高中物理教學(xué)中滲透物理學(xué)史教育的必要性

物理學(xué)史作為一門歷史科學(xué)，描述物理學(xué)發(fā)展的歷史，再現(xiàn)了物理學(xué)各個(gè)最重要的基本概念，基本定律和基本理論的醞釀，產(chǎn)生和發(fā)展的過程。通過對(duì)其研究與學(xué)習(xí)，能讓學(xué)生懂得從一個(gè)時(shí)期到另一時(shí)期過渡中，引起物理學(xué)觀念、物理學(xué)研究方法和物理學(xué)領(lǐng)域發(fā)生變化的條件和原因和研究物理發(fā)展的基本規(guī)律。新編的高中物理教學(xué)大綱明確要求學(xué)生不僅要學(xué)好物理知識(shí)的結(jié)論，而且應(yīng)該了解知識(shí)產(chǎn)生和發(fā)展的過程與方法，了解人類對(duì)于自然界的認(rèn)識(shí)是怎樣一步一步地深入的，在展開教學(xué)內(nèi)容時(shí)要介紹一些歷史背景和物理思想的演化。因此在高中物理教學(xué)中滲透物理學(xué)史的教育顯得很有必要。

一、 加強(qiáng)物理學(xué)史的教育，可以提高學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣

美國(guó)心理學(xué)家布魯納說:“學(xué)習(xí)的最好動(dòng)機(jī)，乃是對(duì)所學(xué)教材本身的興趣”。這就是說，濃厚的學(xué)習(xí)興趣可激起強(qiáng)大的學(xué)習(xí)動(dòng)力，使學(xué)生自強(qiáng)不息，奮發(fā)向上。沒有任何興趣，而被迫進(jìn)行的學(xué)習(xí)，會(huì)扼殺學(xué)生掌握知識(shí)的意愿。高中物理的難度與深度在初中物理的基礎(chǔ)上有較大的跨越。物理理論越來越抽象，數(shù)學(xué)工具越來越高深，邏輯方法越來越廣泛的使用，高考物理的考試越來越側(cè)重能力的考查。這些對(duì)學(xué)生的要求和提高，學(xué)生對(duì)物理產(chǎn)生了一種敬而遠(yuǎn)之的心態(tài)。在這種情況下，如果能充分利用物理學(xué)史的學(xué)習(xí)，以著名物理學(xué)家成功與失敗、喜悅與懊喪，以重大物理學(xué)突破中的曲折與反復(fù)、分歧與爭(zhēng)論、停滯與躍進(jìn)，以有血有肉的歷史描述，用一種具體生動(dòng)的科學(xué)發(fā)現(xiàn)的歷史參與感去感染學(xué)生，則可以啟發(fā)起他們對(duì)物理學(xué)事業(yè)的戀情與樂趣。我們?cè)谥v解電流產(chǎn)生磁場(chǎng)時(shí)，簡(jiǎn)要介紹一下奧斯特的故事:1820年4月，在一次講演快結(jié)束的時(shí)候，奧斯特抱著試試看的心情又作了一次實(shí)驗(yàn)。發(fā)現(xiàn)非常細(xì)的鉑導(dǎo)線在通電源的瞬間，放在旁邊的磁針跳動(dòng)了一下。這一跳，使有心的奧斯特喜出望外，竟激動(dòng)得在講臺(tái)上摔了一跤。奧斯特花了三個(gè)月，發(fā)現(xiàn)了 電流磁效應(yīng)并因此獲英國(guó)皇家學(xué)會(huì)科普利獎(jiǎng)?wù)隆Ｖv解單擺時(shí)，介紹一下伽利略。一次，伽利略信步來到他熟悉的比薩大教堂，看到教堂大廳中央的巨燈晃動(dòng)起來， 這本來是件很平常的事，而伽利略卻像觸了電一樣，目不轉(zhuǎn)睛地跟蹤著擺動(dòng)的吊燈，同時(shí)，他用右手按著左腕的脈，計(jì)算著吊燈擺動(dòng)一次脈搏跳動(dòng)的次數(shù)，以此計(jì)算吊燈擺動(dòng)的時(shí)間。不管圓弧大小，總是一樣的。經(jīng)過實(shí)驗(yàn)， 亞里士多德的結(jié)論是錯(cuò)誤的:決定擺動(dòng)的周期，是繩子的長(zhǎng)度和它末端的物體重量。一個(gè)醫(yī)科大學(xué)生的科學(xué)發(fā)現(xiàn)否定了大名鼎鼎的亞里士多德的權(quán)威說法。科學(xué)家通過生活中的事例研究物理問題，接近了與學(xué)生之間的距離，滿足了同學(xué)們的好奇心，激發(fā)學(xué)習(xí)物理的興趣。

二.加強(qiáng)物理學(xué)史的教育，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的研究方法

