中學物理教學中引入物理學史知識的思考

摘 要：本文從物理新課標提出的三維教學目標出發，闡述在教學中引入物理學史的必要性、原則和形式。

關鍵詞：物理學史；引入；必要性；原則

中圖分類號：G427 文獻標識碼：A 文章編號：1992-7711（2012）23-024-1

一、引入的必要性

新課標重要內容之一就是培養學生的科學思維方法和創新意識，而在傳統教學中，人類對物理學認識的歷史痕跡幾乎被擦拭干凈，科學家們曲折頑強而又閃爍著智慧的創造性思維和實踐過程，常常被公式和邏輯的面紗遮蓋起來，科學家的科學思維和研究方法異化為一種教條讓學生死記硬背，這種做法很容易使學生對科學創造工作形成一種神秘感，把科學家想象成具有“超人智慧”的圣哲，把科學研究和科學創造看作是難以企及的事情，對物理學的深刻本質也很難理解得透徹。物理學史的引入可以彌補傳統教學的不足，讓學生感悟到每一個科學上的新發現，為后繼者躍上新的高峰提供寶貴的經驗和啟迪，甚至可以說是后人通向新的科學發現的“金橋”。

二、 引入的原則

1.有利于培養學生掌握科學方法。

物理學史上，法拉第引入電力線和磁力線來形象描繪電場、磁場；庫侖將電荷間的相互作用與牛頓的萬有引力相類比；伽利略用理想實驗的方法發現了慣性定律；愛因斯坦以同時的相對性理想實驗為基礎創立了狹義相對論……總之，正確的方法可以加快學生更多地去掌握知識。

2.有利于培養學生觀察和分析問題能力。

觀察與實驗是研究和學習物理的基本方法，物理學史描述了許多科學家善于從不被人注意的一些平常現象中細心地觀察與思考的事例。比如倫琴一生在物理學領域中進行過大量實驗研究工作，一次實驗中，他偶然發現包有黑紙的底片被曝光，但他沒放過這一個細小的現象，正是他這種觀察能力、分析能力使他發現x射線從而獲得諾貝爾獎。其實在倫琴發現x射線之前，1800年哥爾茨坦曾發現過這種現象；1887年可魯克斯曾發現過未知射線使他的底片變黑，他卻以為是底片質量問題。學生在了解物理學史知識的過程中可以認識到注意觀察和認真進行實驗是學好物理學的關鍵，并在今后的學習中逐步養成勤觀察、勤思考的習慣。

3.有利于培養學生的質疑精神和提出科學問題的能力。

科學史上大量事例表明，不囿于傳統理論和觀念，不迷信權威和書本，是科學創造的思想前提。眾所周知，在愛因斯坦之前，洛侖茲和彭加勒已經走到相對論的大門，由于未能擺脫絕對時空觀的束縛，才最終沒有邁入相對論的門檻，正是由于愛因斯坦拋開了“絕對運動”和“靜止以太”的觀念，并深刻地審查了“同時性”概念的物理學根據，才創建了狹義相對論，引起了人類時空觀的巨大變革。同樣，1956年，當精確的實驗結果把“τ—θ疑難”尖銳地擺到物理學家們面前時，正是楊振寧和李政道敏銳地審察了未被人懷疑的宇稱守恒定律的適用范圍，大膽提出了弱相互作用中宇稱不守恒的假說，從而導致了物理學理論的一個突破性進展。

4.有利于培養學生的科學態度和堅忍不拔的頑強意志。

物理學史上，中外科學家為科學獻身、頑強拼搏、百折不撓的事跡深深震撼著學生的心靈。居里夫人學生時代的困難生活及中年喪偶的坎坷經歷，并沒有阻止她向科學高峰攀登；伽利略、布魯諾為堅持真理、視死如歸的斗爭精神等等，這些都是良好的教育素材。

5.有利于對學生進行愛國主義和辯證唯物主義教育。

歷史上，我們的國家和民族對科學技術的發展有過杰出的貢獻，現行中學物理課本中已增加了許多這方面的內容，在物理教學中還應善于發掘并不斷補充。如在船閘建造方面，秦代修筑的靈渠是我國也是世界上最早的船閘式運河，而在國外直到公元14世紀才出現第一座船閘；在能源的開發和利用方面，我國在二百多年前就開始利用風力驅動船航行，在1900年就發明了水力發動機，比如水磨。這些知識的傳授可以增強學生的民族自豪感和自信心，達到進行愛國主義教育的效果。物理概念、規律及物理學發展史都包含有深刻的辯證唯物主義思想，在物理教學中，教師有意識地用辯證唯物主義觀點來闡述物理現象和規律、介紹物理學某些方面的發展歷史，可以使學生潛移默化地領會并接受辯證唯物主義思想。

三、 引入的形式

1.講座的形式：

利用課外活動講物理學史專題。例如人類宇宙航行史、宇宙的演化史、物理新發現與工業技術革命的誕生等專題。

2.滲透的形式：

主要在講課的過程中，三言兩語說明一件事或介紹科學家，比如：講完牛頓第二定律F=ma，可講它的簡潔美，講講它所包含的飛沙走石、風吹草動、驚濤拍岸的自然道理。

3.小報的形式：

可通過組織物理興趣小組辦手抄報、板報、qq群等形式介紹物理學史知識。

4.討論的形式：

可通過布置專題讓學生自己上網查找資料，然后組織討論，互相學習，比如：介紹一位你熱愛和了解的科學家及其研究的主要成就等。

總之，在教學中融入歷史的方法，使物理學發展史和科學方法得到適當的體現，增加了學科的“立體感”，使學生了解科學結論的“來龍去脈”，能更深刻地理解其物理意義，增強了教學效果，正如錢三強所說：“物理學發展史是一塊蘊藏著巨大精神財富的寶地……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，我想對我國的教育事業和人才培養都會是大有益處的。”只要我們廣大中學物理教師博覽群書，日積月累，去粗取精，精心選材，靈活運用，不僅能活躍課堂氣氛，更重要的是有力地促進物理新課標三維培養目標的實現，使受教育者成為有智商而不缺少智慧，有知識而不缺少見識，有技能而不缺少精神的創新型人才。

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