如何提升物理學(xué)史教育的效能＊①

陳海濤

（蘇州工業(yè)園區(qū)星海實(shí)驗(yàn)中學(xué) 江蘇 蘇州 215021）

培根曾說(shuō)過(guò)，“讀史可以使人明智”.隨著我國(guó)基礎(chǔ)教育改革的深入和推進(jìn)，越來(lái)越多的教師也意識(shí)到物理學(xué)史教育的重要性.物理學(xué)史好比一塊蘊(yùn)藏著巨大財(cái)富的寶地，既包含著豐富的物理知識(shí)、科學(xué)方法、物理思想，又雪藏著物理學(xué)的神奇之美、科學(xué)家的探索精神……如果能開(kāi)發(fā)和利用好物理學(xué)史，發(fā)掘出這塊“寶地”中的財(cái)富，必將對(duì)提升中學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和人文素養(yǎng)大有裨益.但是，目前的中學(xué)物理學(xué)史教育現(xiàn)狀卻并不樂(lè)觀，因此，如何提升物理學(xué)史教育的效能，是一個(gè)值得我們認(rèn)真反思和探討的課題.

1 中學(xué)物理學(xué)史教育的現(xiàn)狀反思

1.1 關(guān)于中學(xué)物理課程的反思

對(duì)于中學(xué)物理課程，近幾十年來(lái)處于不停的變更或修訂中，但是總體來(lái)說(shuō)編者對(duì)物理學(xué)史的教育都給予了一定程度的重視，同時(shí)也在嘗試著以豐富多彩的形式展示物理學(xué)史.中學(xué)物理課程中引入的物理學(xué)史內(nèi)容大致分以下幾類：

（1）科學(xué)家的生平；

（2）科學(xué)方法的介紹；

（3）重要實(shí)驗(yàn)、規(guī)律、概念發(fā)現(xiàn)的過(guò)程及產(chǎn)生的歷史背景；

（4）學(xué)派、假說(shuō)間的爭(zhēng)議；

（5）我國(guó)古代的科學(xué)技術(shù)與物理文化.

縱向來(lái)看，課程中物理學(xué)史的內(nèi)容呈現(xiàn)增加的態(tài)勢(shì)，物理學(xué)史的呈現(xiàn)形式也進(jìn)行了創(chuàng)新.教師的教輔用書中也有不少關(guān)于物理學(xué)史的內(nèi)容，初、高中的《課程標(biāo)準(zhǔn)》中也對(duì)物理學(xué)史的教育提出了少許要求.這些都為教師進(jìn)行物理學(xué)史教育提供了必要的指導(dǎo)和幫助.但是，總的來(lái)說(shuō)，筆者認(rèn)為，物理學(xué)史內(nèi)容所占比重還較低；課程中部分物理學(xué)史的趣味性不強(qiáng)、感染力不佳；敢于把物理學(xué)史作為正式教學(xué)內(nèi)容的嘗試還很少，在這方面開(kāi)展的研究也偏少；對(duì)于科學(xué)方法和科學(xué)精神的體現(xiàn)也單調(diào)、欠缺，物理學(xué)史教育中的人文內(nèi)涵體現(xiàn)很少.另外，還缺少物理學(xué)史的輔助課程或課外讀本，缺少對(duì)于物理學(xué)史教育的系統(tǒng)評(píng)價(jià).

1.2 關(guān)于教師對(duì)待物理學(xué)史教育的反思

作為一直工作在教學(xué)第一線的教師，筆者通過(guò)多年的觀察和調(diào)查發(fā)現(xiàn)，雖然有部分教師對(duì)物理學(xué)史教育比較重視，但是更多的教師由于對(duì)物理學(xué)史認(rèn)識(shí)的不足，在他們的教學(xué)中，物理學(xué)史教育基本上是處于“配角”中的“配角”，很多時(shí)候物理學(xué)史教育處于可有可無(wú)的狀態(tài)，甚至是“真空”狀態(tài).