任何一項(xiàng)研究都離不開方法的支撐。沒有研究方法的科學(xué)研究是不存在的，沒有研究方法，其研究就成了無源之水、無本之木，就不是真正的研究。在物理學(xué)的長(zhǎng)期發(fā)展中，確實(shí)創(chuàng)立了許多成功、成熟的常規(guī)方法。在介紹原子物理時(shí)，老師可以向?qū)W生說明盧瑟福是用模型化的方法揭開了物質(zhì)微觀粒子的結(jié)構(gòu)，建立了原子結(jié)構(gòu)模型。介紹伽利略時(shí)向?qū)W生說明伽利略用實(shí)驗(yàn)——數(shù)學(xué)方法發(fā)現(xiàn)了自由落體定律，運(yùn)用理想實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了慣性定律，開創(chuàng)了動(dòng)力學(xué)研究的先河。而牛頓則用公理化的方法、歸納與實(shí)驗(yàn)的方法完成了經(jīng)典力學(xué)體系。學(xué)生在了解這些科學(xué)方法，將對(duì)學(xué)習(xí)物理有大的促進(jìn)作用，也掌握了科學(xué)研究的鑰匙。

三.加強(qiáng)物理學(xué)史的教育，可以提高學(xué)生的思想品質(zhì)

科學(xué)家的敬業(yè)精神和對(duì)科學(xué)事業(yè)的熱愛與專注，他們耐得寂寞、甘守清貧的精神將極大鼓舞學(xué)生克服學(xué)習(xí)中的困難。讓他們能夠追求真理、獻(xiàn)身科學(xué)。布魯諾為捍衛(wèi)科學(xué)真理走上火刑場(chǎng)，伽利略被終身監(jiān)禁而矢志不渝。開普勒貧病交加，歷受迫害，死在小客店內(nèi)。法拉第淡泊名利，終生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探索，最后老死書桌旁……這些感人的事例，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思想與科學(xué)品質(zhì)是有感染力的。

四.加強(qiáng)物理學(xué)史的教育，可以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神

科學(xué)技術(shù)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的竟?fàn)幾罱K將集中體現(xiàn)在人才的竟?fàn)幧稀６瞬啪範(fàn)幍年P(guān)鍵是人才的創(chuàng)新能力。培養(yǎng)和造就高素質(zhì)的創(chuàng)新型人才的關(guān)鍵在于教育，教育不僅要傳授給學(xué)生已有的知識(shí)，還要把他們的創(chuàng)造力誘導(dǎo)出來。從學(xué)生個(gè)人的未來和發(fā)展的角度來看，人類社會(huì)已經(jīng)進(jìn)入知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代，知識(shí)的爆炸式更新，知識(shí)量的急劇增長(zhǎng)的直接后果，就是知識(shí)老化與更新速度的急劇加快。所有這些，對(duì)一個(gè)人的創(chuàng)新能力提出了更高的要求。物理學(xué)史是研究物理學(xué)發(fā)展歷史的科學(xué)，它記載了人類前仆后繼揭開千古之謎的史實(shí)，有很多激動(dòng)人心的故事。伽利略在觀察船上掛的油燈的擺動(dòng)時(shí)，強(qiáng)烈的創(chuàng)新意識(shí)促使他進(jìn)行更深入地研究，直至發(fā)現(xiàn)了擺的等時(shí)性。英國(guó)物理實(shí)驗(yàn)大師法拉第憑借著他強(qiáng)烈的創(chuàng)新意識(shí)，驚人的洞察力，經(jīng)過十年艱苦的探索，領(lǐng)悟到“磁”生“電”是一種瞬時(shí)效應(yīng)，終于在1831年通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象，并建立了著名的電磁感應(yīng)定律。

五.加強(qiáng)物理學(xué)史的教育，讓學(xué)生了解過去、探知未來

人類的前進(jìn)與科技的發(fā)展是離不開的，科技的發(fā)展又牽涉各門科學(xué)學(xué)科的發(fā)展，其中包括物理學(xué)的發(fā)展。而任何一門學(xué)科都是處在不斷發(fā)展前進(jìn)的狀態(tài)中。講解物理學(xué)史，不能認(rèn)為歷史就是過去，而也包括它的未來，所以不僅要將過去告知學(xué)生，適當(dāng)?shù)慕榻B前沿科學(xué)的發(fā)展動(dòng)態(tài)也是有必要的。

總之，物理學(xué)的發(fā)展史，是辯證唯物主義世界觀和科學(xué)方法論的發(fā)展史，在物理教學(xué)中穿插物理史知識(shí)，具有重要的教育功能，不僅能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣，幫助學(xué)生全面理解物理規(guī)律，還能從中學(xué)到嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，科學(xué)的思維方法，逐步樹立科學(xué)的世界觀和方法論。