探究物理學史在物理教學中的應用

呼和滿都拉 張秀娥 齊磊

摘 要 物理學史是一門研究物理學的理論知識，物理定律的產(chǎn)生和發(fā)展，以及整個物理學發(fā)展的過程的歷史學科。如果能將物理學史這門學科引入到物理學教育之中，將會起到很重要的作用。我們可以通過物理學史了解科學家們的研究經(jīng)歷以及過程，在日常的物理教學中，適當?shù)叵驅W生介紹科學家們的故事，不但可以提高學生的學習興趣，開拓學生的視野。同時還能讓學生體會到科學家們百折不撓、持之以恒的精神和淡泊名利、一心為國的高尚品德。將物理學史引入物理教學不是簡單的講故事，更不是傳統(tǒng)的生搬硬套，怎樣將物理學史的作用發(fā)揮到最大，這是我們接下來要討論的問題。

關鍵詞 物理學史 物理教育 教育意義

中圖分類號：G424文獻標識碼：A

Explore the Application of Physics History in Physics Teaching

Huhe Mandula， ZHANG Xiue， QI Lei

（Department of Physics， Jining Teachers College， Wulanchabu， Inner Mongolia 012000）

Abstract History of Physics is a study of the theoretical knowledge of physics， the laws of physics to produce and develop， as well as the historical development of physics disciplines throughout the process. If you can discipline the history of physics education being introduced into physics will play a very important role. We can understand the experiences and research scientists through the process of the history of physics in daily physical education， and appropriate to introduce students to the story of the scientists， not only can improve the students' interest in learning， to develop students' horizons. Students appreciate the scientists' perseverance， perseverance and fame， as one of the country's noble character. The history of physics Physical education is not simply introducing stories， more than the traditional rote， how to play a role in the history of physics to the maximum， this is an issue we are going to discuss.

Key words history of physics; physical education; educational significance

0 引言

將物理學史引入物理教學中的研究由來已久。國外的很多國家，例如美國在上個世紀就開始了將物理學史引入物理課堂的研究。而我國對這方面的研究起步較晚，了解其他國家的研究成果和過程，可以使我們少走一些彎路，同時也能知道自己的不足之處，從而可以使我們更好地研究物理學史教育的問題。

1 國內(nèi)外對物理學史融入物理教學的研究

1.1 國外研究概況

國外將科學史引入教育中的研究有很多的事例，英國學者斯諾曾提出了科學文化和人文文化的分裂問題。引起人們的廣泛重視和爭論，而且對科學史教育之后的發(fā)展產(chǎn)生了影響。通過教育的改革來彌合文化間的分裂，在總的方向上，各個國家已經(jīng)基本達成一個共識。也就是改變傳統(tǒng)科學教育的方式，將科學史引入教學中，因為人們可以通過科學史了解科學家們研究的經(jīng)歷和成果以及科學家們持之以恒的精神和為國家事業(yè)獻身的高尚品質。自此，將科學史引入教育中更是得到進一步的發(fā)展。

經(jīng)過斯諾的言論之后，兩種文化的問題在教育界已成為一個恒久的話題，討論一直延續(xù)到現(xiàn)在。而關于將物理學史引入物理教學的諸多方法也成了人們不斷研究的問題。美國在這個問題的研究上一直處于領先地位，并于1982年成立了美國物理學會物理學史分會，主要從事物理學史的研究以及應用。美國能有一只這么龐大的隊伍研究物理學史足以說明物理學史在物理教學中的重要性。

1.2 國內(nèi)研究概況

我國對于物理學史引入物理教學的研究起步相對國外許多國家較晚，與國外的研究成果還存在一定的差距。1990年，在北京舉行了“物理學史和物理教學討論班”，這次討論班由清華大學，北京科技大學兩所名校共同籌劃舉辦的，得到了國家教育部門的大力支持。這次討論班主要討論的內(nèi)容是：怎樣將物理學史引入物理教學中，探討物理學史在物理教學中究竟能起到哪些作用。將物理學史引入物理教學還需要注意哪些問題。這次討論對我國關于物理學史引入物理教學的發(fā)展奠定了夯實的基礎。自此，國內(nèi)的許多物理學家展開了對物理學史引入物理教學的研究，物理學家們從不同的角度，不同的方面論述了物理學史在物理教學中的重要作用。

相對來說，我國對這方面的研究較晚。目前主要的研究方向是物理學史在物理教學中的使用方法以及所以能達到的效果。這需要許多奮斗在教育一線的工作者們不斷地努力嘗試和創(chuàng)新。