之所以出現(xiàn)這種狀況，也不能完全怪教師無(wú)心，其實(shí)這與國(guó)家基礎(chǔ)教育的發(fā)展是分不開(kāi)的.眾所周知，我國(guó)還處于發(fā)展中，基礎(chǔ)教育正在由“應(yīng)試教育”掙扎著向“素質(zhì)教育”過(guò)渡，目前的基礎(chǔ)教育還沒(méi)有從中考、高考指揮棒的影響中擺脫出來(lái)，社會(huì)、家長(zhǎng)、學(xué)校對(duì)教師的評(píng)價(jià)仍未走出“以考試升學(xué)率定優(yōu)劣”的怪圈.基于這種大氣候和價(jià)值觀，使得很多教師自然而然地按照知識(shí)內(nèi)容編排講授的簡(jiǎn)捷方式和程序，“高效”地向?qū)W生傳授已有的物理知識(shí)，教給學(xué)生現(xiàn)成的物理方法，以近乎“純粹的”形式展現(xiàn)出人類科學(xué)認(rèn)識(shí)的“終極”成果，完全忽略了物理知識(shí)和方法的產(chǎn)生、由來(lái)等史學(xué)過(guò)程.在現(xiàn)實(shí)中，不少教師已經(jīng)形成了認(rèn)識(shí)的誤區(qū)，認(rèn)為這樣做有利于縮短學(xué)生的認(rèn)識(shí)過(guò)程和提高教學(xué)效率，學(xué)生在考試中可能會(huì)取得較好的成績(jī).

在中學(xué)教學(xué)評(píng)價(jià)體系中對(duì)物理學(xué)史教育有失偏頗，應(yīng)該說(shuō)這是直接導(dǎo)致上述狀況的主要推手.

1.3 關(guān)于學(xué)生看待物理學(xué)史教育的反思

文獻(xiàn)［1］指出，通過(guò)對(duì)中學(xué)生進(jìn)行問(wèn)卷調(diào)查發(fā)現(xiàn)，學(xué)生對(duì)物理學(xué)史內(nèi)容較感興趣；大多數(shù)學(xué)生認(rèn)為，物理學(xué)史對(duì)他們的非智力因素的培養(yǎng)是有幫助的，但由于教師及教材的原因，對(duì)于物理學(xué)史教育能產(chǎn)生的多種積極影響存在認(rèn)識(shí)不足；大多數(shù)學(xué)生對(duì)科學(xué)家敬而遠(yuǎn)之，認(rèn)為“圣人”的成就、品德與精神可望不可及.由此可見(jiàn)，學(xué)生還是歡迎物理學(xué)史教育的，這為開(kāi)展物理學(xué)史教育提供了必要支撐；“大多數(shù)學(xué)生對(duì)科學(xué)家敬而遠(yuǎn)之”，卻又表明對(duì)物理學(xué)史教育還有些膚淺，沒(méi)有藉此激發(fā)出大多數(shù)學(xué)生成長(zhǎng)的斗志.

總之，筆者覺(jué)得我國(guó)教育界對(duì)中學(xué)物理學(xué)史的教育價(jià)值及定位還需要進(jìn)行全方位的論證和定位，教師、學(xué)生的物理學(xué)史意識(shí)和素養(yǎng)也都有待提高，物理學(xué)史的教學(xué)策略還不夠完善.如何提升物理學(xué)史教育效能，讓“物理學(xué)史”這塊蘊(yùn)藏著巨大財(cái)富的寶地大發(fā)光芒，更好地哺育下一代，還是一個(gè)亟待破解的難題.

