白雙林
摘 要縱觀(guān)世界范圍內(nèi)的科學(xué)教育改革,科學(xué)史教育正叢科學(xué)教育的邊緣進(jìn)入科學(xué)教育的中心,在中學(xué)物理教學(xué)中引入物理學(xué)史不僅有利于學(xué)生理解掌握物理知識(shí),也有利于學(xué)生養(yǎng)成科學(xué)的態(tài)度,學(xué)習(xí)科學(xué)的方法,提高創(chuàng)新的素質(zhì)。
關(guān)鍵詞中學(xué)物理教學(xué);物理學(xué)史;教育
中圖分類(lèi)號(hào):O4-09,7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1002-7661(2020)15-0084-01
科學(xué)教育改革表達(dá)的一個(gè)共同思想是提高學(xué)生的科學(xué)素質(zhì),科學(xué)的教育中應(yīng)包括科學(xué)史內(nèi)容。學(xué)習(xí)科學(xué)史,可以認(rèn)識(shí)到科學(xué)發(fā)展的歷史動(dòng)態(tài)過(guò)程,把握科學(xué)的本質(zhì),深刻地理解科學(xué)與人類(lèi)之間的關(guān)系以及科學(xué)的發(fā)展對(duì)人類(lèi)的影響。物理學(xué)家的成長(zhǎng)道路,敏銳的觀(guān)察力,獨(dú)特的思維方式和創(chuàng)造力,對(duì)待困難的態(tài)度,頑強(qiáng)拼搏的毅力,對(duì)名利的看法等,都值得人們了解、學(xué)習(xí)和借鑒。
一、引入物理學(xué)史有利于學(xué)生理解和掌握物理知識(shí)
物理知識(shí)包括物理現(xiàn)象、物理概念、物理規(guī)律及其應(yīng)用等幾方面。而物理學(xué)賴(lài)以形成的物理概念,以及構(gòu)成物理學(xué)基本框架的物理規(guī)律是物理教學(xué)中的重點(diǎn)。在以往的物理教學(xué)中,對(duì)物理學(xué)概念、規(guī)律的教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)主要是放在講清內(nèi)涵、外延以及相關(guān)概念、規(guī)律間的聯(lián)系與區(qū)別上。這種教學(xué)方法,注重的是教學(xué)的狀態(tài),著眼的是教學(xué)的結(jié)果,而忽視了教學(xué)的過(guò)程,即忽視了物理概念、規(guī)律的形成和發(fā)展過(guò)程及方式。這不僅不利于培養(yǎng)學(xué)生的正確思維方法,也不利于能力的培養(yǎng),對(duì)物理概念、規(guī)律的深刻理解也是不利的。
二、引入物理學(xué)史有助于學(xué)生了解物理思想及物理觀(guān)念的變革
對(duì)物理學(xué)史的研究表明,物理學(xué)的每一個(gè)重大理論的發(fā)展,多數(shù)是建立在基本觀(guān)念和思想方法的演變基礎(chǔ)之上的。20世紀(jì)是物理學(xué)發(fā)展最快的世紀(jì),這一時(shí)期的物理思想和觀(guān)念的變革最為引人注目??茖W(xué)發(fā)現(xiàn)是一個(gè)非常復(fù)雜的過(guò)程,直到現(xiàn)在也很難說(shuō)已經(jīng)把它弄得十分清楚。但有一點(diǎn)可以肯定,那就是由于科學(xué)發(fā)現(xiàn)往往是具有創(chuàng)造性的新東西,所以往往在科學(xué)發(fā)現(xiàn)的過(guò)程中,并沒(méi)有什么邏輯推理可言,因而也很難歸納出邏輯推理過(guò)程。越是具有創(chuàng)造性的東西,越是如此。對(duì)于那些根本性變革的創(chuàng)造,就更無(wú)邏輯推理可言了,如能量子概念、相對(duì)論、電流磁效應(yīng)、電磁感應(yīng)、大統(tǒng)一理論等,有許多是建立在科學(xué)信念或人的思想觀(guān)念上的。
三、引入物理學(xué)史有助于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度
科學(xué)態(tài)度是指人對(duì)自然、對(duì)科學(xué)本身的基本看法,包括科學(xué)的自然觀(guān)、世界觀(guān)、價(jià)值觀(guān)與審美觀(guān)等??茖W(xué)態(tài)度對(duì)人的認(rèn)識(shí)與實(shí)踐活動(dòng)有決定性的導(dǎo)向作用,是科學(xué)素質(zhì)的核心要素。如果只是通過(guò)單純地說(shuō)教或灌輸?shù)姆绞綄⒑茈y達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生正確的科學(xué)態(tài)度的目的,而通過(guò)物理學(xué)史中大量的科學(xué)家們的生動(dòng)事例來(lái)啟發(fā)、感染學(xué)生將是一個(gè)良策。
