新課程背景下物理學史的重要作用

楊瑞琴

摘要： 高中物理課程旨在進一步提高學生的科學素養，從知識與技能、過程與方法、情感態度與價值觀三個維度培養學生。在新課程背景下，物理學史有重要的教育意義，是一份值得挖掘的教育財富。

關鍵詞： 新課程背景物理學史重要作用

《高中物理課程標準》明確提出，高中物理課程旨在進一步提高學生的科學素養，從知識與技能、過程與方法、情感態度與價值觀三個維度培養學生，通過學習終身發展必備的物理基礎知識和技能、學習科學探究方法，養成良好的思維習慣，發展自主學習能力，發展好奇心與求知欲，發展科學探索興趣，能運用物理知識和科學探究方法解決一些問題。有堅持真理、勇于創新、實事求是的科學態度與科學精神，有振興中華，將科學服務于人類的社會責任感。了解科學與技術、經濟和社會的互動作用，認識人與自然、社會的關系，有可持續發展意識和全球觀念，從而為學生終身發展、應對現代社會和未來發展的挑戰奠定基礎。

我認為，在新課程背景下，物理學史有重要的教育意義，是一份值得挖掘的教育財富。

一、從知識與技能的維度看物理學史的重要作用

物理學是一門基礎自然科學，所研究的是物質的基本結構、最普遍的相互作用、最一般的運動規律，以及使用的實驗手段和思維方法。物理學史研究人類對自然界各種物理現象的認識史，研究物理學發生和發展的基本規律，研究物理學概念和思想發展和變革的過程，研究物理學是怎樣成為一門獨立學科，怎樣不斷開拓新領域，怎樣產生新飛躍，它的各個分支怎樣互相滲透、怎樣綜合又怎樣分化。怎樣帶動了科學和技術的發展，怎樣推動了文化、經濟和社會的發展。了解物理學史可以更深刻地理解物理概念規律，更深刻地認識物理學的宏偉壯觀，更深刻地感悟物理世界的奇妙與和諧，更深刻地領略自然界的奇妙與和諧，進而激發學習物理的興趣與熱情，激發探索自然、理解自然的興趣與熱情。再者，物理學史的很多內容本就是高中物理要求學生必須掌握的內容，如在“萬有定律”這一部分要求：“通過有關事實了解萬有引力定律的發現過程。知道萬有引力定律。認識發現引力定律的重要意義，體會科學定律對人類探索未知世界的作用。”在“物理實驗專題”中也明確要求：“通過典型事例，認識實驗在物理學發展中的重要地位和作用”，所以對學生進行物理學史教育本是由高中物理教學的具體目標決定的。

二、從過程與方法的維度看物理學史的重要作用

物理學史可以提供豐富的物理科學發展的史料，將物理概念、定律的歷史發展過程展現給學生，使之熟悉科學家發現規律的思維過程和科研方法，并從科學家的成功中得到啟示。縱觀物理學的發展史，在物理學研究中運用許多科學的方法，例如:觀察、假設、實驗、類比、代替、微元、模型、推理、抓住主要問題忽略次要問題、歸納與演繹、分析與綜合，以及數學方法和控制論法等，這些都是學生學習的寶貴財富。伽利略的自由落體實驗、理想斜面實驗等揭示出科學研究的一般程序：觀察→猜想、假設→實驗驗證→修正推廣，用到了觀察、假設、實驗、代替、抓住主要問題忽略次要問題、歸納與演繹、分析與綜合等諸多科學思維方法。哥白尼堅信宇宙與自然是美的，而美的東西一定是簡單與和諧的，他的眼光超越了地球，提出了行星和地球繞太陽運動，月亮環繞地球運行，使人們的世界觀發生了重大變革，為開普勒三大定律、牛頓萬有引力定律的發現奠定了基礎。從電生磁到磁生電，從粒子到反粒子，從物質到反物質，從質量守恒定律、電荷守恒定律、動量守恒定律到能量守恒定律等都是科學家追求簡單、對稱、和諧的結果。學生在學習物理學史過程中不斷體驗科學發現、發展的過程、經歷科學探究過程，從而了解物理學的研究方法，認識物理實驗、物理模型和數學工具在物理學發展過程中的作用，接受科學方法教育，潛移默化地培養科學的思維模式，為他們將來的學習和工作打下堅實的基礎。

三、從情感態度與價值觀的維度看物理學史的重要作用

古人說：讀史可以明智。“明智”的意思是啟迪、開發智慧。物理學史不僅記述了物理實驗和理論的發展過程，而且記述了物理學家的活動，還反映了他們對待科學的興趣和態度，以及方法上的創新和思維上的突破。

盧瑟福α粒子散射實驗的目的是想證實湯姆孫原子模型的正確性，實驗結果卻成了否定湯姆孫原子模型的有力證據。在此基礎上，盧瑟福提出了原子核式結構模型。由此我們看到了自然界的奇妙與和諧，看到了科學家批判的頭腦、質疑的精神、樂于探究自然界的奧秘、敢于堅持真理、勇于創新和實事求是的科學態度和科學精神。牛頓的萬有引力定律是在哥白尼、第谷、開普勒、伽利略、胡克、哈雷等人研究的基礎上，又經過長達20年的探索才得以完成的，使我們看到，科學是全人類的事業和財富，任何一個科學概念的形成，每一個科學定律的建立，所有重大的科學發現，都是經過許多人的艱苦努力，匯聚和利用了許多人的研究成果才得以完成的。科學探究過程不是一帆風順的，都是經過了曲折和磨煉的，科學家需要頑強的意志甚至是獻身科學的犧牲精神，需要與他人合作的團隊精神。東漢王充是世界上最早用科學的方法解釋潮汐現象的人，北宋沈括是世界上第一個清楚準確論述磁偏角的人，我國物理學家錢三強、何澤慧夫婦于1946年在巴黎發現鈾的三分裂和四分裂；這些又給了我們作為中國人的自豪感。而當今我國與世界科技發展還有著巨大差距，更可增強學生的民族意識，樹立振興中華，將科學服務于人類的使命感與歷史責任感。

綜上，新課程背景下物理學史有著極其重要的作用。誠如我國著名物理學家錢三強說：“物理學發展史是一塊蘊藏著巨大精神財富的寶地，這塊寶地值得我們去開墾，這些精神財富值得我們去挖掘，如果我們都能重視這塊寶地，把寶貴的精神財富發掘出來，從中吸取營養，獲得效益，我相信對我國的教育事業和人才培養都會大有益處的。”

參考文獻：

［1］中華人民共和國教育部.高中物理課程標準.

［2］郭奕玲，沈慧君.物理學史.清華大學出版社，1993.

［3］普通高中課程標準實驗教科書物理.人民教育出版社，2009.