2 提升物理學(xué)史教育效能探討

2.1 充分認(rèn)識(shí)物理學(xué)史的教育功能

物理學(xué)史集中體現(xiàn)了人類探索和逐步認(rèn)識(shí)物理世界的現(xiàn)象、特性、規(guī)律和本質(zhì)的歷程.諸多的物理知識(shí)和理論體系往往都是匯集許多科學(xué)家的研究成果而建立起來(lái)的，常常要經(jīng)過(guò)幾十年，甚至上百年、上千年的努力才能邁出實(shí)質(zhì)性的進(jìn)步.它既包含著認(rèn)識(shí)論和方法論的因素，又包含著探索者的艱辛與悲歡，科學(xué)家對(duì)科學(xué)與世界的認(rèn)識(shí)；同時(shí)又體現(xiàn)著認(rèn)識(shí)過(guò)程、理論與實(shí)踐、繼承與突破、理性與非理性的辯證統(tǒng)一，因而蘊(yùn)藏著豐富的教育元素.

在中學(xué)物理學(xué)史教育的開(kāi)發(fā)方面，筆者通過(guò)檢索發(fā)現(xiàn)，國(guó)內(nèi)已經(jīng)有部分學(xué)者、教師做了一些努力，歸納起來(lái)主要有以下幾類：

（1）通過(guò)物理學(xué)史中大量的趣聞?shì)W事，激發(fā)學(xué)生的好奇心與求知欲，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣；

（2）通過(guò)介紹科學(xué)家的探索過(guò)程，讓學(xué)生了解基本概念、規(guī)律和物理學(xué)發(fā)展歷程；

（3）通過(guò)帶領(lǐng)學(xué)生研讀史料，讓學(xué)生學(xué)習(xí)物理學(xué)史中的科學(xué)方法，并希望培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力，提出問(wèn)題的能力，實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ|(zhì)疑、批判和創(chuàng)新能力；

（4）學(xué)習(xí)中國(guó)古代先人的成就，激發(fā)民族自豪感，進(jìn)行德育滲透，培養(yǎng)學(xué)生的愛(ài)國(guó)主義情操；

（5）引導(dǎo)學(xué)生模仿物理學(xué)家的探索過(guò)程，重現(xiàn)一些簡(jiǎn)單的科學(xué)探究與實(shí)踐，促進(jìn)學(xué)生對(duì)物理學(xué)科本質(zhì)的理解；

（6）借助物理學(xué)史的學(xué)習(xí)，通過(guò)增加情感體驗(yàn)，希望培養(yǎng)學(xué)生敢于堅(jiān)持真理、勇于創(chuàng)新和無(wú)私奉獻(xiàn)的科學(xué)精神.

但是，經(jīng)過(guò)分析、比較，筆者發(fā)現(xiàn)大多數(shù)研究成果在“架構(gòu)”上還不夠完美，有失偏頗.現(xiàn)有的研究成果基本集中在物理學(xué)史的“科學(xué)素養(yǎng)”教育上，對(duì)物理學(xué)史的“人文素養(yǎng)”教育關(guān)注還不夠.我們最好能打破這種“學(xué)科本位”，認(rèn)識(shí)到人的成長(zhǎng)需求是“立體”的，既需要科學(xué)素養(yǎng)的提高，也需要人文素養(yǎng)的潤(rùn)澤.教師在開(kāi)發(fā)物理學(xué)史教育功能時(shí)，最好能居高臨下，先整體認(rèn)清物理學(xué)史的教育功能，把握好“架構(gòu)”，既要考慮物理學(xué)史中蘊(yùn)含的科學(xué)素養(yǎng)教育，又要考慮其中的人文素養(yǎng)教育，同時(shí)還要兼顧其中蘊(yùn)藏的物理之美、物理思想、哲學(xué)思想等諸方面教育.在具體教學(xué)時(shí)，可根據(jù)學(xué)生的情況、教學(xué)內(nèi)容的特點(diǎn)，靈活開(kāi)展物理學(xué)史教育.