四、引入物理學(xué)史有助于學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)方法
科學(xué)素質(zhì)的核心是學(xué)習(xí)能力,而能力與方法是密不可分的。掌握科學(xué)方法的過(guò)程往往也是培養(yǎng)能力的過(guò)程,解決問(wèn)題的過(guò)程也正是能力外顯的過(guò)程。比起任何特殊的科學(xué)理論來(lái),科學(xué)的方法論對(duì)人類(lèi)的價(jià)值觀(guān)影響極大。英國(guó)物理學(xué)家波恩在獲諾貝爾獎(jiǎng)時(shí)曾說(shuō):“我榮獲1954年的諾貝爾獎(jiǎng)與其說(shuō)是我工作里包括了一個(gè)自然現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn),倒不如說(shuō)是那里面包括了一個(gè)自然現(xiàn)象的新的思想方法基礎(chǔ)的發(fā)現(xiàn)?!笨茖W(xué)技術(shù)的發(fā)展充分證明了物理學(xué)的方法與理論形式一直是其他學(xué)科效仿的榜樣。結(jié)合教學(xué)內(nèi)容介紹物理學(xué)史上科學(xué)家研究物理學(xué)的科學(xué)方法,作為學(xué)生學(xué)習(xí)的范例,無(wú)疑是實(shí)施科學(xué)方法教育的一條重要途徑。
五、引入物理學(xué)史有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新素質(zhì)
物理學(xué)的發(fā)展史,就是一部創(chuàng)新史,它的每一個(gè)新發(fā)現(xiàn),新理論的形成,都蘊(yùn)涵著科學(xué)家的創(chuàng)新活動(dòng)。教學(xué)中引入物理學(xué)史,可以使學(xué)生領(lǐng)略科學(xué)家們的一系列創(chuàng)造性活動(dòng),對(duì)培養(yǎng)他們的創(chuàng)新素質(zhì)將起到重要作用。人類(lèi)對(duì)原子結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)可以很好地說(shuō)明這個(gè)問(wèn)題。1897年,湯姆生發(fā)現(xiàn)了電子。這一重大發(fā)現(xiàn)使人們認(rèn)識(shí)到原子是有結(jié)構(gòu)的,它不是最小的終極粒子。因此人們創(chuàng)造性地提出了各種原子模型,其中較有影響的是湯姆生的蛋糕模型。這一模型被盧瑟福的α粒子散射實(shí)驗(yàn)所否定,于是出現(xiàn)了盧瑟福的核式結(jié)構(gòu)模型,該模型雖然解釋了一些現(xiàn)象,但在對(duì)原子的穩(wěn)定性進(jìn)行解釋時(shí)卻發(fā)生了與經(jīng)典電磁理論的矛盾。可見(jiàn),人們對(duì)原子結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)經(jīng)過(guò)了不少人的創(chuàng)新活動(dòng),才使問(wèn)題的認(rèn)識(shí)一步步接近真理。
離開(kāi)了任何前人的創(chuàng)新成果都是行不通的。以往的教學(xué)不注重培養(yǎng)學(xué)生提出問(wèn)題、解決問(wèn)題創(chuàng)新能力,往往只教給學(xué)生確鑿的定論,只注重運(yùn)用現(xiàn)成的物理知識(shí)去解決抽象的、脫離實(shí)際的習(xí)題的能力,很少將注意力集中在“思”的方面,忽視科學(xué)內(nèi)在的精神氣質(zhì)的作用和影響。物理學(xué)史體現(xiàn)出真正的富有人情味兒的研究過(guò)程,具有豐富的創(chuàng)新思想,創(chuàng)新精神和智慧,將其引入教學(xué)無(wú)異會(huì)對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新素質(zhì)起到潛移默化地積極作用。
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