整合物理學史強化情感教育お

黃芳琳

高中物理課程中適當地進行學史內容教學，讓學生從學史文化中汲取養分，從中感悟物理學家的獻身精神和創新意識，從而以物理學史為載體對學生實施情感教育，對我們的教學工作有著建設性的意義.教師在此過程的首要任務就是要對與高中物理相關的學史內容進行選擇和整合.

1物理學史內容的選擇

物理學史有著龐大的內容體系，那么哪些內容才是高中物理教學所需要的呢？筆者認為以下兩點需要教師進行針對性選擇.

1.1物理對社會進步的影響

物理學的發展歷程也正是人類社會不斷變革進步的過程.瓦特改進蒸汽機推動著工業革命的興起，熱力學的研究加速了工業化社會的到來，電磁理論的蓬勃發展給人類社會帶來極其深遠的影響，近代物理的發展特別是原子物理和航天科技等領域的成就推動了社會發生著更深層次的變革.

高中生通過學習物理學史，能夠看到人類探索自然世界的歷程，同時人類的發現、創新和變革也最大程度地促進著文明的繁榮和社會的進步.在此基礎上，學生會產生崇敬科學、堅持真理、勇于探究的科學情感，并能由衷地產生對科學理論的敬畏之心和對物理學家的敬仰之情.

1.2物理學家和他們的成就

分析整個人類科技發展史，很多重大發現和技術革新都是誕生于才華橫溢的科學家具有創造性的工作之中.物理學的發展也不以外，而物理學史不僅記載著物理學家的個人成就，也記載著一個個充分智慧團隊的卓越功績.

例1卡文迪許實驗室就是無數物理學家心中的“麥加圣地”，在那里產生了近30個的諾貝爾獎獲得者；貝爾實驗室至今總計產生了兩萬六千多項專利，平均每天就有一項專利產生，其中有聲電影、晶體管、激光、可視電話、計算機等等，都是具有劃時代意義的發明，在那里每年會發表上以千計的科技論文，造就一大批在各領域都堪稱尖端的科學家.

物理學的發展和突破既有偶然性，也有必然性.科學家彼此合作，又相互競爭，他們以特殊的協作方式引領著一個又一個輝煌成就的誕生.讓學生在學習中感悟這一點，也是對學生一種進行情感教育的滲透，對他們科學素養提升有積極的作用.

2物理學史與情感教育的整合

物理學史的內容自稱體系，而高中物理的情感教育也有自身獨特的內涵，如何將二者整合起來呢？筆者認為以下幾點是教學過程中值得實踐和推廣的.

2.1通過物理學史的介紹來強化學生的興趣和信心

物理知識的探索和發展是一個充滿理性而又講究嚴謹的過程，但是這并不意味著物理學史就是如白開水般清淡無味的流水賬記錄，事實上物理學史上也有很多有趣的事情能夠讓學生為之而興奮.

例2“泊松亮斑”的發現就是一個具有反轉色彩的歷史事件.

光的本性是什么？在人們圍繞“波動說”和“微粒說”爭執不休之時，法國學術界進行了一項學術競賽，讓兩個學說的支持者各自進行證明.“微粒說”的支持者泊松，是一個數學家，他以反證法的思路來處理問題，他從“波動說”代表人物菲涅爾的相關理論出發得出一個在當時看來很是荒謬的結論——對應一定波長的光，在其傳播方向上放置一圓盤，那么在其陰影的中央會出現一個亮斑，這與光的直線傳播有著明顯的沖突，泊松也理所當然地認為他找到駁斥“波動說的有力證據”.偏偏按照他的思路，物理學家阿拉果通過實驗看到這個陰影中央的亮斑，泊松的計算和推理反而成為“波動說”的直接證明.這一戲劇化的歷史事件能激起學生無窮的興趣.

例3永動機制作的失敗帶來了意想不到的成果.

正如煉金術的失敗推進了化學的發展一樣，對永動機原理的追尋也成就了一大批物理學家，像焦耳、亥姆霍茨就是他們中的佼佼者，他們在探索失敗后，能快速冷靜下來，勇于用科學的目光審視自己的失敗，從而誕生了能量守恒定律等基本物理原理.馮端教授曾經說過：我們在緬懷載入史冊的物理學家之時，也要建造一座無名紀念碑，再寫上碑文：“紀念那些為設計永動機而不懈努力卻又遭受失敗的人”，因為正是這些科學先驅的付出，他們在探索規律時做出了各種假設，雖然這些假設最終都是錯誤的，但是正是前人的嘗試才引導后人改變了思維方式和探索方向，從而引領了物理研究的進步.