對(duì)于同樣的物理學(xué)史料，教師如果能整體認(rèn)識(shí)物理學(xué)史的教育功能，在教學(xué)時(shí)思考的維度就會(huì)截然不同.例如，介紹和學(xué)習(xí)愛(ài)因斯坦的相關(guān)史料時(shí)，教師就可以進(jìn)行“立體化”設(shè)計(jì)，除了可以讓學(xué)生學(xué)習(xí)他是怎樣取得各種著名的成就（比如，在1905年尚還年輕的他就提出了狹義相對(duì)論等重要理論，這種神奇本身對(duì)學(xué)生就充滿“誘惑”），學(xué)習(xí)他在科學(xué)方面的執(zhí)著追求（比如，為了驗(yàn)證廣義相對(duì)論的正確性，他費(fèi)盡周折尋找證據(jù)，歷盡艱辛，終于如愿以償），還可以介紹他充滿人文主義的態(tài)度和精神（比如，從人類的良知和社會(huì)責(zé)任感出發(fā)，和原子彈之父奧本海默一起，聯(lián)袂反對(duì)使用原子彈；在美國(guó)他還幫助過(guò)不少受難的人），當(dāng)然也可以兼顧物理美學(xué)等方面的教育（如狹義相對(duì)論，全文字?jǐn)?shù)雖少，但是字字珠璣，相關(guān)公式更是充分體現(xiàn)了物理學(xué)中的“簡(jiǎn)潔美”）.這樣，把“科學(xué)的”和“人文的”揉合在一起教育學(xué)生，可以使其對(duì)相關(guān)的物理學(xué)史認(rèn)識(shí)更全面、更客觀，收獲也更多.在進(jìn)行“立體化”設(shè)計(jì)時(shí)，教師還應(yīng)考慮教學(xué)的對(duì)象，不要讓學(xué)生感覺(jué)物理學(xué)史枯燥或生疏，教師要考慮學(xué)生的最近發(fā)展區(qū).比如，對(duì)愛(ài)因斯坦都不知道的學(xué)生，教師進(jìn)行相關(guān)教學(xué)時(shí)就應(yīng)該做一些必要的介紹和鋪墊，激發(fā)學(xué)生的興趣和崇敬之心，以保證進(jìn)一步教育的質(zhì)量.

2.2 關(guān)于如何提升物理學(xué)史教育效能的探討

在目前的教育現(xiàn)狀下，可以說(shuō)物理學(xué)史的教育效能并不高，還需要大家齊心共建，不斷探索.筆者建議廣大的一線教師或相關(guān)部門應(yīng)該關(guān)注以下幾個(gè)方面.

（1）呼吁完善中學(xué)教學(xué)評(píng)價(jià)體系，適當(dāng)增加對(duì)教師教授物理學(xué)史的評(píng)價(jià)和學(xué)生學(xué)習(xí)物理學(xué)史的評(píng)價(jià).目前可以見(jiàn)到在高考題和中考題中常有涉及物理學(xué)史的試題，但是總體上對(duì)推動(dòng)物理學(xué)史教育的作用還微不足道.

（2）進(jìn)一步優(yōu)化現(xiàn)有課程中的物理學(xué)史，適當(dāng)增加史料的份量，改變目前課程中對(duì)史料平淡的敘述方式，研究如何增加“趣味性”，增加史料的吸引力，更全面地挖掘、釋放物理學(xué)史中蘊(yùn)含的教育功能.

（3）緊貼初、高中教學(xué)內(nèi)容，開(kāi)發(fā)一批物理學(xué)史輔助讀本（包含物理學(xué)史視頻），讓教師和學(xué)生有更多的選擇余地.在輔助讀本中，可大量增加有趣的視頻材料，使學(xué)生看到栩栩如生的物理學(xué)史，必將增加課程的可讀性，而且可以讓學(xué)習(xí)物理學(xué)史融入學(xué)生的課外生活，甚至是學(xué)生的家庭生活，發(fā)揮隱形教育的滴水穿石之效，無(wú)形中會(huì)提升物理學(xué)史的教育效能.目前有好多電視節(jié)目中都有相關(guān)的內(nèi)容，只是缺少必要的加工和整合.

