史的學(xué)習(xí)，不僅可以了解前人的科學(xué)精神、科學(xué)思想，還可以達(dá)到“益人神智”的作用。因此，在提倡素質(zhì)教育的今天，教師應(yīng)該把物理學(xué)史融入物理教學(xué)中，在為學(xué)生傳遞知識(shí)和技術(shù)的同時(shí)，拓展學(xué)生思維、培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神，推動(dòng)物理理論教學(xué)順利實(shí)施。
　　一、 我國(guó)物理學(xué)史教育的現(xiàn)狀及存在的問題
　　傳統(tǒng)的物理史教學(xué)內(nèi)容單一并未獨(dú)立成課，甚至未獨(dú)立成篇，往往是物理教師在教學(xué)時(shí)捎帶講授。有的教師甚至開門見山、直接教授理論性強(qiáng)的知識(shí)，對(duì)物理學(xué)理論的產(chǎn)生、發(fā)展、應(yīng)用介紹甚少，更少關(guān)注學(xué)生科學(xué)素質(zhì)的培養(yǎng)。在傳統(tǒng)物理教學(xué)中，物理學(xué)史與物理學(xué)教育未能有機(jī)結(jié)合，物理學(xué)史的意義教師沒有充分重視，導(dǎo)致學(xué)生對(duì)物理學(xué)史態(tài)度淡漠，忽視了物理學(xué)史的引導(dǎo)作用，從而影響了物理教學(xué)和學(xué)習(xí)的效果。物理作為科學(xué)發(fā)展中的一門基礎(chǔ)學(xué)科，其中的理論方法、定律公式深刻地影響著人類對(duì)物質(zhì)世界的基本認(rèn)識(shí)、思維方式和社會(huì)生活。因此，在物理教學(xué)中有機(jī)融入物理學(xué)史教學(xué)，對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)具有重要意義。
　　二、 物理教學(xué)中滲入物理學(xué)史的重要意義
　　法國(guó)著名物理學(xué)家郎之萬說：“在科學(xué)教育中，加入歷史的觀點(diǎn)有利而無一弊?！蔽锢韺W(xué)傳遞的是知識(shí)，物理學(xué)史則傳達(dá)的是智慧。因此，物理學(xué)與物理學(xué)史的結(jié)合、知識(shí)與智慧的結(jié)合、學(xué)習(xí)物理科學(xué)成果與學(xué)習(xí)物理學(xué)發(fā)展過程的結(jié)合對(duì)于科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)具有重要意義。
　　1.讀史使人明智
　　學(xué)習(xí)物理學(xué)史可以培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思想和精神。學(xué)習(xí)物理科學(xué)的發(fā)展史，就是為了讀前人的成敗興衰，領(lǐng)會(huì)其科學(xué)思想，并指導(dǎo)我們的工作學(xué)習(xí)。物理學(xué)史教學(xué)常見的內(nèi)容是一些有關(guān)科學(xué)家的小故事。如阿基米德在浴盆內(nèi)發(fā)現(xiàn)了浮力定律，牛頓從蘋果落地的現(xiàn)象中發(fā)現(xiàn)了萬有引力，瓦特因發(fā)現(xiàn)燒水壺的壺蓋被沸騰的開水所掀動(dòng)而發(fā)明了蒸汽機(jī)，奧斯特在上電學(xué)課時(shí)無意中移動(dòng)了小磁針而發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)……就是這些科學(xué)軼事使理論學(xué)習(xí)變得更有吸引力。物理學(xué)史教學(xué)的目的是讓學(xué)生系統(tǒng)了解物理學(xué)，即使不能對(duì)物理學(xué)有深入研究，學(xué)習(xí)了物理學(xué)家探索物理世界所具有的物理思想、高尚的品質(zhì)，也會(huì)使學(xué)生端正學(xué)習(xí)態(tài)度，對(duì)學(xué)生的工作和生活進(jìn)行指導(dǎo)，使其終身受益。
