新課程理念下物理學(xué)史的教育價值

■許文

新課程理念下物理學(xué)史的教育價值

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新課程理念下的三維教學(xué)目標(biāo)的確立是以社會的發(fā)展對人才的整體素質(zhì)要求為根本依據(jù)的，以提高全體受教育者的基礎(chǔ)教育水平為目的的全面發(fā)展教育。它要求受教育者在思想素質(zhì)、文化科學(xué)素質(zhì)、勞動技術(shù)素質(zhì)、身心素質(zhì)及健康個性等方面都得到全面發(fā)展。物理學(xué)史研究了物理學(xué)的發(fā)生、發(fā)展的規(guī)律，說明了物理學(xué)中的概念、定律和理論體系的產(chǎn)生、形成和發(fā)展的辯證思維過程。它蘊(yùn)藏著豐富的物理素質(zhì)教育內(nèi)容，發(fā)掘物理學(xué)史的教育價值的潛能，可以鑄造學(xué)生良好的非智力因素心理品質(zhì)，激發(fā)學(xué)生的愛國主義熱情，形成科學(xué)的思想方法，造就不斷創(chuàng)新的科學(xué)精神，養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度。

一、鑄造良好的非智力因素心理品質(zhì)

新課程理念下的物理教學(xué)，注重培養(yǎng)學(xué)生的非智力因素，鑄造優(yōu)良的心理品質(zhì)。學(xué)習(xí)中良好的非智力因素包括學(xué)習(xí)動機(jī)、學(xué)習(xí)興趣、學(xué)習(xí)方法和克服困難的堅強(qiáng)意志、堅定的信念、良好的情操等。物理教學(xué)可利用物理學(xué)中有關(guān)物理學(xué)史的知識來鑄造學(xué)生良好的非智力因素心理品質(zhì)，主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

1．增強(qiáng)學(xué)習(xí)動機(jī)。學(xué)習(xí)動機(jī)可分為長遠(yuǎn)的間接動機(jī)和短近的直接動機(jī)。長遠(yuǎn)的動機(jī)與社會意義關(guān)聯(lián)，是社會要求在人們頭腦中的反映。教學(xué)中我們可以利用物理學(xué)家的一些典型事跡，來培養(yǎng)和增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的長遠(yuǎn)動機(jī)。如法拉第為實現(xiàn)“磁向電的轉(zhuǎn)化”而艱苦探索十余年；焦耳為測定熱功當(dāng)量進(jìn)行了四百多次實驗，歷盡二十多年；卡文迪許將自己一身獻(xiàn)給科學(xué)事業(yè)，埋頭實驗室工作長達(dá)五十年之久等事跡。這些事例可以激發(fā)學(xué)生向這些科學(xué)家們學(xué)習(xí)，增強(qiáng)他們學(xué)習(xí)的內(nèi)在動機(jī)，為科學(xué)的發(fā)展和人類社會的進(jìn)步作出貢獻(xiàn)。

2．提高學(xué)習(xí)興趣。愛因斯坦說過：“興趣是打開科學(xué)大門的導(dǎo)師?！敝挥袑W(xué)生對學(xué)習(xí)產(chǎn)生了濃厚的興趣，并使興趣由外部向內(nèi)部轉(zhuǎn)化，才能產(chǎn)生學(xué)習(xí)熱情和內(nèi)在動機(jī)。但學(xué)習(xí)興趣不是天賦的，是可以培養(yǎng)和提高的。我們在教學(xué)中應(yīng)根據(jù)青少年的心理特征，善于不失時機(jī)地結(jié)合具體的學(xué)習(xí)內(nèi)容，講些趣味性的小故事，介紹物理學(xué)史中的有關(guān)名人和事。如學(xué)習(xí)“壓強(qiáng)”時介紹帕斯卡裂桶實驗和馬德堡半球?qū)嶒灥?，這不僅可以創(chuàng)造輕松愉快的教學(xué)環(huán)境，找到學(xué)習(xí)的興奮點(diǎn)，形成持續(xù)的濃厚的學(xué)習(xí)興趣，還可活躍學(xué)生思維，提高學(xué)習(xí)效率。