（4）創(chuàng)新物理學(xué)史教育形式，推進(jìn)物理學(xué)史教育發(fā)展.通過(guò)調(diào)查和檢索發(fā)現(xiàn)，目前最常見(jiàn)的物理學(xué)史教學(xué)形式是教師在課堂教學(xué)中穿插講授，或者引導(dǎo)學(xué)生在課外自主閱讀.也有教師嘗試（也許是僅僅限于思考、設(shè)想）對(duì)學(xué)生開(kāi)設(shè)物理學(xué)史專題講座，或者設(shè)問(wèn)題于史料，利用物理學(xué)史編制相應(yīng)的習(xí)題，或者組織學(xué)生開(kāi)展“研究性小課題”活動(dòng)，讓學(xué)生主動(dòng)地習(xí)得方法，或者重現(xiàn)當(dāng)年實(shí)驗(yàn)情景，讓學(xué)生模仿以增加體驗(yàn)，或者利用第二課堂舉辦學(xué)史知識(shí)競(jìng)賽、圖片展覽，舉辦辯論賽等形式激發(fā)學(xué)生興趣.其實(shí)，無(wú)論采用哪種方式，在目前狀況下其積極性都是值得肯定的.

另外，還有很多事情值得大家探索.比如，課程編寫的專家能否考慮一下改進(jìn)課程結(jié)構(gòu)，在物理課本中增加一些物理學(xué)史的教學(xué)專題，保證留有充裕的教學(xué)時(shí)間，讓教師進(jìn)行物理學(xué)史教育；課程標(biāo)準(zhǔn)的制定專家能否在物理學(xué)史的教學(xué)評(píng)價(jià)方面做一下引導(dǎo)，適當(dāng)增加物理學(xué)史評(píng)價(jià)的權(quán)重；有條件的優(yōu)質(zhì)學(xué)校能否激勵(lì)學(xué)生自主搜索、自主學(xué)習(xí)一些物理學(xué)史，并納入教學(xué)計(jì)劃，或自主編寫一些趣味的物理學(xué)史讀本……

不過(guò)，為了提升物理學(xué)史教育效能，筆者建議除了關(guān)注物理學(xué)史教育的“立體化”設(shè)計(jì)，最好能在教學(xué)時(shí)特別關(guān)注一下“趣味性”和“活動(dòng)化”兩大方面.在使用史料進(jìn)行教學(xué)時(shí)，不妨嘗試一下對(duì)史料進(jìn)行“藝術(shù)化”和“情感化”加工，增加物理學(xué)史教學(xué)的“趣味性”及教學(xué)的感染力，勢(shì)必會(huì)提升教育的效能.就拿“物質(zhì)波”的教學(xué)來(lái)說(shuō)，由于大多數(shù)學(xué)生對(duì)“吉尼斯世界紀(jì)錄”很感興趣，筆者在上此課時(shí)，一開(kāi)始就對(duì)學(xué)生設(shè)疑：你們知道嗎？在本節(jié)課里就有三件事可以載入“吉尼斯世界紀(jì)錄”，請(qǐng)大家找找看.學(xué)生面面相覷，不知所云.筆者此時(shí)揭示謎底：德布羅意是第一個(gè)做學(xué)生（博士）時(shí)的研究成果獲得諾貝爾獎(jiǎng)的人，此事堪稱“世界紀(jì)錄”；G·P·湯姆孫因?yàn)槁氏闰?yàn)證了物質(zhì)波的存在而獲得諾貝爾獎(jiǎng)，此事也堪稱“世界紀(jì)錄”；德國(guó)科學(xué)家盧斯卡利用物質(zhì)波的原理制造了實(shí)用的電子顯微鏡，使人們第一次可以看到病毒，此事堪稱“世界紀(jì)錄”也沒(méi)問(wèn)題.可想而知，接下來(lái)的教學(xué)，充滿著學(xué)生的興趣和享受，甚至激發(fā)部分學(xué)生在課外主動(dòng)搜索相關(guān)的史料進(jìn)行閱讀，在物理學(xué)史中浸淫一番.要知道，興趣是最好的老師，教師如果處理恰當(dāng)，必將能激發(fā)出學(xué)生學(xué)習(xí)物理學(xué)史的濃厚興趣.在此基礎(chǔ)上，提升物理學(xué)史的教育效能自然不在話下.

