愛迪生與特斯拉之爭引入中學(xué)物理教學(xué)的意義

丁江鈴 謝元棟 紀(jì) 煦

(華南師范大學(xué)物理與電信工程學(xué)院 廣東 廣州 510006)

數(shù)學(xué)家尼古拉斯·伊萬諾維奇·羅巴切夫斯基曾說過：“人類的認(rèn)識歷史，也就是一部認(rèn)識錯誤的歷史.”在物理學(xué)發(fā)展的漫漫長河里，我們的科學(xué)家也是從無數(shù)的錯誤之中醞釀出了少數(shù)經(jīng)得起實踐考驗的正確理論.借用牛頓的一句話進(jìn)行改編：提出了正確理論的科學(xué)家是站在無數(shù)科學(xué)家錯誤的理論基礎(chǔ)上的.若將物理學(xué)科本身的歷史引入教學(xué)中，既有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、幫助學(xué)生更好地理解物理知識，還能通過物理學(xué)家的行為對學(xué)生進(jìn)行科學(xué)態(tài)度與責(zé)任的培養(yǎng).

1 物理學(xué)家的錯誤作為中學(xué)物理學(xué)習(xí)素材的必要性

眾所周知，教師不僅要教書還要育人，目前在學(xué)?！坝恕狈矫娴闹饕袚?dān)者是班主任，而科學(xué)的態(tài)度與責(zé)任又有其特殊性，需要我們物理教師承擔(dān)起培養(yǎng)的責(zé)任，但物理教師與班主任這兩個身份并不總是重疊的，故我們要盡可能利用物理課堂對學(xué)生進(jìn)行科學(xué)態(tài)度與責(zé)任的培養(yǎng)，培養(yǎng)的途徑之一就是介紹豐富的物理學(xué)史.日本物理學(xué)家湯川秀樹曾說過：“當(dāng)回顧物理學(xué)史時，我們會發(fā)現(xiàn)，這個歷史幾乎可稱之為錯誤史.在許多科學(xué)家所想出的所有理論中，大多數(shù)是錯誤的，因而沒有生存下來.只有少數(shù)正確的理論才繼續(xù)生存.僅僅考慮這些現(xiàn)存的理論，會給人們形成一種不斷進(jìn)步的印象.”我們在將物理學(xué)史應(yīng)用于中學(xué)物理教育的過程中繞不開物理學(xué)家的許多錯誤，一是因為物理學(xué)史本身就是正確和錯誤交替的歷史，且錯誤占主體；二是物理學(xué)家的錯誤也能引發(fā)學(xué)生對物理學(xué)家的思考，不再是高高在上，而是如普通人會犯錯，同時帶領(lǐng)學(xué)生正確評價這位科學(xué)家，對學(xué)生進(jìn)行科學(xué)態(tài)度與責(zé)任的培養(yǎng).

2 如何將物理學(xué)史引入中學(xué)物理——以愛迪生與特斯拉之爭為例

2.1 在章節(jié)之初介紹 引出交變電流之主角

在人教版選修3-2第5章——“交變電流”章節(jié)的開端，教師向?qū)W生提出兩個問題：(1)前面我們學(xué)習(xí)了直流電，直流電有什么特點?(2)生活中的家庭電路輸出的是直流電嗎?提出兩個問題，學(xué)生直接回答后，向?qū)W生介紹當(dāng)時的時代背景：愛迪生作為當(dāng)時美國有名的“發(fā)明大王”，其公司“愛迪生電燈公司”則是由當(dāng)時美國最大的摩根財團(tuán)支持，擁有強大資源的愛迪生堅持捍衛(wèi)直流電在電力行業(yè)的霸主地位，在愛迪生手下打工的特斯拉則向愛迪生提出用交流電進(jìn)行輸電.再次提問：如果你是愛迪生你會怎么做?讓學(xué)生討論回答，尋找學(xué)生中的不同答案，最終揭曉答案：愛迪生無視特斯拉的建議，特斯拉離開愛迪生公司，與西屋電氣公司聯(lián)手與愛迪生競爭，最終交流電勝利了.提最后一個問題開放討論：“為什么愛迪生當(dāng)時不采納特斯拉的建議?”

這整個教學(xué)過程中沒有物理知識，很多教師可能會覺得浪費了寶貴的物理課堂時間，其實不然.這樣的介紹，再加上一個問題：那么交流電到底有何特點能戰(zhàn)勝“發(fā)明大王”愛迪生呢?就是一個別出心裁的引入了.

2.2 在章節(jié)之末提問 思考直流電與交流電的優(yōu)劣

在章節(jié)之末，學(xué)習(xí)完整的交變電流，先讓學(xué)生總結(jié)交變電流的特點以及遠(yuǎn)距離輸電的電流、電壓和功率關(guān)系，再拋出一個問題：“為什么遠(yuǎn)距離輸電不選擇直流電呢?”作為課堂的結(jié)束，讓學(xué)生作為一個小課題收集資料，下節(jié)課可以一起交流討論.下節(jié)課就可以借助學(xué)生收集得到的資料引出愛迪生和特斯拉的戰(zhàn)爭，介紹愛迪生為了捍衛(wèi)直流電的地位，惡意丑化交流電，不顧自己曾經(jīng)反對死刑，推動紐約州政府將絞刑改為用交流電做電源的電刑.再次提出問題：“你怎么看待愛迪生這個人的一生?”鼓勵學(xué)生勇于發(fā)言，尊重不同的看法.在最后引導(dǎo)學(xué)生正確評價一個人：評價一個人要結(jié)合他當(dāng)時所處的時代背景和他的社會地位，科學(xué)始終是和政治、經(jīng)濟(jì)乃至宗教相互關(guān)聯(lián)的；明確科學(xué)家行為的對錯，不因為科學(xué)家的光輝而美化其所犯的錯誤；評價要同時考量他所犯的錯誤和他為社會所做的貢獻(xiàn)兩個方面，辯證地看待這個人.

在這一教學(xué)過程之中，正是引導(dǎo)學(xué)生建立正確的價值觀和培養(yǎng)科學(xué)態(tài)度與責(zé)任的過程，讓學(xué)生從科學(xué)家的錯誤之中反思科學(xué)精神之所在，更起強調(diào)作用，也鼓勵學(xué)生積極探索科學(xué)，求真求實.

3 結(jié)束語

隨著時代的進(jìn)步，教學(xué)的創(chuàng)新性這一特點日漸突出，通過各種途徑豐富物理的教學(xué)資源，幫助學(xué)生更好地成長是我們每個教師的義務(wù)，物理學(xué)史中許多科學(xué)家的錯誤是一個巨大的寶藏等待我們挖掘加工，轉(zhuǎn)換為我們培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)態(tài)度與責(zé)任的有利武器.