2 物理學史在物理教學中的作用

2.1 利用物理學史激發(fā)學生的求知欲望

物理學是一門研究自然現(xiàn)象的科學，教師在授課時，多注意對學生學習物理興趣的培養(yǎng)，向學生介紹物理學家們在研究創(chuàng)作時的一些趣事，不但可以活躍課堂氣氛，激發(fā)學生的求知欲望，還可以讓學生對課堂上所學的知識印象深刻。例如，在學習萬有引力定律時可以介紹牛頓的故事：在牛頓青年時期，有一天，他在一棵蘋果樹下小憩，卻意外地被樹上掉下來的蘋果砸到了頭，牛頓沒有因為被砸而懊惱，而是思考蘋果為什么要向下落而不是向上飛，這個問題一直困擾著他。經(jīng)過他不斷地試驗和研究，終于發(fā)現(xiàn)了萬有引力的存在。牛頓的成功不僅僅是靠他不懈的努力，還靠他對知識的渴望。教師通過這個故事讓學生對牛頓產(chǎn)生興趣，學生就會自主地去學習和探究有關萬有引力知識。在學習牛頓定律時，教師可以先向學生講述一個生活中有關于牛頓定律的事例，例如：交警在處理交通事故時，可以根據(jù)牛頓第二定律判斷汽車的運動過程，從而斷定事故的責任;在航天事業(yè)中，航天工作者們利用牛頓第一定律研究出了衛(wèi)星改變軌道的方法。告訴學生們，學好牛頓定律，可以解決生活中的很多問題。這樣可使是學生感覺物理知識更加貼近生活，同時也能激發(fā)學生們對知識的渴望，讓學生在愉快的環(huán)境中自主學習和探索。

2.2 利用物理學史激發(fā)學生的學習興趣

愛因斯坦曾經(jīng)說過：“興趣是最好的老師?！庇纱丝梢?，學習興趣在學習中有著很重要的作用。在日常的物理教學中，我們可以將物理學家們的故事引入課堂。來激發(fā)學生的學習興趣。在學習狹義相對論的時候，教師可以先向學生介紹一下愛因斯坦的生平，主要貢獻以及有關于他的一些趣事：愛因斯坦被稱為“二十一世紀最偉大的科學家”，在相對論和量子力學兩個方面做出了巨大的貢獻。尤其是有他提出的相對論，揭示了時空、物質和運動三者之間密不可分的聯(lián)系，對許多科學家的研究起到了舉足輕重的作用。愛因斯坦在年幼時，被校長認為是“干什么都不會有作為”的笨學生，但是在他少年時受到家庭環(huán)境的熏陶，對科學產(chǎn)生了濃厚的興趣，從此便瘋狂地愛上了科學。愛因斯坦一生致力于科學研究，靠的便是他對科學濃厚的興趣。這樣可以使學生在學習相對論之前了解愛因斯坦在物理學中的貢獻，還能讓學生對物理知識產(chǎn)生興趣，進而了解學習興趣對于學習的重要性。這樣可以達到事半功倍的效果。

2.3 利用物理學史增強學生的合作意識

許多專家認為，人在接受知識的過程中，只有參與到其中，相互交流和討論才能收獲大部分的知識。而單純地通過閱讀和講授，總是達不到滿意的效果。由此可見，合作學習是非常重要的。物理學史上許多重要的發(fā)現(xiàn)和研究成果都是科學家們合作完成的。例如，貝爾再一次實驗中，偶然發(fā)現(xiàn)了電可以發(fā)出聲音的現(xiàn)象，他認為人類也許可以利用電來傳送聲音，為了證實他這個大膽的想法，他經(jīng)過了無數(shù)次的實驗都沒有成功。于是他找來了電器技師沃特森，兩人經(jīng)過大量的研究和試驗，終于發(fā)明出了人類史上第一部電話。貝爾的成功說明了成功有時不僅僅是靠個人的努力，還需要靠與他人的合作。教師可以通過物理學家們合作的故事加強學生的合作意識，讓學生明白共同學習才能更加有效率。

2.4 利用物理學史培養(yǎng)學生的愛國情懷

在物理課堂教學中不但要讓學生學習到物理知識，還要利用物理學史培養(yǎng)學生的愛國情懷。物理學史中有許多科學家淡泊名利、不求回報，只為國家做貢獻。我國科學家錢學森曾在美國麻省理工學院任教授，待遇非常優(yōu)厚。當中華人民共和國宣告誕生的消息傳到美國后，他便打算早日回到祖國為國效力，卻遭到了美國政府的迫害，更是失去了寶貴的自由，移民局將他拘留在特米那島上半個月之久。但是他沒有放棄，經(jīng)過重重阻撓終于回到了祖國并參于研制“兩彈一星”，為我國的航天事業(yè)做出了巨大的貢獻;為了真理放棄家庭，甚至生命，諾貝爾在發(fā)明炸藥時經(jīng)歷無數(shù)次失敗，在試驗的過程中，曾多次受傷，更因此失去了父親和兄弟，但是他沒有放棄，最終取得了成功，他犧牲了自己的家庭為社會做出了巨大的貢獻。這些都可以作為培養(yǎng)學生愛國情懷的題材。

