物理學(xué)史在科學(xué)素質(zhì)教育中的作用

1、物理學(xué)史在科學(xué)素質(zhì)教育中的作用摘要：物理學(xué)史對(duì)科學(xué)意識(shí)、科學(xué)方法、科學(xué)思想、科學(xué)精神等科學(xué)素質(zhì)教育方面有著無(wú)可替代的重要作用，是當(dāng)前推行素質(zhì)教育和創(chuàng)新教育所不可缺少的一個(gè)重要方面。關(guān)鍵詞：物理學(xué)史；科學(xué)素質(zhì)教育；物理教育物理學(xué)是自然科學(xué)的帶頭學(xué)科，是當(dāng)代技術(shù)開(kāi)展的最重要的基矗代寫(xiě)論文物理學(xué)在其開(kāi)展中所形成的根本概念、根本理論、根本方法、根本實(shí)驗(yàn)手段，已經(jīng)成為其它自然科學(xué)重要概念的根底和研究手段。物理學(xué)的每一個(gè)新思想、新發(fā)現(xiàn)，都會(huì)推動(dòng)其它科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，并往往孕育新學(xué)科的產(chǎn)生。物理學(xué)史作為物理學(xué)科的一個(gè)分支，與物理學(xué)的其它分支不同，它不是以講授知識(shí)的理論和現(xiàn)狀為目的，而是從物理開(kāi)展的歷史角度出發(fā)

2、，從縱的方面闡述從物理萌芽開(kāi)場(chǎng)經(jīng)過(guò)漫長(zhǎng)的歲月，怎樣開(kāi)展為現(xiàn)代物理的歷史過(guò)程即物理怎樣產(chǎn)生、開(kāi)展和繁榮起來(lái)的過(guò)程的系統(tǒng)闡述?？茖W(xué)素質(zhì)是由科學(xué)知識(shí)、科學(xué)意識(shí)、科學(xué)方法、科學(xué)思想、科學(xué)精神和科學(xué)預(yù)見(jiàn)等要素組成?？茖W(xué)知識(shí)是指反映客觀世界的，在漫長(zhǎng)的歷程中不斷豐富和開(kāi)展的知識(shí)體系?？茖W(xué)意識(shí)是對(duì)科學(xué)本質(zhì)及價(jià)值的正確認(rèn)識(shí)，對(duì)科學(xué)的信任、依賴、追求等積極的態(tài)度。科學(xué)方法主要指科學(xué)思維方法，它在一定程度上具有方法論的意義，大多蘊(yùn)含在科學(xué)探究的過(guò)程中?？茖W(xué)思想是符合客觀事實(shí)的思維活動(dòng)的結(jié)果?？茖W(xué)精神是指科學(xué)家進(jìn)展科學(xué)探究的積極心理狀態(tài)，其核心是實(shí)事求是的工作態(tài)度、探究創(chuàng)新的思想?？茖W(xué)預(yù)見(jiàn)那么是指人們?cè)谡_認(rèn)識(shí)客觀

3、規(guī)律的根底上對(duì)事物開(kāi)展趨勢(shì)的科學(xué)推測(cè)和判斷。由于這些要素，都是在科學(xué)認(rèn)識(shí)和開(kāi)展過(guò)程中逐步顯現(xiàn)出來(lái)的，因此對(duì)這些要素的認(rèn)識(shí)也只有建立在對(duì)科學(xué)及科學(xué)開(kāi)展過(guò)程深化理解的根底上，才能逐步形成并加深，當(dāng)然也就與物理學(xué)史密不可分。物理學(xué)史教育對(duì)于進(jìn)步科學(xué)素質(zhì)主要有以下幾方面的作用。1掌握科學(xué)知識(shí)普遍認(rèn)為，掌握科學(xué)知識(shí)不等于記住有關(guān)內(nèi)容的理論、事實(shí)、定義、結(jié)論、公式和計(jì)算方法，還必須理解知識(shí)的深化本質(zhì)和豐富的內(nèi)涵?，F(xiàn)有的物理知識(shí)都是在人類與物理世界的長(zhǎng)期對(duì)話中，經(jīng)過(guò)無(wú)數(shù)的曲折與反復(fù)，抽象、概括而獲得的。對(duì)現(xiàn)有知識(shí)的歷史考察，可以把發(fā)現(xiàn)的本質(zhì)放在更真實(shí)的背景下，使學(xué)生真正懂得它們的本質(zhì)，并得到超出定律和公式的