在“趣味性”的基礎(chǔ)上，還要注意調(diào)動(dòng)好學(xué)生的主動(dòng)性.教師不要單調(diào)地講史，不妨多試試把學(xué)生的積極性調(diào)動(dòng)起來(lái)，讓學(xué)生主動(dòng)參與“活動(dòng)”，教學(xué)效果可能會(huì)事半功倍.因?yàn)椴还苁浅踔猩€是高中生，他們都喜歡通過(guò)活動(dòng)進(jìn)行學(xué)習(xí).比如，在學(xué)習(xí)電磁感應(yīng)知識(shí)介紹法拉第的貢獻(xiàn)時(shí)，教師就可以設(shè)問(wèn)題于史料，把靜態(tài)的史料“活動(dòng)化”，可以讓學(xué)生思考如下問(wèn)題（需要課內(nèi)和課外相結(jié)合），即為什么有人美譽(yù)法拉第為“貧民科學(xué)家”？法拉第發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)共經(jīng)歷了多少年？有人說(shuō)法拉第發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)是帶有偶然性的，你怎么看？你能重現(xiàn)并表演一下法拉第發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)時(shí)的情景嗎？這樣處理，讓學(xué)生通過(guò)參與活動(dòng)，既能輕松地體驗(yàn)法拉第的驚人發(fā)現(xiàn)，又能在活動(dòng)中讓學(xué)生感受到一份“厚重”—— 法拉第的科學(xué)素養(yǎng)和人文素養(yǎng)不一般.筆者認(rèn)為，有了“活動(dòng)化”支撐，為物理學(xué)史教育的深入開(kāi)展提供了極大的可能，在活動(dòng)中更容易彰顯物理學(xué)史教育的魅力，更容易吸引年輕人.

3 結(jié)束語(yǔ)

總體來(lái)說(shuō)，目前對(duì)物理學(xué)史教育的研究和論證亟待深入，要開(kāi)展好物理學(xué)史教育，尚需有識(shí)之士悉心耕耘物理學(xué)史這塊“寶地”，認(rèn)真研究和挖掘物理學(xué)史教育的優(yōu)勢(shì)所在，能彰顯出物理學(xué)史教育的魅力，讓廣大師生充分認(rèn)識(shí)物理學(xué)史的教育功能，直至吸引廣大師生浸濡其中，樂(lè)此不疲.當(dāng)然，可能更迫切也更需要的是從制度上進(jìn)行規(guī)范，從評(píng)價(jià)上進(jìn)行引領(lǐng)，從課程上進(jìn)行充實(shí)，從教學(xué)形式上進(jìn)行創(chuàng)新.那么，會(huì)更快地迎來(lái)物理學(xué)史教育的“春天”.

1 蔡志凌.物理學(xué)史教學(xué)的現(xiàn)狀、問(wèn)題與研究對(duì)策.課程·教材·教法，2003（7）：35～38

2 楊小松.中學(xué)物理學(xué)史教育研究述評(píng).物理教學(xué)探討，2011（8）：2～3

3 馮偉.論物理學(xué)史在物理教學(xué)中的作用.文山師范高等專科學(xué)校學(xué)報(bào)，2004（9）：266～269

4 忻永立.物理學(xué)史與中學(xué)物理教學(xué)結(jié)合的教學(xué)模式研究.中國(guó)科教創(chuàng)新導(dǎo)刊，2010（9）：41

5 陸良榮.物理學(xué)史科學(xué)教育功能再認(rèn)識(shí).江蘇教育研究，2012（9）：28～30

6 陳海濤.“情感教學(xué)”兩大策略：以情施教與以教求趣的探討.物理通報(bào)，2012（3）：34～36