2.5 利用物理學史培養(yǎng)學生無私奉獻的精神

在中學的物理教學中，教師不只是向學生傳授物理知識，還要對學生的品格進行培養(yǎng)，培養(yǎng)學生無私奉獻的精神。教師在傳授知識的同時可以適當?shù)赜梦锢韺W家的事跡培養(yǎng)學生的品格。諾貝爾的事跡就是一個培養(yǎng)學生良好品格的題材，在課堂上，教師可以這樣介紹諾貝爾：諾貝爾的一生可謂精彩之極，他是炸藥的發(fā)明者，也是一位化學家，工程師同時他還是一位軍工裝備商，他的財產(chǎn)在當時的社會中可謂是富甲一方，但是他沒有因為自己的身價去享樂，而是堅持不懈地做著科學研究，一直為社會的進步努力著。他曾說過：我的理想是為人類過上更幸福的生活而發(fā)揮自己的作用。諾貝爾在發(fā)明炸藥時，曾多次與死神擦肩而過，而他的朋友，父親和弟弟更是在研究的過程中失去了生命。諾貝爾沒有被嚇倒，他堅信自己只要不斷嘗試就一定會成功，這一定會是一項對社會很有用的發(fā)明。在經(jīng)歷了無數(shù)次的失敗和嘗試后，他終于成功了。諾貝爾這種為科學獻身的精神一直被后人所贊揚。諾貝爾在遺囑中，用自己巨大的財產(chǎn)創(chuàng)立了諾貝爾獎。意在鼓勵那些為人類社會做出過巨大貢獻的人。由此可見。諾貝爾將自己的一生都奉獻給了人類社會，他這種無私奉獻的精神，非常值得后人學習和發(fā)揚，教師可以以此來激勵學生不斷努力，為國家和社會做貢獻。

3 在教學中應用物理學史需要注意的幾個問題

3.1 不盲目崇拜物理學家

科學家曾經(jīng)對科學的發(fā)展做出了非常巨大的貢獻，而社會和歷史也給予了他們極高的贊譽和評價。牛頓一生中在力學、光學、原子理論以及數(shù)學方面都做出了非常大的貢獻，被人們稱為“最偉大的天才”。教師在向學生介紹牛頓時，不能只介紹他為社會做出的巨大貢獻，那樣會使學生產(chǎn)生一種盲目的崇拜，從而失去了物理學史在物理教學中的價值。牛頓性格古怪曾同許多人發(fā)生戰(zhàn)爭論，更是在晚年時誤入歧途，一心研究上帝第一推動，卻一無所獲。這樣，就可以使學生對牛頓的各個方面都有所了解。

3.2 注重物理史料的權威性和真實性

在講述科學家的經(jīng)歷、思想和發(fā)現(xiàn)時要務必保證真實，不能道聽途說。在選用參考資料時，要選擇影響意義較大的權威性著作。學生對教師所講的知識是非常相信的，同時教師對學生的影響也是巨大的，所以我們在講授歷史方面知識的時候，不能生搬硬套，信口開河。否則出現(xiàn)了錯誤，將造成不可彌補的損失，也會對學生以后的學習造成困擾。

3.3 注重物理知識的繼承性和連貫性 ? （下轉第198頁）（上接第151頁）

物理學史是關于物理學的發(fā)生、發(fā)展和發(fā)現(xiàn)的歷史。每一個新的理論都是在之前的基礎之上建立起來的，即知識的本身具有繼承性。物理學史上對于力學的研究，從亞里士多德的“給我一個支點，我可以撬動整個地球”到牛頓定律;對于電磁學的研究，從奧斯特發(fā)現(xiàn)電流磁效應到法拉第電磁感應定律。都足以說明知識是具有繼承性和連貫性的。經(jīng)過對歷史事件的了解，不但讓學生掌握了知識，還拓寬了學生的視野，增加了學習的興趣，更能體會到物理學自身的系統(tǒng)性和完整性。

4 結束語

研究物理學史對于物理教學本身具有重要的意義。對于奮斗在教學一線的物理教師，要適當?shù)叵驅W生講述物理學的歷史，可以幫助學生了解物理學的發(fā)展過程和很多定理的發(fā)現(xiàn)過程。還可以向學生講述科學家們的勵志故事和愛國情懷，通過這些可以培養(yǎng)學生的學習興趣、自主創(chuàng)新能力、團隊合作精神以及熱愛祖國的品質?？偠灾瑢⑽锢韺W史引入物理教學是一個正確的方向，我們要堅定不移地走下去，汲取前人經(jīng)驗和成果，不斷創(chuàng)新，為中國的素質教育做貢獻。

基金項目：內(nèi)蒙古自治區(qū)高等教育科學“十二五”規(guī)劃課題項目基金（NGJGH2013048）

參考文獻

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