要重視物理學(xué)史在新教材教學(xué)中的運用

　　摘要：本文就物理學(xué)史在新教材教學(xué)中的重要性及如何在中學(xué)階段進行物理學(xué)史的教學(xué)進行了討論。
　　關(guān)鍵詞：運用；物理學(xué)史；教學(xué)
　　中圖分類號：G633.7　文獻標識碼：A　文章編號：1003—6148(2010)11(S)—0015—2
　　
　　推進素質(zhì)教育，實施新課程改革的今天，對發(fā)展中學(xué)生的綜合素質(zhì)提出了更高的要求。中學(xué)生學(xué)習(xí)物理知識的過程，與人類探索物理知識的過程有很多相似之處。因此，在教學(xué)時應(yīng)結(jié)合教材中物理學(xué)史的資料，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣及繼續(xù)學(xué)習(xí)物理的欲望，開發(fā)智力，培養(yǎng)能力，使學(xué)生較快地掌握學(xué)習(xí)物理的正確方法，并接受愛國主義和辯證唯物主義教育。
　　怎樣在中學(xué)階段進行物理學(xué)史的教學(xué)?筆者認為可以從以下幾個方面進行：
　　
　　1　運用物理學(xué)史，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣
　　
　　愛因斯坦說：“熱愛是最好的老師。”許多物理學(xué)家之所以取得巨大成就，是由于他們具有強烈的求知欲和濃厚的學(xué)習(xí)興趣。
　　興趣是靠引導(dǎo)而逐漸形成的，筆者在教學(xué)中經(jīng)常穿插一些小故事。講原子物理時，談查德威克在老師盧瑟夫理論指導(dǎo)下24歲便發(fā)現(xiàn)中子，獲得諾貝爾獎的故事；講交流電時，介紹了愛迪生直流輸電和特斯拉主張交流輸電針鋒相對的故事。這些故事激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)物理的濃厚興趣，從而引導(dǎo)學(xué)生跨出追求真理的第一步。
　　
　　2　運用物理學(xué)史，培養(yǎng)學(xué)生愛國主義感情
　　
　　我國是世界文明古國之一，在物理學(xué)史上有著光輝燦爛的篇章。講光學(xué)時，筆者談到了公元前4世紀的《墨經(jīng)》記載的關(guān)于小孔成像、平面鏡、透鏡成像的觀察和研究；講磁學(xué)時，講到中國人最早發(fā)明了指南針，宋代沈括發(fā)現(xiàn)磁偏角比歐洲人早發(fā)現(xiàn)700年。
　　運用這些史料，教育學(xué)生增強民族自信心、自豪感和愛國主義熱情。
　　
　　3　運用物理學(xué)史，培養(yǎng)學(xué)生嚴肅認真的科學(xué)態(tài)度和嚴謹?shù)牡目茖W(xué)作風(fēng)。
　　
　　哥白尼經(jīng)過30多年認真仔細的天文觀測，寫成《天體運行論》，糾正了托勒密地心說的錯誤，引起了自然科學(xué)史上的一次革命。卡文迪許經(jīng)過50年的潛心研究和計算，終于測出萬有引力常量，被稱為第一個稱出地球質(zhì)量的人。開普勒三大定律的發(fā)現(xiàn)，是嚴謹作風(fēng)的勝利。根據(jù)第谷大量的天文觀測，火星的實際軌道與哥白尼體系的圓軌道只相差8弧分。開普勒經(jīng)過長期鉆研發(fā)現(xiàn)用橢圓軌道可以符合得很好，“就憑這8弧分的差異，引起天文學(xué)的全部革新。”科學(xué)家尊重事實，堅持真理的嚴肅認真的科學(xué)態(tài)度堪稱楷模。筆者在教學(xué)中講解這些事例，幫助學(xué)生克服在實驗中湊數(shù)據(jù)的壞習(xí)慣。