　　2.加深理解，提高智能水平
　　了解科學(xué)思想的邏輯發(fā)展和歷史行程，對(duì)學(xué)習(xí)物理學(xué)大有益處。開始學(xué)習(xí)物理時(shí)，常會(huì)為不理解一些新概念而煩惱。這時(shí)，若能了解一下這些物理學(xué)概念形成的歷史，則有助于加深理解這些概念。例如，“慣性”是一個(gè)難以理解的概念，定義眾所周知，但仍然不能掌握它。倘若我們從概念產(chǎn)生的歷史出發(fā)，就容易理解了。古希臘學(xué)者亞里士多德從觀察到的現(xiàn)象出發(fā)，得出了一條定律，叫“強(qiáng)迫運(yùn)動(dòng)定律”，即物體的運(yùn)動(dòng)依賴于外力，外力一消失，運(yùn)動(dòng)就會(huì)停止。所以他得出的結(jié)論是：力是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因。伽利略用理想斜面的試驗(yàn)推翻了這一錯(cuò)誤的“強(qiáng)迫運(yùn)動(dòng)定律”，得出了正確的理論：運(yùn)動(dòng)不需要力來維持。從而用它可以解釋更多的物理現(xiàn)象。兩個(gè)簡(jiǎn)短的歷史故事對(duì)比鮮明，使學(xué)生對(duì)慣性的理解一目了然。在回顧慣性概念的形成過程中，我們對(duì)其本質(zhì)有了較為明確的認(rèn)識(shí)，這比硬背定義學(xué)習(xí)物理概念要生動(dòng)有趣得多，印象也深刻得多。
　　3.有利于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)
　　“科學(xué)素質(zhì)”雖然離不開“科學(xué)知識(shí)”，卻并不等同于知識(shí)，它是更深層次的、基礎(chǔ)性的東西，是對(duì)知識(shí)本質(zhì)的理解和內(nèi)化?？茖W(xué)教育不僅要讓學(xué)生掌握知識(shí)，更要求學(xué)生具有熱愛科學(xué)、并不斷探索的科學(xué)意識(shí)和科學(xué)精神?，F(xiàn)有的物理學(xué)知識(shí)都是人類從與物理世界的長(zhǎng)期對(duì)話中，經(jīng)過無數(shù)的曲折與反復(fù)，抽象概括而獲得的。但物理教科書上那種公理化、邏輯化的講授方式，卻掩蓋了概念、定律和理論的發(fā)展過程，將科學(xué)理論靜止化、僵硬化、神圣化、教條化。世界上一切客觀的東西都是永恒的運(yùn)動(dòng)和變化的，物理學(xué)的發(fā)展是一種不斷獲取知識(shí)并使其一切知識(shí)成果不斷經(jīng)受檢驗(yàn)、證偽而獲得發(fā)展的批判的、非教條的事業(yè)，永遠(yuǎn)不會(huì)達(dá)到無事可做的認(rèn)識(shí)的終點(diǎn)。在這樣的物理學(xué)辯證的發(fā)展過程中，只有通過物理學(xué)史的學(xué)習(xí)，才能使學(xué)生樹立正確觀念，使學(xué)生認(rèn)識(shí)到，人類對(duì)于客觀世界的認(rèn)識(shí)運(yùn)動(dòng)是永無止境的，永遠(yuǎn)不存在什么終極真理，所有理論只有在發(fā)展中不斷充實(shí)、不斷完善，才能永葆青春。
　　4.有助于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神
