將物理學(xué)史融入物理教學(xué)

陳勝鴻

摘要在中學(xué)物理教學(xué)中適當(dāng)補(bǔ)充物理學(xué)史，可以有效地促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展，更可以對(duì)培養(yǎng)學(xué)生形成積極的科學(xué)態(tài)度和正確的世界觀。結(jié)合物理學(xué)史進(jìn)行高中物理教學(xué)，不僅有利于學(xué)生認(rèn)識(shí)掌握書本中的物理知識(shí)，也有助于提高學(xué)生對(duì)物理學(xué)習(xí)的興趣，有助于培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神，同時(shí)也能夠通過中國物理學(xué)史對(duì)學(xué)生進(jìn)行愛國主義思想教育。

關(guān)鍵詞物理教學(xué)學(xué)習(xí)興趣思維能力思想教育

中圖分類號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

在今年年初，《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要》工作小組辦公室在新聞發(fā)布會(huì)上對(duì)“高中取消文理分科的必要性和可行性”公開征求意見，引發(fā)社會(huì)廣泛熱議。這個(gè)提議主要是針對(duì)現(xiàn)在高中學(xué)生知識(shí)結(jié)構(gòu)存在缺憾的現(xiàn)狀，理科班學(xué)生不學(xué)政史地等知識(shí)，而文科生不懂理化生，希望通過改革促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展。是否應(yīng)該取消文理分科目前仍然沒有定論，但有一種思想是無需置疑的：理科生也不能輕視人文思想的培養(yǎng)。因此，就高中物理學(xué)科而言，學(xué)生不應(yīng)該單純局限于理解物理概念和提高物理解題能力，教師應(yīng)該適當(dāng)?shù)卦诟咧形锢斫虒W(xué)中融入其他人文學(xué)科的知識(shí)，促進(jìn)學(xué)生多方面發(fā)展。怎樣才能在高中物理教學(xué)中既很好地完成教學(xué)任務(wù)，又使學(xué)生在學(xué)習(xí)中人文素質(zhì)得到提高呢？利用物理學(xué)史的知識(shí)，挖掘物理學(xué)史的教育價(jià)值，是達(dá)到上述目的的行之有效的辦法之一。

1 結(jié)合物理學(xué)史進(jìn)行物理教學(xué)，有助于提高學(xué)生對(duì)物理學(xué)習(xí)的興趣

“興趣是最好的老師”，高中物理知識(shí)比較抽象，需要學(xué)生有較強(qiáng)的空間想象能力和抽象思維能力，對(duì)物理過程的理解能力要求較高，而且高中物理相對(duì)于初中物理難度跨度比較大，因此一部分學(xué)生也在初中升入高中后物理成績有一定的退步。所以，如果在教學(xué)中仍然只是對(duì)課本知識(shí)的簡單敘述，會(huì)使得學(xué)生感覺晦澀難懂從而對(duì)物理學(xué)習(xí)信心不足。如果在物理教學(xué)中引入物理史料，會(huì)使得原本枯燥的物理知識(shí)變得生動(dòng)有趣。

例如對(duì)于萬有引力定律，許多人在高中畢業(yè)多年后仍然能夠清晰地記著，主要便是因?yàn)樵谌f有引力定律中“蘋果落地”的故事。這就體現(xiàn)了物理史料對(duì)于知識(shí)認(rèn)知和記憶的重要作用。因此在高中物理必修2的萬有引力定律教學(xué)中，筆者也插入了一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)“牛頓與蘋果”。由于學(xué)生在初中學(xué)習(xí)中已經(jīng)聽過這個(gè)故事了，便請(qǐng)一位學(xué)生先把他所知道的故事講給大家聽，在學(xué)生聽完后提出了這樣一個(gè)問題：你認(rèn)為這個(gè)故事是真的嗎？讓學(xué)生討論并發(fā)表自己的看法。最后將物理事實(shí)告訴學(xué)生：實(shí)際上牛頓從來都沒有在他的任何著作上提及蘋果落在了他的頭上，這段故事主要是當(dāng)時(shí)著名的哲學(xué)家伏爾泰提出的，而伏爾泰并沒有見過牛頓，這個(gè)故事的真實(shí)性非常值得驗(yàn)證……這節(jié)課學(xué)生聽得非常認(rèn)真，討論與發(fā)言也非常積極，在輕松活躍的教學(xué)氣氛下，也加強(qiáng)了對(duì)該定律的記憶和理解。

2 結(jié)合物理學(xué)史進(jìn)行物理教學(xué)，有助于培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神

嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真是科學(xué)研究最重要的精神之一，是作為科學(xué)家的基本素質(zhì)。在物理教學(xué)中，教師可以把物理知識(shí)與相應(yīng)的物理史料相結(jié)合，讓學(xué)生隨著科學(xué)家的思維方法和探索過程，體驗(yàn)科學(xué)家不斷從實(shí)驗(yàn)出發(fā)，歸納總結(jié)規(guī)律，再從實(shí)驗(yàn)中檢測(cè)和證實(shí)，不斷去糾正和完善理論體系，使得物理學(xué)不斷發(fā)展的過程。學(xué)生可以從中體會(huì)到科學(xué)家嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)的態(tài)度，實(shí)事求是的精神，以及追求真理的勇氣和恒心。

