物理學(xué)史在教學(xué)中的作用

閆紅星

(西藏日喀則市第二高級中學(xué) 西藏 日喀則 857000)

如果我們在進行物理知識教學(xué)的同時能把濃縮于其中的“知識的邏輯和理性組織進程(科學(xué)史)”(皮亞杰語)重現(xiàn)，讓學(xué)生沿著前人思維活動的足跡，從中體驗和學(xué)習(xí)科學(xué)思維方法，那無疑是交給學(xué)生一把打開思維寶庫的鑰匙。

通過描述物理學(xué)家探索科學(xué)的成功與失敗、喜悅與懊悔、曲折與反復(fù)、分歧與爭論，能夠使受教育者的科學(xué)思維得以訓(xùn)練，精神上受到感染，意志得到磨練，從而牢固的把握物理知識。蘇霍姆林斯基指出：“學(xué)生在學(xué)習(xí)中遇到困難的原因之一，就是知識在他們那里變成不能活動的貨物，積累知識好像是為了‘儲備’而不能‘周轉(zhuǎn)’?！蓖瑫r他也指出：為什么低年級學(xué)得很好、掌握知識不費力的兒童，隨著年級的上升，學(xué)習(xí)卻變得越來越困難？為什么兒童已掌握、積累起來的知識似乎成為一種負擔，使他越來越吃力？原因在于掌握知識與智力發(fā)展；知識的應(yīng)用能力的培養(yǎng)之間脫節(jié)。新課程標同樣要求我們，在教學(xué)過程中不能滿足于知識積累，而要促進知識進入流通過程，注重知識應(yīng)用，幫助學(xué)生打開思維的大門，主動去獲取知識。根據(jù)教材編排特點，分單元講解、分析發(fā)展史不僅有助于學(xué)生了解各概念、定理、定律的來龍去脈和科學(xué)知識的運動過程，而且有助于學(xué)生按照有規(guī)律的形式和體系來理解和把握物理知識以及應(yīng)用知識，從而逐步掌握正確的科學(xué)思維方法。

例如，在講到力的概念時，從古希臘的亞里士多德，到伽利略、牛頓，循著偉人的研究歷程，從而加深學(xué)生對力的概念的理解，在講高二年級“電磁感應(yīng)”的時候，以奧斯特發(fā)現(xiàn)電流的磁效應(yīng)為線索，向?qū)W生介紹人類對磁及電和磁關(guān)系的認識過程。通過講解安培、法拉弟、愣次和麥克韋等人在揭示電磁關(guān)系工作中的艱辛努力和所取得的成果，使學(xué)生在有了對電磁發(fā)展總體認識的基礎(chǔ)上，加深對教材的理解和對左、右手定則、法拉弟電磁感應(yīng)、愣次定律等關(guān)鍵點的把握。

又如對光學(xué)知識部分的學(xué)習(xí)，光學(xué)共分為兩大塊知識部分，一部分是幾何光學(xué)，也是比較容易掌握的部分；另一部分，是光的本性的研究，人類對光的認識也是有一定的過程的。從能形成學(xué)說的是在17世紀末期的以牛頓為首的“微粒說”和與牛頓同一時期的荷蘭物理學(xué)家惠更斯的“波動說”，支持他們各自的學(xué)說均有相關(guān)的實驗，當然由于牛頓的地位顯赫，所以微粒說事占上風(fēng)的。后來，再到19世紀后期，偉大的物理學(xué)家麥克斯韋提出了電磁說，并預(yù)言了電磁波的速度和光速在真空中是相同的。于是便又有了“電磁說”即麥克斯韋認為光的本性應(yīng)該屬于電磁波。比如光的干涉、衍射、偏正等實驗現(xiàn)象均說明光是由波動性的。再到了20世紀，在電磁說達到鼎盛時期時，歷史又開始轉(zhuǎn)變，著名的“光電效應(yīng)”現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)了，這使電磁說陷入困境。于是，又一位偉大的科學(xué)家—愛因斯坦提出了“光子說”的觀點。當然，這其中也有其他物理學(xué)家的探索和研究。到了現(xiàn)在，人們對光的本性認識統(tǒng)一到了“波粒二象性”。這一歷史發(fā)展過程是在曲折中前進的，但也是很有邏輯性。有了這么一個知識作為背景，學(xué)生掌握光的本性時能夠更加快捷，記憶更深刻。

再如在講大氣壓強時，我們可以從古代科學(xué)家關(guān)于真空的種種爭論開始，繼而介紹這種爭論波及到法國、德國，當時德國的馬德堡市市長格里克也卷入了這場爭論，他花了大筆資金從事獲得真空的實驗，經(jīng)過多次失敗之后，結(jié)果用一個又大又堅固的中空金屬球終于獲得了成功。1654年他又做了兩個中空半球(直徑為30多厘米)，扣在一起，將內(nèi)部的空氣抽去，這樣大氣把兩個半球緊壓在一起，直至用16匹馬才把它拉開，這就是他在當時的德皇和眾議員面前所做的物理學(xué)史上傳為美談的“馬德堡半球”實驗。學(xué)生聽了思想為之活躍，不僅了解了人們認識大氣壓強存在這一過程，而且能更進一步具體理解大氣壓的性質(zhì)及其種種測量方法。

總之，物理學(xué)史是通過介紹人類歷史上成功的優(yōu)秀物理學(xué)家面對物理問題是如何思考和解決的，其中哪些得到成功，哪些遭到挫折或修正，從而達到“益人神智”的作用。可以說，在物理教學(xué)中講物理理論，會給學(xué)生以知識；講物理學(xué)史，會給學(xué)生以智慧，二者是不可偏廢的。物理教師不僅僅要善于運用邏輯的手段循序漸進地講解定理、公式、習(xí)題，還要善于生動地描繪人類探索物理世界奧秘的艱苦歷程，以其中的歡樂、痛苦、困惑、遺憾和哲理感染學(xué)生，樹立起他們物理學(xué)習(xí)的歷史意識。