物理學史上記載了物理學家探索自然規律曲折而又讓人興奮的過程，高中物理教學中，學生通過對物理學史的學習，重新回顧相應規律的發現過程，并從中體驗到探索物理的成功和樂趣.

2.2通過物理學史對學生的科學態度和科學精神進行培養

物理學史中記載著物理學家不畏艱辛，敢于挑戰權威的探索過程，這些材料都是對學生進行情感教育的重要素材，有助于培養學生的科學態度和科學精神.

例4從伽利略的生平來認識科學和社會.

伽利略被譽為“現代科學之父”，正是他的論著《關于托勒密和哥白尼兩大世界體系的對話》確立了日心說的地位，摧毀了教會教義的根基，因此這本巨著很快就成為了禁書.但是伽利略不畏強權，依然堅持對真理的追求，繼續在自由落體運動等方面取得了重大成就，并在1628年繼續發表他的著作《關于兩門新科學的對話與數學證明對話集》.

例5法拉第和麥克斯韋的學術傳承.

法拉第是自學成才的典范，年幼時期的他沒有接受過系統化的教育，但是這并不妨礙他用理性、嚴謹而又智慧的思維來研究物理.他不僅發現了電磁感應現象，更重要的是他還提出了“場”和“力線”等概念，這些概念也是法拉第為了彌補自身數學能力的缺乏，另辟蹊徑而提出來的.麥克斯韋在研究相關理論的時候，看出其中的玄機，并致力于用自己的數學才華來完善相關理論，最終成就了一番事業.

榜樣效應有著無窮的力量，學生在物理學史的學習中重溫先賢敢于質疑、堅持真理的事跡，為學生形成正確的科學思維打下堅實的基礎.

2.3通過物理學習培養學生克服困難、不屈不撓的科學意志

物理學家在探索真理的過程中會經歷很多艱難險阻，他們以頑強的意志堅持下來，不屈不撓地堅持下去，最終取得成功，這對學生來講有著非常重要的啟發意義.

例6密立根對光電效應方程的驗證.

愛因斯坦將普朗克的量子理論運用于光電效應的解釋，得出了光電效應方程，而其正確性的檢驗是由密立根來完成的.具有戲劇性的事實在于，當初密立根并不贊同愛因斯坦的理論，他后來回憶道：“ 從1907年開始，通過長達十多年的實驗研究，最終的結果與我的預想截然[JP2]相反，實驗結果成為了愛因斯坦方程正確性的驗證證據.”

例7愛因斯坦和量子理論.

作為物理發展史上最卓越的科學家之一，愛因斯坦的最重要成就在于相對論領域，但是他在量子理論方法所投入的精力更多.即使如此，他在晚年也有過這樣的回憶：“我經歷了長達50多年的精心思考，卻從未明確光量子是什么.”然而，越是困難、越是具有挑戰的問題，就越能激起人類的好奇心.

物理學的發展之路充滿曲折，對未知世界的探索不可能是一帆風順，需要研究者具備頑強的意志，甚至還需要他們具備為科學獻身的意識.物理學家永不放棄、勇于奉獻的精神有助于幫助學生形成正確的科學觀和價值觀.

2.4通過物理學史來幫助學生培養唯物主義世界觀，并形成物理美學鑒賞力

物理學的發展需要學者用物理的視角來認識和理解世界，同時物理學本身特有的美觀也為研究者的探索和發現指明了道路，這一些都是學生在學習物理學史時必須關注到的內容.

例8感悟物理學特有的美感.

物理學有著這樣的美學特征：簡潔性、和諧性、普適性和統一性.為數不多的幾項規律就覆蓋了自然界的一切特征，幾條簡單的公式就完成了對世界的描述，這都體現了客觀世界和諧與統一之美.牛頓運動定律、萬有引力定律、相對論原理等等都以其簡潔性與普適性給人一種特殊的美學享受，啟發著人們的靈感產生和智慧發展，從而去創造更加美妙的世界.

例9統一性對物理學發展的作用.

法拉第之所以能發現電磁感應定律，就因為他始終堅信自然萬物是普遍聯系的，各類自然力都是統一的、不可摧毀的、能夠發生轉化的.在類似理論的引領下，當代科學家一直在探索自然界不同作用間的統一性原理.

物理學的各項理論的發展離不開方法論的指導，教師在教學中，借助物理學史等材料向學生傳遞唯物主義認識論以及物理美學觀點有助于學生認識能力的提升.