　　科學(xué)的本質(zhì)在于探索，科學(xué)的生命在于創(chuàng)新。物理學(xué)史在培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新素質(zhì)方面具有獨(dú)特的功能。創(chuàng)新能力首先表現(xiàn)在懷疑和批判的精神，即力求以發(fā)展、變化的思想為標(biāo)準(zhǔn)來裁決和審視一切科學(xué)假說與科學(xué)理論，不迷信權(quán)威，這是科學(xué)能不斷向前發(fā)展的動(dòng)力。然而在現(xiàn)實(shí)的物理教學(xué)中，各類概念、公式、定律被神圣化、教條化。在以灌輸知識(shí)為目的的教學(xué)中，剝奪了學(xué)生的批判精神。在物理學(xué)發(fā)展的進(jìn)程中，物理學(xué)家的批判精神，是推動(dòng)物理學(xué)不斷發(fā)展的動(dòng)力，伽利略對(duì)亞里士多德的懷疑和批判，推翻了錯(cuò)誤的落體定律和強(qiáng)迫運(yùn)動(dòng)定律，得出了慣性定律；愛因斯坦拋棄了牛頓的絕對(duì)時(shí)空觀，得出了相對(duì)論；普朗克否定了傳統(tǒng)的能量是連續(xù)的觀點(diǎn)，得出了量子論……這些物理學(xué)發(fā)展的史實(shí)，增強(qiáng)了學(xué)生的批判精神，同時(shí)培養(yǎng)了他們的創(chuàng)新精神，這對(duì)他們今后的學(xué)習(xí)和工作是大有好處的。
　　5.有利于培養(yǎng)學(xué)生良好的道德品質(zhì)
　　真正的科學(xué)家不僅僅能增長(zhǎng)人類的自然知識(shí)，而且還傳播一種在思想上獨(dú)立思考、有條理的懷疑的科學(xué)精神，傳播一種在人類生活中相當(dāng)寶貴的協(xié)作、友愛和寬容的精神?？茖W(xué)家是德、才、識(shí)的結(jié)合，是真、善、美的象征，他們不僅因?yàn)槿〉幂x煌的科學(xué)成就而被千古傳頌，還因?yàn)榫哂懈呱械牡赖虑椴俣鞣及偈?。他們?cè)谒枷肫焚|(zhì)上都有一些共同的特點(diǎn)：對(duì)科學(xué)有濃厚持久的興趣和真誠(chéng)執(zhí)著的追求，具有堅(jiān)韌不拔的毅力和鍥而不舍的精神，持之以恒的頑強(qiáng)奮斗；追求真理的科學(xué)理想和獻(xiàn)身科學(xué)的犧牲精神；學(xué)習(xí)與創(chuàng)造同時(shí)并舉，繼承與創(chuàng)新相輔相成，科學(xué)實(shí)驗(yàn)與科學(xué)思想有機(jī)結(jié)合，形象思維與抽象思維綜合運(yùn)用，智力因素與非智力因素互相促進(jìn)，無畏精神與科學(xué)態(tài)度高度統(tǒng)一……這些正是學(xué)生需要學(xué)習(xí)的道德素養(yǎng)，然而這些道德素養(yǎng)在物理理論學(xué)習(xí)過程中是無法充分了解的，只有通過對(duì)物理學(xué)史的學(xué)習(xí)才能被學(xué)習(xí)到。
　　6.有利于培養(yǎng)學(xué)生的審美素養(yǎng)
　　物理學(xué)的探索、建立和發(fā)展過程同樣是對(duì)自然美的狂熱的追求過程。如哥白尼認(rèn)為“只有一光輝的太陽居于宇宙的中心，才能充分顯示出宇宙具有令人贊嘆的對(duì)稱性與軌道運(yùn)動(dòng)和大小的和諧性?！睆亩鴦?chuàng)立了日心說。法拉第深信電與磁的對(duì)稱性，經(jīng)過10年的不懈努力，終于發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象。開普勒用他的行星三定律論述了天體的運(yùn)動(dòng)是如此驚人的簡(jiǎn)單與和諧。因此，通過對(duì)學(xué)生進(jìn)行物理學(xué)史教育，可以使學(xué)生形成正確的審美觀、陶冶情操、熱愛科學(xué)。
　　三、 滲透物理學(xué)史教育探索物理教學(xué)的途徑