4、許多啟示。如熱力學(xué)第二定律和熵的概念在物理學(xué)中是最難懂的局部，歷史上圍繞著它們有過(guò)不少疑慮和詰難。這印證了教學(xué)中的難點(diǎn)，也正是科學(xué)開(kāi)展史上難以攻克的科學(xué)難題。在講授中1，結(jié)合l9世紀(jì)末期針對(duì)熱力學(xué)第二定律所提出的“吉布斯佯謬和“麥克斯韋妖的介紹，提醒其深化的物理思想的根基，必然會(huì)引起學(xué)生們的興趣和考慮，對(duì)這些詰難產(chǎn)生過(guò)程的理解可以大大深化對(duì)熱力學(xué)第二定律和熵的概念的理解和深化。2學(xué)習(xí)科學(xué)方法物理學(xué)家勞厄說(shuō)：重要的不是獲得知識(shí)，而是開(kāi)展思維才能。教育無(wú)非是一切已學(xué)過(guò)的東西都遺忘掉的時(shí)候，代寫(xiě)畢業(yè)論文所剩下來(lái)的東西。可見(jiàn)，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維才能也應(yīng)是科學(xué)素質(zhì)教育的重要任務(wù)和目的?？茖W(xué)史家霍爾頓所說(shuō)

5、2，科學(xué)發(fā)現(xiàn)沒(méi)有唯一的方法。因?yàn)槊恳豁?xiàng)研究并不是只有一種方法，而且每個(gè)科學(xué)家在運(yùn)用這些方法時(shí)也都有明顯的個(gè)人特點(diǎn)。科學(xué)方法的教育不可能教給學(xué)生一套固定的，必然可以保證導(dǎo)向成功的方法。因此，學(xué)習(xí)前人的方法，與其說(shuō)是為了掌握詳細(xì)的方法本身，倒不如說(shuō)是為了積累前人科學(xué)思維的經(jīng)歷，是為了進(jìn)展科學(xué)思維的訓(xùn)練。思維訓(xùn)練比起給學(xué)生一些詳細(xì)的科學(xué)方法來(lái)，可能是更為重要的。通過(guò)物理學(xué)史教學(xué)詳細(xì)深化地剖析假設(shè)干物理學(xué)發(fā)現(xiàn)的案例，詳細(xì)理解科學(xué)大師們科學(xué)創(chuàng)造的思路，可以使人受到熏陶，開(kāi)展思維才能，并從中掌握一些更為詳細(xì)有效的科學(xué)方法。物理學(xué)史說(shuō)明，每次重大物理理論打破總是帶來(lái)了方法論的重大開(kāi)展。正如英國(guó)著名物理學(xué)家波

6、恩在承受諾貝爾獎(jiǎng)時(shí)所說(shuō)：“我榮獲1954年的諾貝爾獎(jiǎng)與其說(shuō)是我的工作里包括了一個(gè)自然現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)，倒不如說(shuō)是那里面包括了一個(gè)自然現(xiàn)象的新思想方法根底的發(fā)現(xiàn)。再如，奧斯特電生磁現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)，法拉第場(chǎng)概念的提出，伽利略的理想實(shí)驗(yàn)，愛(ài)因斯坦提出相對(duì)論，牛頓建立經(jīng)典力學(xué)體系，麥克斯韋建立電磁場(chǎng)理論，普朗克提出量子說(shuō)等等，無(wú)不顯示出非凡的想象力和獨(dú)特的科學(xué)研究方法。只有通過(guò)物理史教育，才能挖掘科學(xué)方法的豐富寶藏，從而使學(xué)生學(xué)會(huì)科學(xué)方法。運(yùn)用物理模型認(rèn)識(shí)物理客體、發(fā)現(xiàn)規(guī)律、分析處理和解決實(shí)際的物理問(wèn)題，是物理學(xué)研究常用的方法，也是物理教學(xué)中不可缺少的手段。物理學(xué)史中有大量的例子，如質(zhì)點(diǎn)、剛體、簡(jiǎn)諧振動(dòng)、單擺、

7、理想氣體、理想熱機(jī)、力線和嘗原子核構(gòu)造等等模型，許多模型的建立還有一個(gè)歷史演變的過(guò)程和不斷開(kāi)展的趨勢(shì)。許多實(shí)際的物理問(wèn)題的解決，往往要通過(guò)建立物理模型而找到解決的途徑。因此，物理學(xué)史教學(xué)中運(yùn)用物理發(fā)現(xiàn)案例教學(xué)，以培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用科學(xué)方法解決物理問(wèn)題的才能，從而到達(dá)更好的掌握科學(xué)方法的目的。3培養(yǎng)科學(xué)意識(shí)物理學(xué)是研究物質(zhì)運(yùn)動(dòng)一般規(guī)律和物質(zhì)根本構(gòu)造的科學(xué)，是自然科學(xué)的重要組成局部，人類只有尊重事實(shí)、尊重規(guī)律，才能獲得進(jìn)步。認(rèn)真、嚴(yán)謹(jǐn)、無(wú)私、實(shí)事求是、不容半點(diǎn)虛假，這就是科學(xué)的態(tài)度。例如，被贊譽(yù)為“上帝的鞭子的泡利3，毫無(wú)例外地對(duì)一切都打上一個(gè)問(wèn)號(hào)。他不講憐憫，不動(dòng)感情，言語(yǔ)犀利尖刻，使別人有時(shí)難以承受

