(江蘇省南京市溧水區(qū)第三高級(jí)中學(xué)，江蘇 南京 211200)

物理學(xué)史研究物理學(xué)概念和規(guī)律等醞釀、產(chǎn)生和發(fā)展的過(guò)程，體現(xiàn)了物理學(xué)家們不畏艱辛、堅(jiān)持真理的精神，同時(shí)包含了物理學(xué)家們?cè)谘芯恐兴捎玫奈锢硭枷敕椒ǖ?物理學(xué)史是整個(gè)人類科學(xué)文明的一部分，蘊(yùn)藏著豐富的教育資源，應(yīng)該是物理教學(xué)的重要內(nèi)容.

1 物理學(xué)史在高中物理教學(xué)中的作用

1.1 有助于學(xué)生理解物理概念及規(guī)律的形成過(guò)程

很多物理教育家都主張讓學(xué)生“經(jīng)歷類似物理學(xué)家的思維過(guò)程”.學(xué)生通過(guò)物理學(xué)史的學(xué)習(xí)，知道了物理學(xué)家面對(duì)研究的對(duì)象，做過(guò)些什么實(shí)驗(yàn)，依據(jù)什么樣的實(shí)驗(yàn)事實(shí)進(jìn)行概括，逐步提出新概念，從而抓住了對(duì)象中哪些本質(zhì)的屬性.那么，學(xué)生在學(xué)習(xí)中也就像物理學(xué)家一樣進(jìn)行思維，可幫助他們更好的形成概念，掌握規(guī)律.

1.2 幫助學(xué)生學(xué)習(xí)物理的科學(xué)方法

物理學(xué)史再現(xiàn)了物理學(xué)家們面對(duì)自然世界的困惑問(wèn)題時(shí)，實(shí)現(xiàn)觀念轉(zhuǎn)變、方法更新的過(guò)程.在中學(xué)物理內(nèi)容中，一些概念是使用比值法定義的，像密度、速度、壓強(qiáng)、電流強(qiáng)度、電場(chǎng)強(qiáng)度等；一些規(guī)律是用控制變量法來(lái)研究的，像牛頓第二定律、歐姆定律等.借助物理學(xué)史實(shí)，介紹物理學(xué)家們?cè)谘芯繂?wèn)題時(shí)，是怎樣定義某個(gè)物理量，怎樣設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明自己的假設(shè)，學(xué)生會(huì)更深刻地體會(huì)到：比值定義法和控制變量法雖然同屬比較方法，但它們有不同的內(nèi)涵.

1.3 增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣和探究欲望

興趣是最好的老師.在課堂上，若能充分激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣和探究欲望，可以使教學(xué)效果顯著提高.教師可以通過(guò)講述一些物理學(xué)家的故事和做一些與課堂教學(xué)內(nèi)容相關(guān)的經(jīng)典物理實(shí)驗(yàn)，這可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣和探究欲望.比如富蘭克林發(fā)現(xiàn)“天電”和“地電”是同一種電.牛頓通過(guò)對(duì)蘋果落地現(xiàn)象的觀察和思索，發(fā)現(xiàn)了萬(wàn)有引力.伽利略通過(guò)觀察研究吊燈的擺動(dòng)發(fā)現(xiàn)了單擺的等時(shí)性等等.這些故事都能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣和增強(qiáng)他們的探究欲望.

1.4 在實(shí)現(xiàn)情感態(tài)度價(jià)值觀課程目標(biāo)上有獨(dú)特功能

科學(xué)教育不僅要讓學(xué)生掌握牢固的基礎(chǔ)知識(shí)與基本技能，發(fā)展學(xué)生的思維能力，更要全方位關(guān)注科學(xué)對(duì)人的好奇心、求知欲、創(chuàng)造力、質(zhì)疑精神、人生觀等多方面的影響.因此，在物理教育中必須充分發(fā)揮物理學(xué)史的教育功能，進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的人文價(jià)值觀，真正做到教書育人.

1.4.1 能增強(qiáng)學(xué)生學(xué)好物理的信心，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造力

通過(guò)物理學(xué)史的學(xué)習(xí)，可以使學(xué)生全面地理解物理學(xué)的研究方法，增強(qiáng)學(xué)好物理的信心，使他們?cè)诶^承優(yōu)良傳統(tǒng)的基礎(chǔ)上進(jìn)行超越.不迷信權(quán)威，獨(dú)立思考和獨(dú)立判斷，從而成就偉大的發(fā)現(xiàn).比如，原子物理學(xué)的發(fā)展史上，查德威克在約里奧·居里夫婦等的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，敢于破除傳統(tǒng)思想的束縛，打破常規(guī)，大膽創(chuàng)新，最終發(fā)現(xiàn)了中子.而約里奧·居里夫婦等雖然做了深入的實(shí)驗(yàn)研究，由于沒(méi)有觀念上的準(zhǔn)備而做出正確的解釋，與中子的發(fā)現(xiàn)失之交臂.

