如何挖掘物理學(xué)史的教育功能

摘要：物理學(xué)史的教學(xué)是物理教學(xué)的一項(xiàng)重要內(nèi)容。本文通過(guò)列舉一些物理學(xué)史上的實(shí)例，揭示了物理學(xué)史在物理教學(xué)中的教育功能。這些對(duì)于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，提高學(xué)生的創(chuàng)新能力，幫助學(xué)生掌握科學(xué)的學(xué)習(xí)和探究方法，形成樸素的唯物觀(guān)和方法論，提高教學(xué)質(zhì)量，具有重要的意義。

關(guān)鍵詞：物理學(xué)史；物理教學(xué)；教育功能

物理學(xué)史的形成過(guò)程，就是一部輝煌的科學(xué)發(fā)展史。它集中體現(xiàn)了科學(xué)家在探索、了解和認(rèn)識(shí)物理世界時(shí)的曲折發(fā)展歷程，并以其獨(dú)特的內(nèi)容及豐富的教育內(nèi)涵，在物理教學(xué)和人才培養(yǎng)方面，發(fā)揮著重要作用。中學(xué)物理課堂教學(xué)中，有目的、有選擇地引入物理學(xué)史知識(shí)，從中挖掘其潛在的教育功能，對(duì)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)的研究方法培養(yǎng)和進(jìn)行嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)思維熏陶，激發(fā)學(xué)生參與科學(xué)研究的熱情，幫助他們形成樸素的辯證唯物觀(guān)，全面提高學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)有十分的重要作用。

一、學(xué)習(xí)物理史，能夠幫助學(xué)生學(xué)到科學(xué)的研究方法

物理史中，科學(xué)家所體現(xiàn)出來(lái)的探索物理世界的思考方法是一筆厚重的寶貴財(cái)富。美國(guó)教育家布魯姆指出：“科學(xué)家的工作是發(fā)現(xiàn)，學(xué)生的學(xué)習(xí)也是一種發(fā)現(xiàn)，都是創(chuàng)造性的智力活動(dòng)。”課堂教學(xué)中，教師只有把學(xué)習(xí)物理知識(shí)的發(fā)現(xiàn)和形成過(guò)程同物理知識(shí)的教學(xué)內(nèi)容有機(jī)地聯(lián)系起來(lái)，讓學(xué)生從中感悟和體驗(yàn)物理概念和物理知識(shí)的發(fā)現(xiàn)過(guò)程，才能更加準(zhǔn)確深入地理解和認(rèn)識(shí)物理現(xiàn)象和物理規(guī)律的本質(zhì)；才能從科學(xué)家科學(xué)研究方法中得到啟發(fā)。

1.觀(guān)察的方法。物理學(xué)是一門(mén)實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科。許多物理概念的形成和物理規(guī)律的發(fā)現(xiàn)，都是建立在對(duì)具體事物和現(xiàn)實(shí)生活的觀(guān)察之上的。伽利略正是從對(duì)懸燈的擺動(dòng)的觀(guān)察中得到啟發(fā)，然后通過(guò)實(shí)驗(yàn)，最終確證了單擺的等時(shí)性和單擺周期的影響因素。1666年夏末一個(gè)傍晚，在英格蘭林肯郡烏爾斯索普，正是因?yàn)橐恢淮蛟陬^上的蘋(píng)果，才引發(fā)了牛頓對(duì)蘋(píng)果落地和行星繞日會(huì)不會(huì)由同一宇宙規(guī)律所支配的思考，從而悟出了萬(wàn)有引力定律。諸多的事實(shí)都說(shuō)明，觀(guān)察是物理研究很重要的研究方法，它在物理學(xué)研究中具有舉足輕重的作用。

2.實(shí)驗(yàn)的方法。物理實(shí)驗(yàn)是學(xué)習(xí)物理的基礎(chǔ)。物理知識(shí)的形成，通常都要經(jīng)過(guò)由實(shí)驗(yàn)到理論，再由理論回歸實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)。縱觀(guān)物理史，不難發(fā)現(xiàn)，科學(xué)家從對(duì)物理現(xiàn)象的觀(guān)察思考，到整個(gè)理論體系的建立，都離不開(kāi)物理實(shí)驗(yàn)。萬(wàn)有引力中引力常量的測(cè)定就是卡文迪通過(guò)利用扭秤測(cè)得了萬(wàn)有引力常量，使萬(wàn)有引力定律的價(jià)值得到了真正的體現(xiàn)。牛頓通過(guò)用三棱鏡做光的色散實(shí)驗(yàn)，從而對(duì)光現(xiàn)象有了更加清晰的認(rèn)識(shí)，建立了關(guān)于白光的準(zhǔn)確概念。意大利物理學(xué)家伽利略，為了證明物體下落速度與物體重力無(wú)關(guān)，在比薩斜塔做了著名的落體實(shí)驗(yàn)，否定了亞里士多德的錯(cuò)誤結(jié)論。大量事實(shí)告訴學(xué)生，科學(xué)實(shí)驗(yàn)是物理研究和發(fā)現(xiàn)的重要方法，是發(fā)明創(chuàng)造和科學(xué)創(chuàng)新的基礎(chǔ)。