如在對(duì)天體運(yùn)動(dòng)的教學(xué)中，可以將天文學(xué)發(fā)展的物理史料告訴學(xué)生，讓學(xué)生體會(huì)物理學(xué)家科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度以及對(duì)真理的不懈追求。16世紀(jì)丹麥天文學(xué)家第谷經(jīng)過幾十年對(duì)天體運(yùn)動(dòng)的觀察，留下了大量的數(shù)據(jù)。后來，他的學(xué)生開普勒在老師的基礎(chǔ)上繼續(xù)研究。比起第谷，開普勒有著更強(qiáng)大的數(shù)學(xué)能力，他在應(yīng)用行星饒?zhí)栕鰣A周運(yùn)動(dòng)的模型描述火星的運(yùn)動(dòng)時(shí)，發(fā)現(xiàn)與他的老師對(duì)火星運(yùn)行軌道的觀測(cè)值有8的誤差。正是開普勒對(duì)著這8誤差的反復(fù)核算，才使得他發(fā)現(xiàn)了著名的開普勒天文學(xué)三大定理。

我們?cè)趪@服科學(xué)家的嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真、一絲不茍的同時(shí)，也號(hào)召學(xué)生學(xué)習(xí)這種精神和態(tài)度，用這種理念來指導(dǎo)我們的生活和工作。

3 結(jié)合中國物理學(xué)史進(jìn)行物理教學(xué)，有助于對(duì)學(xué)生進(jìn)行愛國主義思想教育

據(jù)大致的統(tǒng)計(jì)，高中教科書中提及的物理史料不算少，但其中涉及的物理學(xué)史取材大部分都為外國科學(xué)家的歷史事實(shí)，而很少提及中國物理學(xué)史，使得學(xué)生造成一個(gè)錯(cuò)覺就是中國的物理學(xué)發(fā)展與國外相比有很大的差距。實(shí)際上，我國作為世界四大文明古國之一，物理學(xué)在中國有著悠久的歷史。我國的物理學(xué)在春秋戰(zhàn)國時(shí)期形成，代表人物是墨翟和他的弟子。從秦漢到隋唐是我們古代物理學(xué)發(fā)展時(shí)期。到宋元時(shí)期達(dá)到了我國物理學(xué)的鼎盛時(shí)期，其中代表人物就是沈括。只是后來到了明、清時(shí)代，由于閉關(guān)鎖國的消極落后思想，才造成了我國古代物理學(xué)逐漸走向衰落，與西方近代物理學(xué)相比，處于相對(duì)落后的階段。到了近代，我國的物理學(xué)又有了新的發(fā)展，涌現(xiàn)了吳有訓(xùn)、王淦昌、錢學(xué)森等在國際上均有一定影響的科學(xué)家。

利用中國物理學(xué)史，在輔助教學(xué)的同時(shí)，可以培養(yǎng)學(xué)生的民族自豪感和自信心。

以北宋科學(xué)家沈括的著作《夢(mèng)溪筆談》為例，《夢(mèng)溪筆談》一書記載了古代勞動(dòng)人民在科學(xué)技術(shù)方面的卓越貢獻(xiàn)和沈括自己的研究成果，內(nèi)容涉及了天文、歷法、氣象等諸多領(lǐng)域。書中大部分的篇幅是記載自然科學(xué)知識(shí)，而且不少科技知識(shí)都具有極高的價(jià)值，在當(dāng)時(shí)世界也是處于領(lǐng)先的地位。如《夢(mèng)溪筆談》上指出了“方家以磁石磨針鋒，則能指南，然常微偏東，不全南也?！闭f明沈括已經(jīng)在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)了磁偏角。西方一般都認(rèn)為是哥倫布在1492年遠(yuǎn)渡大西洋時(shí)首先觀測(cè)到磁偏角，實(shí)際上沈括的發(fā)現(xiàn)要比哥倫布早400多年。

教師在中學(xué)物理的教學(xué)過程中，應(yīng)該讓學(xué)生對(duì)我國的物理學(xué)史有一定的認(rèn)識(shí)，使學(xué)生了解我們古今科學(xué)家在世界物理學(xué)史上的貢獻(xiàn)，辯證地看待我國物理學(xué)發(fā)展的先進(jìn)之處和不足。這樣才能讓學(xué)生以更正確的態(tài)度，更充分的信心去認(rèn)識(shí)科學(xué)，研究科學(xué)。

總之，教師在中學(xué)物理教學(xué)過程中，應(yīng)該適當(dāng)?shù)匮a(bǔ)充物理學(xué)史，在幫助學(xué)生形成知識(shí)體系的同時(shí)，挖掘物理學(xué)史的教育價(jià)值。這樣不僅有利于提高學(xué)生的科學(xué)文化水平，對(duì)學(xué)生的科學(xué)世界觀的形成也有著深遠(yuǎn)的影響。