　　
　　4　運用物理學(xué)史，培養(yǎng)學(xué)生的思考方法、
　　
　　掌握正確思考方法，比掌握知識本身更重要。縱觀一部物理學(xué)史，每個有成就的物理學(xué)家，幾乎都有自己的研究方法。物理課本上介紹了一些物理學(xué)家的事跡。筆者常常引導(dǎo)學(xué)生認真學(xué)習(xí)，仔細揣摩物理學(xué)家研究問題的思考方法和思考途徑。
　　物理學(xué)家的思考方法有很多，例如類比推理方法在物理學(xué)史上屢見不鮮，歐姆仿照水流的理論說明電流、電阻和電壓的概念，獲得成功，進一步通過實驗建立了歐姆定律。類比推理是科學(xué)研究中行之有效的方法之一，在物理教學(xué)中可以啟迪學(xué)生思維，尋找思維路徑。當(dāng)然，類比推理的結(jié)論要經(jīng)過實踐的檢驗。
　　建立物理模型，運用物理模型來研究問題，是物理學(xué)研究的常見方法。物理學(xué)史中涉及的模型很多，如力學(xué)中質(zhì)點、單擺、彈簧振子；電學(xué)中點電荷、電場線；原子物理學(xué)中盧瑟夫的“核式結(jié)構(gòu)”原子模型、玻爾模型。
　　
　　5　運用物理學(xué)史。培養(yǎng)學(xué)生的能力
　　
　　5.1　培養(yǎng)觀察和實驗?zāi)芰?br/>　　從物理學(xué)史上來看，觀察和實驗?zāi)芰κ侨〉弥卮罂蒲谐晒那疤帷v史上一些重要的發(fā)現(xiàn)，如中子、光電效應(yīng)的發(fā)現(xiàn)，都是物理學(xué)家觀察、實驗的結(jié)果。針對一些中學(xué)生學(xué)習(xí)物理時存在的重理論、輕實驗的傾向，筆者向?qū)W生介紹了兩組數(shù)據(jù)：
　　從1901年到2010年獲得諾貝爾物理獎的科學(xué)家中，由于實驗或與實驗直接相關(guān)的約：占三分之二。英國卡文迪許實驗室從1874年建立至今，共培養(yǎng)了30多位諾貝爾獎獲得者。
　　歷史上，還有一些重要實驗，如法拉第電磁感應(yīng)實驗、光電效應(yīng)實驗，都是物理學(xué)家留給我們的無價之寶，值得我們認真領(lǐng)會和學(xué)習(xí)。
　　5.2　培養(yǎng)思維能力
　　物理學(xué)史說明，物理概念的建立、定律的發(fā)現(xiàn)，除了有堅實的實驗基礎(chǔ)外，還必須有很強的思維能力。
　　物理課本上所述伽利略發(fā)現(xiàn)慣性定律所用的理想實驗就是事實和思維相結(jié)合的光輝范例。他指出：讓小車從斜面上滑下，在越光滑的表面阻力越小，它就走得越遠，越接近勻速。從而推出結(jié)論：力不是維持物體運動的原因，而是改變物體運動狀態(tài)的原因。伽利略的科學(xué)推理方法，是人類思想史上最偉大的成就之一，標志著物理學(xué)的真正開始。
　　5.3　培養(yǎng)運用數(shù)學(xué)解決物理問題的能力
　　在物理學(xué)史上這方面例子很多，這里僅舉一例。英國的亞當(dāng)斯和法國的勒維烈據(jù)天文觀測中天王星軌道異常而計算出海王星位置，從而被天文觀測證實，人們稱為“筆尖上的海王星。”這是數(shù)學(xué)計算上獲得成功的例子。
　　據(jù)上分析；不難看出，推進索質(zhì)教育與新課程改革相結(jié)合，加強物理學(xué)史的教育，發(fā)揮物理學(xué)史教育功能，開發(fā)物理學(xué)史的教育途徑，充分體現(xiàn)物理學(xué)史在中學(xué)教學(xué)中的作用，對實現(xiàn)中學(xué)物理教學(xué)目標是必要的，有益的。
　　(欄目編輯　趙保