李福成

摘要：將物理學(xué)史融入課堂物理教學(xué)是傳統(tǒng)物理教學(xué)改革的有效手段。本文分析了物理學(xué)史在物理教學(xué)中對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和幫助理解物理知識(shí)等方面的重要作用，并結(jié)合自身在教學(xué)實(shí)踐中的經(jīng)驗(yàn)和體會(huì)，列舉了一些物理學(xué)史在具體教學(xué)中的運(yùn)用的實(shí)例，以期提高物理教學(xué)的質(zhì)量和效果。

關(guān)鍵詞：物理學(xué)史；物理教學(xué)

隨著科技的進(jìn)步和人類認(rèn)識(shí)的提高，今天的人們對(duì)教育越來越重視，教學(xué)手段和教學(xué)方法也日益現(xiàn)代化和多樣化。而物理學(xué)史以其獨(dú)特的內(nèi)容及豐富的教育因素，在眾多物理教學(xué)手段中獨(dú)樹一幟，發(fā)揮著重要作用。在物理教學(xué)中有目的、有選擇地引入物理學(xué)史知識(shí)是提高教學(xué)質(zhì)量的一種有效方法，并已得到眾多物理教師的認(rèn)同。它對(duì)于全面提高學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)，包括知識(shí)與技能、過程與方法、情感態(tài)度和價(jià)值觀等方面都有重要作用，并產(chǎn)生積極深遠(yuǎn)的影響。

一、運(yùn)用物理學(xué)史激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣 提高學(xué)習(xí)熱情

隨著對(duì)高中物理的深入學(xué)習(xí)，很多學(xué)生感覺到物理越來越玄妙、越來越難理解，進(jìn)而導(dǎo)致對(duì)物理學(xué)越來越缺乏興趣和熱情，影響了物理課程的教學(xué)效果和教學(xué)目的。這主要是由于高中物理與初中物理有許多不同，高中物理的物理思想和物理概念更強(qiáng)、物理方法更多，更多的借助于數(shù)學(xué)的微積分等工具對(duì)物理概念和物理規(guī)律進(jìn)行描述和研究，并且研究對(duì)象也由中學(xué)中的常量變?yōu)樽兞?。這些都加重了學(xué)生對(duì)物理的神秘感和恐懼程度。

興趣是最好的老師。要讓學(xué)生學(xué)好物理學(xué)，就必須提高學(xué)生對(duì)這門課的興趣。在物理教學(xué)中，如果結(jié)合每節(jié)課所學(xué)的知識(shí)，給學(xué)生介紹一些與所學(xué)課程內(nèi)容相對(duì)應(yīng)的物理學(xué)史的知識(shí)和奇聞趣事是有百利而無一害的。它不但可以培養(yǎng)學(xué)生對(duì)物理學(xué)的濃厚興趣，消除對(duì)已有的物理知識(shí)來源的神秘感和僵化認(rèn)識(shí)，還可以啟迪學(xué)生思維、開闊其知識(shí)視野，幫助學(xué)生借助于物理學(xué)發(fā)展史來掌握物理學(xué)中的疑難，了解到物理學(xué)與數(shù)學(xué)、天文學(xué)、哲學(xué)、等其他學(xué)科的關(guān)系，從而可以不斷提升學(xué)生學(xué)習(xí)的原動(dòng)力，使物理學(xué)的學(xué)習(xí)高效、可持續(xù)發(fā)展。

二、運(yùn)用物理學(xué)史加深對(duì)知識(shí)的理解 學(xué)習(xí)科學(xué)方法

在物理教學(xué)中引入物理學(xué)史，可以使學(xué)生對(duì)物理學(xué)的發(fā)展、變化有一個(gè)整體性的了解，從而更深刻地理解物理概念和物理規(guī)律。物理學(xué)在長期的發(fā)展過程中，形成了一整套的思維方法，這些思維方法是物理學(xué)的紐帶，使整個(gè)物理學(xué)體系渾然一體。

在教學(xué)中，與物理學(xué)史相結(jié)合，使學(xué)生用物理學(xué)家們的思維方法和探索途徑來理解物理概念和物理規(guī)律。比如，物理學(xué)中研究問題時(shí)，抓住事物的主要矛盾，將物體抽象為質(zhì)點(diǎn)、剛體、點(diǎn)電荷、試驗(yàn)電荷、理想氣體等理想模型，這在物理學(xué)中是一種重要的思想方法。又比如，在物理學(xué)中，類比法也是一種重要的研究方法?？梢哉f，類比的方法貫穿整個(gè)物理學(xué)發(fā)展的始終。法拉弟用磁力線類比提出電力線，從而提出“場(chǎng)”的概念，成為電磁理論的基本出發(fā)點(diǎn)。麥克斯韋類比流體力學(xué)方程，建立了電磁理論基礎(chǔ)的麥克斯韋方程組。在物理學(xué)中將這些物理思維方法融入教學(xué)中，讓學(xué)生理解掌握這些思維方法比掌握物理理論本身更重要，可以幫助學(xué)生奠定科學(xué)基礎(chǔ)，提高科學(xué)素養(yǎng)。