1.4.2 培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的作風(fēng)和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度

物理學(xué)家們把畢生精力奉獻(xiàn)給科學(xué)研究事業(yè)的故事，有助于學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)家勤奮嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度.如：居里夫婦歷盡艱難，從幾噸瀝青礦渣石中提煉出0.1克鐳鹽，在1902年發(fā)現(xiàn)了鐳.這個(gè)事例可教育學(xué)生，科學(xué)工作乃至其他工作都需要嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)態(tài)度和任勞任怨的科學(xué)作風(fēng).

1.4.3 培養(yǎng)學(xué)生的愛國(guó)情懷，增強(qiáng)民族自豪感

我國(guó)在科學(xué)的研究上曾譜寫過(guò)光輝燦爛的篇章.教學(xué)中結(jié)合教材內(nèi)容，介紹我國(guó)古代文化和在物理學(xué)方面對(duì)世界的杰出貢獻(xiàn)，可激發(fā)學(xué)生的民族自豪感和自尊心，使他們能把目前的學(xué)習(xí)與民族的偉大復(fù)興聯(lián)系起來(lái).例如，在古代科學(xué)著作方面，《墨經(jīng)》中就專門對(duì)光學(xué)、力學(xué)現(xiàn)象進(jìn)行了論述，沈括的《夢(mèng)溪筆談》中就有磁現(xiàn)象的論述；而在實(shí)用技術(shù)方面，指南針、地動(dòng)儀、渾天儀、石拱橋、火箭等，都是我國(guó)最早發(fā)明的.對(duì)于現(xiàn)代的物理學(xué)發(fā)展方面，可以介紹吳有訓(xùn)、錢三強(qiáng)、王淦昌等著名物理學(xué)家所取得的成就以及我國(guó)近幾十年來(lái)在核工業(yè)和航天事業(yè)方面的飛速發(fā)展.

2 物理學(xué)史融入高中物理教學(xué)的原則

2.1 教育性原則

物理學(xué)史融入物理教學(xué)，為的是讓學(xué)生理解科學(xué)本質(zhì)、科學(xué)精神并掌握科學(xué)方法.但是不能把物理教學(xué)變成物理學(xué)史教學(xué)，應(yīng)把兩者巧妙地結(jié)合起來(lái)，根據(jù)物理教學(xué)的進(jìn)度，合理安排物理學(xué)史的內(nèi)容.

2.2 客觀性原則

物理學(xué)史是物理發(fā)展的歷史，在把物理史料融入物理教學(xué)的過(guò)程中，應(yīng)真實(shí)地把物理背景及發(fā)展告訴學(xué)生，而不能為了獵奇或一味調(diào)動(dòng)學(xué)生的口味而捏造或篡改歷史情節(jié).遇到模棱兩可的問(wèn)題，一定要多找文獻(xiàn)資料來(lái)查閱，把事實(shí)展現(xiàn)給學(xué)生.

2.3 靈活性原則

把物理學(xué)史引入物理教學(xué)的目的是為了改善高中物理教育，實(shí)現(xiàn)科學(xué)教育的目標(biāo).因此無(wú)論是學(xué)史內(nèi)容，還是引入學(xué)史的時(shí)機(jī)，以及引入學(xué)史的方法，都要靈活進(jìn)行.

3 物理學(xué)史融入高中物理教學(xué)的策略

3.1 借用物理學(xué)史引入新課，激發(fā)學(xué)生興趣

物理學(xué)史導(dǎo)入新課，可以很快地把學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性調(diào)動(dòng)起來(lái)，吸引學(xué)生的注意力.比如，在講自由落體這節(jié)課時(shí)，可以這樣引入新課：教師問(wèn)，落體運(yùn)動(dòng)有什么規(guī)律？學(xué)生大都回答：重的物體落的快，輕的物體落的慢.教師說(shuō)，兩千多年前，古希臘的學(xué)者亞里士多德也是這樣認(rèn)為的.這時(shí)問(wèn)：“大家聽說(shuō)過(guò)意大利的比薩斜塔嗎？”然后敘述有資料顯示，素有“近代科學(xué)之父”之稱的伽利略曾于1591年在斜塔上邊做了一次落體實(shí)驗(yàn)，以無(wú)可辯駁的實(shí)驗(yàn)“事實(shí)”否定了亞里士多德的落體理論，后來(lái)有不少人把斜塔落體實(shí)驗(yàn)稱作是“歷史上最杰出的成就”.然而，伽利略真的做過(guò)斜塔實(shí)驗(yàn)嗎？1949年英國(guó)歷史學(xué)家巴特菲爾德對(duì)此持否定看法.于是，科學(xué)界為澄清事實(shí)，展開了一場(chǎng)曠日持久的爭(zhēng)論，有人干脆把它稱之為“科學(xué)史上九十九迷”中的第一迷.這樣引入一個(gè)物理學(xué)史上的爭(zhēng)議，吸引了學(xué)生的注意，給他們?cè)斐蓱夷?，激發(fā)起他們的興趣，使學(xué)生整節(jié)課都在專心聽講、積極思考，他們希望能從中得到正確答案，教學(xué)效果良好.