　　縱觀我國(guó)歷次物理課程目標(biāo)和任務(wù)的變化和教學(xué)的實(shí)際，人們逐漸把關(guān)注傳授知識(shí)、技能、方法為主的科學(xué)教育擴(kuò)展到關(guān)注學(xué)生態(tài)度、科學(xué)精神、人文精神、價(jià)值觀等整體性的發(fā)展。物理課程目標(biāo)要為提高學(xué)生的素質(zhì)促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展服務(wù)，為社會(huì)培養(yǎng)所需人才服務(wù)。因此，物理課程目標(biāo)既要考慮社會(huì)需求人才的基本素質(zhì)要求，又要考慮所需人才是多層次和多規(guī)格的，學(xué)生個(gè)性是多樣化發(fā)展的。在傳授學(xué)生物理學(xué)知識(shí)的同時(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神、人文精神；培養(yǎng)學(xué)生分析和解決問題能力、科學(xué)探究能力及創(chuàng)新能力；發(fā)展學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力和獨(dú)立探究能力；培養(yǎng)學(xué)生的質(zhì)疑能力、信息收集和處理能力、交流合作能力。為了實(shí)現(xiàn)這樣的目標(biāo)就需要在物理教學(xué)過程中采取有效的方法來開發(fā)學(xué)生的潛能。而在物理教學(xué)中滲透物理學(xué)史教育，不失為一個(gè)實(shí)現(xiàn)新的教育目標(biāo)的有效手段之一。但是由于我國(guó)物理學(xué)史教育還處于恢復(fù)、探索階段，有關(guān)內(nèi)容、形式和方法論述比較少，需要在實(shí)踐中加強(qiáng)研究。筆者結(jié)合教學(xué)實(shí)踐，在此方面提出了一些探索的途徑。
　　1.以文字材料形式，將物理學(xué)史融入教材
　　我們目前的教材關(guān)于物理學(xué)史的內(nèi)容很少，而且教師又不太重視給學(xué)生傳授物理學(xué)史知識(shí)。若在教材中，按教材內(nèi)容的需要，適時(shí)、適量地插入一些物理學(xué)史的內(nèi)容，學(xué)生就可以很容易從課本教材中了解到與所學(xué)知識(shí)有關(guān)的歷史背景和發(fā)展過程，這樣會(huì)有很好的教學(xué)效果。如在胡克定律這節(jié)，若在教材中介紹：權(quán)威人士認(rèn)為應(yīng)將胡克定律改稱為“鄭玄——胡克定律”。因?yàn)槲锢韺W(xué)史中記載了早于胡克1500年，在《考工記·弓人》一文中記載了這個(gè)彈性定律……。通過對(duì)這些史料的介紹，能加深學(xué)生對(duì)定理和定律的印象和理解，使知識(shí)形象化，更容易記憶。從而，激發(fā)學(xué)生樹立攀登科學(xué)高峰的信心。
　　2.通過教師講授形式，將物理學(xué)史引入課堂教學(xué)
　　雖然物理學(xué)本身不是歷史學(xué)，但它含有豐富的歷史背景素材。物理教師應(yīng)該在日常教學(xué)活動(dòng)中認(rèn)真挖掘歷史素材，多方位展示物理規(guī)律的由來和背景，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)科學(xué)知識(shí)的同時(shí)受到物理學(xué)家探索精神的陶冶。教師在進(jìn)行物理學(xué)史教學(xué)時(shí)主要采取課堂授課方式，因?yàn)檎n堂教學(xué)是貫徹物理學(xué)科教學(xué)的主渠道。這就要求教師必須具備與之相適應(yīng)的素質(zhì)和知識(shí)結(jié)構(gòu)，教師一方面要重視教材中的物理學(xué)史教學(xué)，不能一帶而過甚至避而不談；另一方面要不斷補(bǔ)充必要的物理學(xué)史內(nèi)容，并應(yīng)做到恰當(dāng)?shù)嘏c物理理論教學(xué)有機(jī)的融合，在教學(xué)中，教師可以講述一些科學(xué)家的故事和事跡。例如，富蘭克林為研究雷電冒險(xiǎn)進(jìn)行的“費(fèi)城實(shí)驗(yàn)”；法拉第鄙視名利，探索一生，老死在書桌旁；居里夫婦為提煉鐳元素而甘受放射線的傷害，他們的女兒和女婿因長(zhǎng)期從事放射線研究而英年早逝……。用這些科學(xué)家的事跡感染和熏陶學(xué)生，激發(fā)學(xué)生的美的人格力量。這樣才能在教學(xué)過程中充分發(fā)揮物理學(xué)史的教育潛能，從而達(dá)到預(yù)期的教學(xué)目的。