三、運(yùn)用物理學(xué)史進(jìn)行辯證唯物主義世界觀的教育

物理學(xué)的產(chǎn)生發(fā)展過程充滿了唯物主義與唯心主義，辯證法和行而上學(xué)兩種世界觀的激烈斗爭(zhēng)，物理學(xué)史正是一部對(duì)學(xué)生進(jìn)行辯證唯物主義教育的科學(xué)史。

物理學(xué)史中有許多辯證唯物主義的認(rèn)識(shí)論和方法論的實(shí)際例證。比如，光學(xué)理論最初是微粒說和波動(dòng)說之爭(zhēng)，先是微粒說占上風(fēng)，以后波動(dòng)說又戰(zhàn)勝了微粒說，稍后電磁說又代替了波動(dòng)說，后來發(fā)展到量子說。光量子說在物理學(xué)史上第一次揭示了物質(zhì)的波動(dòng)性與粒子性的對(duì)立統(tǒng)一關(guān)系，閃爍著辯證法的光輝。它表明事物永遠(yuǎn)不會(huì)停留在一個(gè)水平上，人們的認(rèn)識(shí)總是由初淺到深入、由片面到全面，由實(shí)驗(yàn)到理論，由現(xiàn)象到本質(zhì)，永不窮盡的。從辯證唯物主義的認(rèn)識(shí)論來講，一切認(rèn)識(shí)都是從直接經(jīng)驗(yàn)出發(fā)，都來源于實(shí)踐，人類總的認(rèn)識(shí)規(guī)律是：認(rèn)識(shí)——實(shí)踐——再認(rèn)識(shí)——再實(shí)踐……

結(jié)合物理學(xué)的特點(diǎn)，可以對(duì)學(xué)生進(jìn)行物質(zhì)第一性、對(duì)立統(tǒng)一、量變與質(zhì)變，以及任何事物都是相對(duì)的，沒有絕對(duì)的真理等等的教育，使學(xué)生從中領(lǐng)會(huì)其中所包含的辯證唯物主義觀點(diǎn)。如，講牛頓力學(xué)時(shí)，應(yīng)闡明機(jī)械運(yùn)動(dòng)同其他事物一樣，內(nèi)部充滿了矛盾，物質(zhì)“運(yùn)動(dòng)”與“靜止”這一矛盾正是物質(zhì)對(duì)立統(tǒng)一規(guī)律的表現(xiàn)形式之一，外因（外力）只有通過內(nèi)因（物體本身）才能促使矛盾轉(zhuǎn)化，引起物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的改變。而講到牛頓定律的適用范圍時(shí)，讓學(xué)生理解任何規(guī)律都是有條件的。

四、運(yùn)用物理學(xué)史激勵(lì)學(xué)生刻苦學(xué)習(xí)、勇于進(jìn)取的科學(xué)精神

物理學(xué)的發(fā)展史，實(shí)際上又是一部科學(xué)家為追求真理而進(jìn)行不屈不撓的奮斗史。物理學(xué)的發(fā)展過程中無數(shù)物理學(xué)家們付出了艱辛的努力和畢生的心血。在物理學(xué)中滲透物理學(xué)史知識(shí)，利用榜樣的力量，以及物理學(xué)發(fā)展史上的名實(shí)驗(yàn)室（卡文迪許劍橋大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)室測(cè)引力常數(shù)等），可以促使學(xué)生更好地理解、評(píng)價(jià)、欣賞科學(xué)事業(yè)，激發(fā)其探究科學(xué)的熱情、勇氣與欲望，培養(yǎng)其堅(jiān)韌不拔的意志，激勵(lì)學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)家們勤奮不息的好學(xué)精神和不知疲倦的實(shí)干精神。

“從粒子到宇宙”雖然在知識(shí)結(jié)構(gòu)上對(duì)學(xué)生的要求不高，但是其間物理探索之路的曲折，物理大師們?cè)谔剿鬟^程中所表現(xiàn)出嚴(yán)謹(jǐn)務(wù)實(shí)的科學(xué)態(tài)度、堅(jiān)韌執(zhí)著的科學(xué)精神以及淡泊名利的高貴品質(zhì)給學(xué)生一次心靈的洗禮，其效果遠(yuǎn)“空洞說教”所能及。經(jīng)典力學(xué)的創(chuàng)始人牛頓把全部精力和心血傾注在工作和事業(yè)上，成年累月在實(shí)驗(yàn)室從事物理學(xué)研究，常常幾個(gè)月不出實(shí)驗(yàn)室的大門。愛因斯坦為了完成相對(duì)論的建立工作，一連十幾天呆在小樓上沒下樓一步，精心寫作，飯菜也是由夫人送去。

總之，在物理教學(xué)中，應(yīng)巧妙有效的運(yùn)用物理學(xué)史的有利作用，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性，從而提高物理教學(xué)的質(zhì)量和效果。