3.2 新授課中間穿插史料，幫助學(xué)生理解物理知識(shí)

在講授新的物理知識(shí)時(shí)，若能及時(shí)穿插歷史案例，不僅可以使學(xué)生進(jìn)一步加深對(duì)知識(shí)的理解，而且可以使學(xué)生的心靈受到多方面的啟迪.比如，在講電磁感應(yīng)現(xiàn)象時(shí)，為了使學(xué)生對(duì)磁生電的暫態(tài)性有深刻的理解，可以穿插科拉頓的實(shí)驗(yàn)研究.科拉頓根據(jù)電流磁效應(yīng)的穩(wěn)態(tài)特性，得出其逆過(guò)程也應(yīng)是穩(wěn)態(tài)的.他為了防止電流表內(nèi)磁鐵的影響，將演示電路中的線圈放到教室的隔壁，而將檢測(cè)電流的裝置放到教室，他在隔壁將磁鐵插入線圈后再到教室看是否產(chǎn)生了電流，結(jié)果他什么也沒(méi)看到.由于科拉頓錯(cuò)誤地認(rèn)為這一現(xiàn)象是穩(wěn)態(tài)的，結(jié)果使他失去了發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)的機(jī)會(huì).講完這個(gè)案例后，教師再配合實(shí)驗(yàn)，就可以使學(xué)生牢固地掌握電磁感應(yīng)現(xiàn)象的暫態(tài)性質(zhì).

3.3 在新課教學(xué)后補(bǔ)充物理學(xué)史，使學(xué)生受到啟發(fā)

新課小結(jié)時(shí)，如果教師能從歷史的角度進(jìn)行分析，不僅可以起到復(fù)習(xí)的作用，還可以收到其他多方面的功效.如在氣體的等溫變化規(guī)律講完以后，補(bǔ)充介紹玻意耳對(duì)氣體性質(zhì)研究的過(guò)程.學(xué)生能從中得到啟示：首先，實(shí)驗(yàn)是物理學(xué)科的基礎(chǔ).離開實(shí)驗(yàn)，物理學(xué)就失去了根基.其次，要正確對(duì)待別人的批評(píng).可以說(shuō)，若不是玻意耳正確對(duì)待萊納斯的批評(píng)，就不會(huì)得到以他的名字命名的規(guī)律.第三，實(shí)驗(yàn)要有理論的指導(dǎo)，同時(shí)對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)要進(jìn)行認(rèn)真地歸納和總結(jié)，不能只停留在零散的數(shù)據(jù)積累上.

3.4 利用身邊資源，豐富物理學(xué)史內(nèi)容

教材中雖然有不少物理學(xué)史方面的內(nèi)容，但是對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)，想要全面系統(tǒng)的了解物理知識(shí)的發(fā)展歷史的資源還是太少.教師可以針對(duì)這一情況，利用課外活動(dòng)時(shí)間，引導(dǎo)學(xué)生利用身邊的資源了解物理，比如學(xué)校圖書館、網(wǎng)絡(luò)等途徑；另外還可以組織物理學(xué)史知識(shí)競(jìng)賽等，引導(dǎo)學(xué)生積極主動(dòng)地參與，既能開闊學(xué)生的視野，也能調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的積極性.

正確合理地利用物理學(xué)史，真正發(fā)揮它的作用，這需要教師熟悉教學(xué)內(nèi)容涉及到的物理學(xué)史的內(nèi)容，還需要對(duì)教學(xué)過(guò)程進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)，根據(jù)學(xué)生的實(shí)際情況做出取舍.如何把物理學(xué)史融入到高中物理教學(xué)中，發(fā)揮它的最大作用，這是一項(xiàng)長(zhǎng)期而艱巨的任務(wù)，需要我們物理教師在教學(xué)實(shí)踐中不斷去探索、創(chuàng)新、總結(jié)，找出更有效的方式和方法.