3.類(lèi)比的方法。開(kāi)普勒曾經(jīng)說(shuō)過(guò)：“我們珍惜類(lèi)比推理勝于任何別的東西。”類(lèi)比是根據(jù)兩個(gè)事物在某些方面的相同、相似推論，它們?cè)谄渌矫嬉部赡芟嗤嗨啤Ｎ锢韺W(xué)的發(fā)展史中，不乏利用類(lèi)別方法進(jìn)行科學(xué)探索的經(jīng)典例子。

從1777年起，庫(kù)侖就致力于靜電力和靜磁力的研究，他認(rèn)為這些力都符合牛頓的萬(wàn)有引力定律所確定的關(guān)系，經(jīng)過(guò)多年的研究，庫(kù)侖終于在類(lèi)比萬(wàn)有引力定律的基礎(chǔ)上，提出了庫(kù)侖定律；法拉第受到奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)的啟發(fā)，運(yùn)用類(lèi)比方法，歷經(jīng)10年艱辛的研究和實(shí)驗(yàn)，終于發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)。在物理學(xué)中運(yùn)用類(lèi)比方法，可以引導(dǎo)學(xué)生自己獲取知識(shí)，激發(fā)學(xué)生探索的積極性，有效地培養(yǎng)學(xué)生的類(lèi)比思維能力。

4.假說(shuō)的方法。假設(shè)推論是在物理學(xué)中經(jīng)常應(yīng)用的方法。物理學(xué)的發(fā)展過(guò)程中，有很多理論或規(guī)律，首先是科學(xué)家通過(guò)對(duì)某種物理現(xiàn)象進(jìn)行長(zhǎng)期的觀(guān)察，再通過(guò)對(duì)這些現(xiàn)象進(jìn)行推理想象，建立假說(shuō)，最后通過(guò)實(shí)驗(yàn)加以證實(shí)，形成理論。麥克斯韋對(duì)電磁波存在的預(yù)言就是很好的例證。在中外歷史上，假說(shuō)的方法，幫助物理學(xué)家解決了許多研究難題。培養(yǎng)學(xué)生建立假說(shuō)的意識(shí)，可以有效地提高學(xué)生的創(chuàng)新能力，為學(xué)生以后的發(fā)展提供很好的鋪墊。

二、學(xué)習(xí)物理史，可以培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神、創(chuàng)新意識(shí)和愛(ài)國(guó)主義精神

中學(xué)物理史中，處處體現(xiàn)著科學(xué)家們?cè)诳茖W(xué)探索中所表現(xiàn)出來(lái)的嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神。這對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)那髮W(xué)態(tài)度十分必要。了解科學(xué)家科學(xué)研究的過(guò)程，感受科學(xué)家探索物理世界的思維方法，對(duì)開(kāi)啟學(xué)生的智慧，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，非常重要。同時(shí)，我國(guó)古今科學(xué)家，對(duì)人類(lèi)的文明進(jìn)步和世界物理學(xué)的發(fā)展，做出過(guò)巨大的貢獻(xiàn)。物理學(xué)中的大量實(shí)例，不僅能夠培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神，而且從中可以培養(yǎng)學(xué)生的愛(ài)國(guó)主義精神，增強(qiáng)民族自豪感。

三、運(yùn)用物理學(xué)史，可以很好地進(jìn)行辯證唯物主義世界觀(guān)的教育

物理學(xué)史也是一部對(duì)學(xué)生進(jìn)行辯證唯物主義思想教育的科學(xué)史。物理學(xué)史中的許多例證，都閃耀著辯證唯物主義光輝。許許多多的例證都說(shuō)明，任何事物都是相對(duì)的，沒(méi)有絕對(duì)的真理，人們對(duì)事物的認(rèn)識(shí)永遠(yuǎn)不會(huì)停留在一個(gè)水平上，總是要經(jīng)歷由觀(guān)察到實(shí)驗(yàn)、由實(shí)驗(yàn)到理論，由片面到全面、由膚淺到深入、由現(xiàn)象到本質(zhì)的螺旋式曲線(xiàn)發(fā)展過(guò)程。學(xué)習(xí)物理史，對(duì)于學(xué)生形成樸素的唯物觀(guān)和辯證思維是至關(guān)重要的。

牛頓說(shuō)過(guò)：“如果我比別人看得遠(yuǎn)一點(diǎn)，那是因?yàn)槲艺驹诰奕说募缟稀！辈粌H牛頓如此，凡是做出重大貢獻(xiàn)的物理學(xué)家都是善于批判和繼承的，都是從對(duì)本學(xué)科的歷史研究中，開(kāi)始自己的創(chuàng)造活動(dòng)的。現(xiàn)代社會(huì)，需要大批具有實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神的人才。物理教學(xué)中，把物理學(xué)史的知識(shí)融于物理教學(xué)中，深入挖掘并發(fā)揮其應(yīng)有的教育功能，對(duì)幫助學(xué)生掌握科學(xué)的研究方法，培養(yǎng)科技人才，不僅是必要的，而且是緊迫的。

【責(zé)編 張景賢】