物理學史和物理背景在培養學生綜合素質方面的作用

摘 要：物理學史和物理背景是物理學的重要組成內容，物理教學中加強物理學史和物理背景的教學，有助于學生科學素質和人文素質的提高。

關鍵詞：物理學史；物理背景；綜合素質

物理學史融入物理教學的直接理論依據——教育重演論，教育重演論（Recapitulation theory of education）為物理學史融入物理教學的作法提供了直接的理倫依據。該理論認為，“現代學生的學習過程是對人類文化發展過程的一種認知意義上的重演，即現代人的認知發展是對其祖先認知水平長期演化過程的濃縮”。因此，只有在相應的文化背景中“身臨其境”地學習才可能構建合理的知識體系。從這個角度來看，物理學史已成為物理教學中必不可少的組成部分，物理教學不光要教授物理知識，更要把相關的歷史背景介紹給學生。

一、物理學史和物理背景有助于學生樹立科學的世界觀和人生觀

物理學是一門基礎科學，它向著物質世界的深度和廣度進軍，探索物質世界及其運動的規律，而規律的得出，并非教科書編寫的那樣，教科書里是物理學發展的濃縮，只記錄成功的理論，失敗、曲折的過程則沒有被寫入。而實際上物理學史是豐富的、曲折的、全面的，它使學生意識到物理學家也會犯錯誤，也是平常人，并不那么高大上，他們只是根據自己的興趣和潛能選擇方向刻苦鉆研而已，物理學史把物理學發展的曲折過程告訴學生，把物理學家全面的人格特征展現給學生，包括他們的遠見與狹隘、高尚與人格缺陷等多方面的信息。“讀史可以明智”，這讓學生意識到科學家與我們每個人一樣是不完美的，他們之所以成功，最大程度上在于他們的堅信和堅持。以此可以開闊眼界，活躍思想，培養學生堅定的意志品質。物理學史和物理背景是一塊蘊藏著巨大精神財富的寶地，這塊寶地很值得我們去開墾。

二、物理學史和物理背景有利于培養學生的科學素養

如果撥開歷史而只講純粹的物理知識。學生也許能掌握這些物理知識，但僅此而已，學生并不知道定理或定律是在何時何地何種情境下產生的，也不了解產生的過程中出現過什么問題，科學家當時如何解決這樣的問題，采用了什么方法解決問題，學生科學思維的發展得不到完善。

如果教師能夠把知識的形成過程在課堂上“重演”， 通過物理學史和相應的背景在物理教學中的滲透，讓學生對科學家的精神、科學發現的過程和方法產生“欣賞”的體驗，可以促進他們對物理學價值進行再認識，有助于學生科學精神的形成。同時可以幫助學生形成發展的、動態的眼光，意識到物理學還遠未達臻完美，物理學本身的發展就充滿了懷疑、批判和超越。只有打開這個缺口，學生才有可能在學習和探究物理的過程中形成獨立思考和判斷的能力，進而培養創造力并發展個性。

通過物理學史的介紹，學生可以學到一些研究問題和解決問題的方法，在眾多的物理學史中，有很多的事例可以讓學生體會。如在介紹牛頓第二定律實驗史實中，可向學生介紹實驗條件設計中的科學方法——控制變量法，實驗環境的等效法——平衡摩擦法，實驗數據處理的科學方法——圖象法；在介紹伽俐略生平時，可介紹其從科學現象的一般觀察→提出假說→運用數學和邏輯的手段得出特殊推論→通過物理或理想的實驗對推論進行檢驗→對假設進行修正和推廣等。讓學生掌握方法舉一反三、觸類旁通才是教師的最終目的。

三、物理學史和物理背景培養學生對自然科學的審美能力

費曼指出：“干物理得有鑒賞力。”在西方，一些物理學家提出這樣的問題：“如果一個人未讀過莎士比亞的著作，會被認為沒有教養；但一個人不知道牛頓、愛因斯坦的理論，卻被看作沒有文化。”

物理學的美是簡潔的、深邃的、含蓄的，它的美表現在基本物理規律的簡潔和普適性。物質世界的真與美從來就是統一的。物理學家常常把美學原則應用于真理的探索過程中，整部物理學發展史都體現著物理學家對簡單性、對稱性以及和諧性的美學追求，他們所有的發現和發明，也都無一例外地、深刻詮釋著物理學美的特質。物理學家們對宇宙規律所呈現的簡單性、對稱性以及和諧性，具有強烈的美學信念。

四、新課程理念下將物理學史融入物理教學中，可以激發學生的興趣，有利于學生的“終身學習”

傳統教學重視知識的傳遞，卻往往忽視了學習欲望的培養，導致學習后續動力不足，不利于學生的“終身學習”。物理學史恰可以彌補其不足。根據馬斯諾的“需要層次說”，“自我實現的需要”是人最高層次的需要，自我實現者與常人的區別是自我實現者能更經常地產生“高峰體驗”。物理學史中有大量物理學家自我實現的事例，通過介紹這些事例，可以創設具體的情境，使學生分享科學家的“高峰體驗”，激發學生“自我實現”的主觀愿望，潛移默化地使其學習動力得到了加強。

曾經有一次“教育學”的培訓學習，當教師在講“教育”這一概念時，首先從中國幾千年發展史中提出幾個論述教育的觀點，再提出國外發展史中對教育的若干看法，然后從中國的各種觀點中提煉出共性東西，再從國外觀點中提出共性東西，最后合二為一概括出課本中“教育”的概念。這樣的描述，讓人對教育這一概念印象深刻，產生一種進一步研究的愿望。試想如果這節課由教師直接提出教育概念，說出書上有關教育的定義，再找幾條理論來驗證一下，那么對“教育”這一概念是不會有什么印象與感覺的。我們的物理教學也應是這樣，旁征博引，把科學史上每一次發現的歷史背景、社會條件、科技發展等方面做一描述，給學生創設一種情景，讓學生在更為接近客觀事實的研究環境中了解知識、掌握知識，那樣做對提高學生學習興趣，對學生形成正確的科學觀，養成學生良好的科研態度，有著十分重要的意義。

新課程改革賦予物理學史許多新的教育功能，將物理學史和物理背景融入物理教學，是對知識與技能，過程與方法，情感、態度和價值觀的有效整合，有助于學生綜合素質的提高。

參考文獻：

[1]張華，課程與教學論。上海：上海教育出版社，2000.

[2]郭奕玲，沉慧君。物理學史，北京：清華大學出版社，2005.