3．造就優(yōu)良心理品質(zhì)。作為物理教師，我們可以充分利用物理學(xué)史中這方面的大量素材來教育學(xué)生，提高他們科學(xué)的人生觀、價值觀、改變他們?nèi)松膬r值取向，培養(yǎng)他們科學(xué)的信念、堅定的意志，鑄造他們優(yōu)良的心理品質(zhì)。如牛頓在晚年時做過許多光學(xué)實驗，但他始終認(rèn)為他做得還不夠充分，對光的本質(zhì)只提出了一些問題和假設(shè)，他希望“留給那些認(rèn)為值得努力去把這個假設(shè)應(yīng)用于解釋各種現(xiàn)象的人們自己去思考”，教育學(xué)生學(xué)習(xí)牛頓這種永無止境、不斷探索的科學(xué)精神；惠更斯對“泊松亮斑”的尋找，一定會激勵學(xué)生敢于面對挫折，在逆境中奮發(fā)向上；倫琴對x射線的發(fā)現(xiàn)會啟發(fā)學(xué)生對物理現(xiàn)象的細(xì)致觀察與思考，領(lǐng)悟科學(xué)家們嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度；布魯諾為宣傳哥白尼的“日心說”而受火刑，富蘭克林冒著生命危險的“費(fèi)城實驗”，會使學(xué)生感到堅持真理，探求真理，獻(xiàn)身科學(xué)的那種執(zhí)著精神……這些具體生動的事例，一定會對學(xué)生起到潛移默化的作用，陶冶學(xué)生的情操，美化學(xué)生的心靈，促進(jìn)他們優(yōu)良的心理品質(zhì)的同化與順應(yīng)。

二、形成科學(xué)的研究方法

在物理教學(xué)中，我們對學(xué)生進(jìn)行這方面的史學(xué)教育，將有助于學(xué)生形成科學(xué)的思想方法和研究方法，促進(jìn)知識與方法的正向遷移，優(yōu)化認(rèn)知結(jié)構(gòu)，并形成一定的創(chuàng)造思維能力。這是素質(zhì)教育中最關(guān)鍵、最主要的方面。

物理學(xué)的思想方法主要有質(zhì)疑與釋疑、假設(shè)與驗證、唯象與機(jī)理等。物理學(xué)的研究方法有觀察、實驗、抽象、邏輯、想象等。讓學(xué)生了解物理概念的建立是人們?yōu)榱苏J(rèn)識和研究的需要，對感性材料進(jìn)行比較、抽象、概括而形成的理性認(rèn)識。如“磁通量”概念的形成，其中便蘊(yùn)含了物理學(xué)家們的各種思想和研究方法。有創(chuàng)見的科學(xué)概念的提出，對物理學(xué)的建立和技術(shù)的發(fā)展有著十分重要的意義。伽利略建立的“加速度”的概念，不僅使人們明確了速度與加速度這兩個長期混淆的問題，同時也為動力學(xué)理論的建立奠定了基礎(chǔ)；愛因斯坦提出的“受激輻射”的概念，導(dǎo)致激光器的問世，使激光技術(shù)飛躍發(fā)展。物理學(xué)中許多規(guī)律的發(fā)現(xiàn)，一般都經(jīng)歷了這樣的過程：問題→觀察實驗（或假說）→歸納、演繹（或?qū)嶒烌炞C）→物理規(guī)律。如伽利略對“自由落體運(yùn)動”規(guī)律的研究，首先通過落體的佯謬思想進(jìn)行實驗，否定了亞里士多德關(guān)于物體越重下落越快的錯誤結(jié)論，然后運(yùn)用數(shù)學(xué)工具得出初速為零的勻加速運(yùn)動的位移s與時間t的關(guān)系滿足“s/t2=常量”這個規(guī)律，進(jìn)而用斜槽實驗驗證物體從光滑斜面由靜止下滑符合這個規(guī)律，最后將斜槽實驗的結(jié)果推廣到斜槽傾角為90°時這個結(jié)論仍成立，得出“自由落體運(yùn)動是初速度為零的勻加速直線運(yùn)動”這個結(jié)論。如果我們在“自由落體運(yùn)動”這節(jié)內(nèi)容的教學(xué)中，順著上面的這條思路來研究自由落體運(yùn)動規(guī)律，無疑將會促進(jìn)學(xué)生科學(xué)思想和研究方法的形成，同時也會點(diǎn)燃學(xué)生的創(chuàng)造性思維火花，提高創(chuàng)造思維能力。

三、培養(yǎng)辯證唯物主義觀點(diǎn)