8、，但他對(duì)科學(xué)的態(tài)度卻令人敬仰。他認(rèn)為在解決問(wèn)題的方法上，假如論證不夠簡(jiǎn)潔、充分和符合邏輯，那么沒(méi)有任何意義。他的科學(xué)著作是長(zhǎng)期積極考慮的產(chǎn)物，在考慮過(guò)程中一次又一次推敲論據(jù)，假如沒(méi)有到達(dá)他那極端嚴(yán)格的要求就決不罷休。不僅如此，泡利在追求真理的過(guò)程中勇于成認(rèn)錯(cuò)誤并修正錯(cuò)誤。1957年他和海森伯合作試圖完全從對(duì)稱性原理出發(fā)解決物理學(xué)所有問(wèn)題，并很快獲得不少結(jié)果。次年他在美國(guó)做報(bào)告時(shí)發(fā)現(xiàn)這個(gè)新理論存在很大問(wèn)題，于是他立即寫(xiě)信給海森伯，表示他不相信這個(gè)理論了。后來(lái)，當(dāng)海森伯仍堅(jiān)持并宣傳這個(gè)理論時(shí)，泡利當(dāng)即反對(duì)。這種堅(jiān)持真理，勇于否認(rèn)自己的態(tài)度正是所有有成就的科學(xué)家成功之所在。物理學(xué)史上不乏此類事例。轉(zhuǎn)

9、貼于論文聯(lián)盟.ll.4理睬科學(xué)思想科學(xué)思想的顯著特征是創(chuàng)新。沒(méi)有創(chuàng)新，就沒(méi)有科學(xué)研究；缺乏創(chuàng)新，就不能對(duì)客觀事物的認(rèn)識(shí)發(fā)生革命性變化，從而不能對(duì)社會(huì)開(kāi)展和人類進(jìn)步產(chǎn)生深化影響。玻耳茲曼和吉布斯在麥克斯韋之后創(chuàng)始性地將統(tǒng)計(jì)思想徹底地引人物理學(xué)，用以提醒具有數(shù)量宏大，高度復(fù)雜的系統(tǒng)的規(guī)律，這樣就打破了牛頓因果斷定論思想方法的局限，創(chuàng)立了統(tǒng)計(jì)物理學(xué)，并孕育了百年之后產(chǎn)生的系統(tǒng)學(xué)科，極大地增進(jìn)了人類新思維的開(kāi)展。湯姆孫曾經(jīng)說(shuō)過(guò)：“在可以對(duì)科學(xué)做出的一切奉獻(xiàn)中，觀念的打破是最偉大的。近代物理學(xué)正是在沖破牛頓不變時(shí)空觀而創(chuàng)立；勞厄成為因發(fā)現(xiàn)晶體衍射現(xiàn)象而獲諾貝爾獎(jiǎng)的得主之一，他只是提出了想法，并未做出實(shí)際

10、發(fā)現(xiàn)；近年來(lái)，超導(dǎo)方面的諾貝爾獎(jiǎng)，并未給發(fā)現(xiàn)最高超導(dǎo)溫度材料的人，卻發(fā)給了觀念和想法的提出者，原因也在于此。5弘揚(yáng)科學(xué)精神所謂科學(xué)精神，就是科學(xué)家在科學(xué)研究中表現(xiàn)出的穩(wěn)固的、積極的心理特征，科學(xué)精神的精華還是創(chuàng)新精神。創(chuàng)新是推動(dòng)社會(huì)開(kāi)展的不竭動(dòng)力。代寫(xiě)碩士論文周培源先生提出“大膽探究，勇于攻堅(jiān)，不怕艱險(xiǎn)，鍥而不舍，為追求科學(xué)真理而奮斗終身。他還說(shuō)：“要在科學(xué)上有所建樹(shù)，就應(yīng)當(dāng)解放思想，破除迷信，敢于理論，大膽探究。不迷信權(quán)威，不迷信已有的理論，能以批判的態(tài)度來(lái)審視現(xiàn)有的理論，并執(zhí)著地追求科學(xué)真理，應(yīng)當(dāng)是最根本的科學(xué)精神。在物理學(xué)史上，有許多物理學(xué)家以常人難以想象的毅力、信心和意志，與困難作斗爭(zhēng)