　　3.以學(xué)生自學(xué)形式，利用第二課堂途徑傳播史學(xué)資料
　　物理課堂時(shí)間是有限的，教學(xué)內(nèi)容也有一定的局限性，一節(jié)課的教學(xué)內(nèi)容，不會(huì)涉及某一領(lǐng)域的全貌。教師可以利用課外時(shí)間，適時(shí)開展學(xué)史講座或是專題討論會(huì)，使學(xué)生對(duì)所學(xué)部分物理知識(shí)從整體上進(jìn)行把握，進(jìn)一步加深理解，使所學(xué)的知識(shí)立體化、網(wǎng)絡(luò)化，全面提高學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)。另外，教師還可以指導(dǎo)學(xué)生在業(yè)余時(shí)間閱讀和搜集整理一些有關(guān)物理學(xué)史的資料，使學(xué)生了解更多的物理學(xué)史知識(shí)，開闊視野，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度，以進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)物理學(xué)史的教育價(jià)值。學(xué)生通過自己查閱史料，還可以提高學(xué)生的初步科研能力，為以后從事科研工作打下基礎(chǔ)。
　　4.利用多媒體形式，將物理學(xué)史滲入物理教學(xué)
　　在物理教學(xué)中，可以采用多樣化的教學(xué)手段，如幻燈片、電影、錄像、電視、廣播、計(jì)算機(jī)等多媒體工具。教師在平時(shí)要注意物理學(xué)史方面資料的積累，通過電視或網(wǎng)絡(luò)等手段收集與物理學(xué)史有關(guān)的內(nèi)容。然后再采用多媒體播放這種直觀的教學(xué)手段，將物理學(xué)史素材展現(xiàn)給學(xué)生，學(xué)生通過觀看或是收聽這些資料，不僅可以開闊他們的眼界，而且能激發(fā)他們的創(chuàng)造積極性和學(xué)習(xí)的興趣。
　　如今，在物理教學(xué)中引入物理學(xué)史的內(nèi)容，作為一種教學(xué)手段已經(jīng)受到國(guó)內(nèi)外許多物理教育工作者的廣泛關(guān)注。物理學(xué)史集中體現(xiàn)了人類探索和認(rèn)識(shí)物理世界的現(xiàn)象、特性、規(guī)律和本質(zhì)的歷程。它本質(zhì)上是一門歷史科學(xué)，它以人類與物理世界的歷史為研究對(duì)象。所以它必然融合與物理學(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)的文史哲等多學(xué)科知識(shí)，是一門自然科學(xué)、人文科學(xué)、社會(huì)科學(xué)、思維科學(xué)緊密交叉滲透的綜合學(xué)科，這種特性決定了物理學(xué)史在實(shí)施科學(xué)教育與素質(zhì)教育結(jié)合中起到特殊作用。正如諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)獲得者勞厄所說：“重要的不是獲得知識(shí)，而是發(fā)展思維能力。教育無非是一切已學(xué)過的東西都遺忘掉的時(shí)候所剩下的東西。”物理學(xué)史有著永恒的教育價(jià)值，揭示了物理學(xué)家在認(rèn)識(shí)自然規(guī)律過程中的艱難歷程，展示了科學(xué)家探索真理、追求完美的精神和品格。所以，在具體教學(xué)過程中將教學(xué)內(nèi)容與其涉及的物理學(xué)史知識(shí)正確地結(jié)合在一起，有助于開闊學(xué)生的視野，拓展思維，培養(yǎng)他們的創(chuàng)新精神，從而樹立正確的科學(xué)精神。
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　?。ㄘ?zé)任編輯 郭振