物理學(xué)史本身就是一部唯物主義與唯心主義斗爭的歷史。從它的發(fā)展過程來看，人們對組成物理學(xué)概念的形成、規(guī)律的認(rèn)識和理論的建立是在生產(chǎn)實踐和科學(xué)實驗中逐漸形成和發(fā)展起來的。物理學(xué)的發(fā)展也是一個繼承與突破交互作用的辯證過程，其中蘊(yùn)含豐富的辯證唯物主義觀點(diǎn)。

1．對立統(tǒng)一觀點(diǎn)。對立統(tǒng)一是宇宙間萬物發(fā)展變化過程中所遵循的根本規(guī)律，這一規(guī)律揭示了事物內(nèi)部所固有的雙方矛盾運(yùn)動，既對立又統(tǒng)一。如光的本性波粒二象性，實質(zhì)上體現(xiàn)的是矛盾的統(tǒng)一性。對光的本性的認(rèn)識過程也就是矛盾的運(yùn)動過程。

2．主要矛盾與次要矛盾觀點(diǎn)。構(gòu)成一定的物理現(xiàn)象和物理過程的因素往往會很多，其中起主要作用的因素是主要矛盾，起次要作用的因素是次要矛盾。在研究問題時，需要先摒棄無關(guān)因素，暫時拋開次要矛盾，集中精力抓主要矛盾。如理想物理模型的建立，萬有引力定律的建立等。

3．內(nèi)因與外因的觀點(diǎn)。事物的發(fā)展都有著內(nèi)因與外因，且外因通過內(nèi)因而起作用。如牛頓第二定律揭示了物體運(yùn)動快慢的內(nèi)因與外因；歐姆定律揭示了決定金屬或電解液導(dǎo)電時電流大小的內(nèi)外因。

4．量變與質(zhì)變觀點(diǎn)。事物的發(fā)展首先表現(xiàn)為數(shù)量的變化，數(shù)量的積累，當(dāng)量積累到一定程度時就會產(chǎn)生一個質(zhì)的飛躍。如凸透鏡成像時的各種情況，全反射現(xiàn)象的發(fā)生，光通過小孔直線傳播產(chǎn)生小孔成像，如果小孔減小到一定程度時光就會偏離直線傳播，發(fā)生小孔衍射現(xiàn)象。

5．否定之否定觀點(diǎn)。物理學(xué)中每一個重要突破都是以積累和繼承為前提的，同時又包含著對舊觀念和舊理論的批判與揚(yáng)棄。如人們對光的本性的認(rèn)識就經(jīng)歷了一個曲折發(fā)展，螺旋上升的過程；人們對原子結(jié)構(gòu)的認(rèn)識，就是幾代科學(xué)家以前人的研究成果為基礎(chǔ)，進(jìn)行否定之否定，不斷地修正和補(bǔ)充的結(jié)果，也是集體智慧的結(jié)晶，其中包含著敢于否定自我和不斷創(chuàng)新的精神。

教學(xué)中我們可以結(jié)合有關(guān)物理學(xué)史，向?qū)W生滲透辯證唯物主義思想，有助于培養(yǎng)學(xué)生辯證唯物主義世界觀，學(xué)會用辯證唯物主義觀點(diǎn)去分析和處理問題，把他們塑造成為一個自覺的辯證唯物主義者，從而達(dá)到全面提高學(xué)生素質(zhì)的目的。

物理教師要重視和發(fā)掘物理學(xué)史的素質(zhì)教育價值功能，合理地實施物理學(xué)史教育。在教學(xué)形式上，除了課堂教學(xué)中結(jié)合具體的學(xué)習(xí)內(nèi)容實施物理學(xué)史教育外，此外還可以進(jìn)行物理學(xué)史專題講座，組織學(xué)生課外參觀、演講、舉辦物理學(xué)史小刊物和物理學(xué)史知識競賽等多種方式。在教學(xué)手段上，可充分利用現(xiàn)代教學(xué)媒體如錄相、電影、電腦、網(wǎng)絡(luò)等。對學(xué)生進(jìn)行物理學(xué)史教育，可提高學(xué)生的整體綜合素質(zhì)，以適應(yīng)未來社會對高素質(zhì)人才的挑戰(zhàn)。

（作者單位：華中科技大學(xué)附屬中學(xué)）

責(zé)任編輯 王愛民