11、，與傳統(tǒng)的過(guò)時(shí)的觀念作斗爭(zhēng)，與科學(xué)界內(nèi)部和外部的阻力甚至迫害作斗爭(zhēng)，愛(ài)國(guó)奉獻(xiàn)、追求真理、敢于創(chuàng)新、嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致、唯物唯實(shí)。他們的業(yè)績(jī)長(zhǎng)存史冊(cè)，他們的精神彪炳千秋。例如，哥白尼經(jīng)過(guò)三十多年認(rèn)真仔細(xì)的天文觀察，寫(xiě)出天體運(yùn)行論，糾正了地心說(shuō)的錯(cuò)誤，引起了自然科學(xué)史上的一次革命。又如意大利著名的天文學(xué)家布魯諾大無(wú)畏地保衛(wèi)真理，堅(jiān)持日心說(shuō)，藐視反動(dòng)的宗教法庭，直到生命的最后一刻，還莊嚴(yán)地向劊子手宣布：“你們對(duì)我宣讀判詞，比我聽(tīng)到判詞還要畏懼!盡管最終被活活燒死在鮮花廣場(chǎng)，但他堅(jiān)持真理的行動(dòng)，一直為人們廣為贊頌。美國(guó)的富蘭克林做風(fēng)箏試驗(yàn)而被雷電擊暈，待他醒來(lái)時(shí)，還幽默地說(shuō)：“好家伙，我本想電死一只火雞，結(jié)果差

12、點(diǎn)電死一個(gè)傻瓜!這些為科學(xué)試驗(yàn)而不屈不撓的高尚品質(zhì)和不畏艱險(xiǎn)，奮不顧身而又非常幽默、樂(lè)觀的精神，是物理學(xué)史教學(xué)中讓年輕的學(xué)子們永遠(yuǎn)銘刻的。我國(guó)老一輩的物理學(xué)家葉企孫、趙忠堯、王淦昌等不僅在物理學(xué)研究上卓有建樹(shù)，而且具有非常崇高的精神境界。這些無(wú)疑是進(jìn)展科學(xué)精神教育最生動(dòng)而又有說(shuō)服力的物理學(xué)史素材。當(dāng)然，弘揚(yáng)科學(xué)精神最重要的是要培養(yǎng)學(xué)生基于對(duì)物理科學(xué)的強(qiáng)烈興趣而萌發(fā)出熱愛(ài)真理、追求創(chuàng)新的科學(xué)理性，使他們的精神能最終超越俗態(tài)生活和功利氣氛，獻(xiàn)身于物理科學(xué)研究和物理教育事業(yè)。這是科學(xué)工作者應(yīng)該具備的根本品質(zhì)，也是科學(xué)素質(zhì)教育一項(xiàng)重要內(nèi)容。6啟發(fā)科學(xué)預(yù)見(jiàn)科學(xué)預(yù)見(jiàn)是指人們?cè)谡_認(rèn)識(shí)客觀規(guī)律的根底上對(duì)事物

13、開(kāi)展趨勢(shì)的科學(xué)推測(cè)和判斷。1911年盧瑟福揭開(kāi)了原子的面紗之后，科學(xué)家們便預(yù)見(jiàn)到他將帶來(lái)一場(chǎng)物理學(xué)革命。從此世界上有一大批科學(xué)家投入到原子科學(xué)的研究中。德國(guó)科學(xué)家佛里茨斯特拉斯曼和奧地利裔瑞典女科學(xué)家邁特納發(fā)現(xiàn)了原子的核裂變現(xiàn)象。美國(guó)人那么根據(jù)原子核裂變?cè)恚谥茖W(xué)家羅波特奧本海默主持下，于1945年制造了世界上第一批原子彈。其中兩顆對(duì)日本的轟炸造成的破壞力，震驚了全世界。第二次世界大戰(zhàn)后，人們又開(kāi)場(chǎng)和平利用原子能，為人類找到了一種新的能源，也在很大程度上改變了人們的生活。又如，普朗克在對(duì)l9世紀(jì)物理學(xué)盲目樂(lè)觀的評(píng)價(jià)之余所提及的物理學(xué)晴朗的天空中令人不安的“兩朵小小的烏云，事實(shí)上也被后來(lái)人看成了量子力學(xué)和相對(duì)論出現(xiàn)的一種“預(yù)見(jiàn)。物理學(xué)史說(shuō)明，人們的認(rèn)識(shí)程度隨著科學(xué)的開(kāi)展而不斷進(jìn)步，科學(xué)的預(yù)見(jiàn)也只有在深化地剖析假設(shè)干物理學(xué)發(fā)現(xiàn)的案例中萌發(fā)?？茖W(xué)既是一種人類的知識(shí)體系，又是人類認(rèn)識(shí)世界的一種方式和探究過(guò)程。教學(xué)理論告訴我們，物理學(xué)史教育有助于完備知識(shí)、活潑思維、增強(qiáng)膽識(shí)、錘煉品格、鍛煉意志?？梢?jiàn)，代寫(xiě)醫(yī)學(xué)論文物理學(xué)史教育