物理學(xué)史在中學(xué)物理教學(xué)的作用

物理學(xué)史在中學(xué)物理教學(xué)的作用物理學(xué)史是研究物理學(xué)發(fā)展的學(xué)科，它是物理科學(xué)體系中重要的組成部分。物理學(xué)史教育是通過傳授物理學(xué)史方面的知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)意識(shí)、科學(xué)精神及科學(xué)方法等多方面品質(zhì)的過程。在教學(xué)活動(dòng)中深刻體會(huì)到，物理學(xué)史教育是中學(xué)物理教學(xué)中不可缺少的組成部分。尤其在全面推進(jìn)素質(zhì)教育，實(shí)施課程改革的今天，對(duì)發(fā)展中學(xué)生綜合素質(zhì)提出了更高的要求，物理學(xué)史的教育功能則更加明顯。但是由于缺乏物理學(xué)史教育的研究，妨礙了它在發(fā)展中學(xué)生綜合素質(zhì)方面的作用，影響了中學(xué)物理教學(xué)質(zhì)量的提高。為此，在總結(jié)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，對(duì)物理學(xué)史教育在中學(xué)物理教學(xué)中的重要性、可能發(fā)揮的作用以及加強(qiáng)物理學(xué)史教育的途徑，做了初步的研究。

一、加強(qiáng)物理學(xué)史的教育，實(shí)現(xiàn)中學(xué)物理教學(xué)目的

隨著中學(xué)全面推進(jìn)素質(zhì)教育及“跨世紀(jì)素質(zhì)教育工程”的啟動(dòng)，對(duì)中學(xué)生應(yīng)具備的基本素質(zhì)提出了更高的要求。為了迎接新世紀(jì)人才競(jìng)爭(zhēng)的挑戰(zhàn)，為了適應(yīng)知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代的特點(diǎn)，他們需要多方面的、綜合性的心理品質(zhì)。科學(xué)素質(zhì)就是其中重要的組成部分?？茖W(xué)素質(zhì)是由科學(xué)意識(shí)、科學(xué)精神、科學(xué)知識(shí)、科學(xué)方法與行為等要素組成?？茖W(xué)意識(shí)是指對(duì)科學(xué)本質(zhì)及價(jià)值的正確認(rèn)識(shí)，表現(xiàn)為對(duì)科學(xué)的積極態(tài)度，如對(duì)科學(xué)的信任、依賴、追求等?？茖W(xué)精神是指科學(xué)家進(jìn)行科學(xué)探索的積極心理狀態(tài)，其核心是實(shí)事求是的工作態(tài)度、探索創(chuàng)新的思想?？茖W(xué)知識(shí)，是指反映客觀世界的知識(shí)體系，如物理、化學(xué)等等學(xué)科知識(shí)。這里所說(shuō)的科學(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)探索的過程中?？茖W(xué)行為是指受科學(xué)思想意識(shí)支配表現(xiàn)出來(lái)的外在活動(dòng)，對(duì)于中學(xué)生來(lái)說(shuō)，主要指在生活和學(xué)習(xí)活動(dòng)中科學(xué)的習(xí)慣和方式。從目前中學(xué)學(xué)科設(shè)置的情況看，培養(yǎng)中學(xué)生科學(xué)素質(zhì)的任務(wù)，主要由物理、化學(xué)、生物等理科教學(xué)承擔(dān)，其中，物理教學(xué)的責(zé)任最重。顯然，培養(yǎng)中學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)，已成為現(xiàn)代中學(xué)物理教學(xué)不可推卸的責(zé)任，因而成為重要的教學(xué)目的之一。為了實(shí)現(xiàn)這一教學(xué)目的，需要進(jìn)一步研究物理教學(xué)中影響科學(xué)素質(zhì)發(fā)展的因素。描述了構(gòu)成科學(xué)素質(zhì)的各要素與中學(xué)物理教學(xué)內(nèi)容各組成部分之間的關(guān)系。一個(gè)人的科學(xué)意識(shí)、科學(xué)精神、科學(xué)方法和行為等大部分科學(xué)素質(zhì)要素，都要建立在對(duì)科學(xué)及科學(xué)發(fā)展過程了解的基礎(chǔ)上，才能逐漸形成，這些都與物理學(xué)史教育有密切關(guān)系。通過物理學(xué)史教育，可以培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的思維方法、創(chuàng)造性的思維能力，激發(fā)追求真理、獻(xiàn)身于人類文明進(jìn)步事業(yè)的精神。所以，為了實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代中學(xué)物理教學(xué)目的，必須加強(qiáng)物理學(xué)史教育。

物理學(xué)史中就有許多催人淚下的事例。比如：M．居里由于長(zhǎng)期從事放射性研究得了白血病逝世，為科學(xué)獻(xiàn)出了寶貴的生命；利赫曼為引雷電而捐軀；法拉第舍棄榮華富貴，幾次拒絕接受封爵而甘“平民法拉第”；布魯諾為捍衛(wèi)日心說(shuō)犧牲在羅馬鮮花廣場(chǎng)的熊熊烈火之中；伽利略為捍衛(wèi)日心說(shuō)受到羅馬教皇殘酷的迫害和折磨，但他沒有放棄對(duì)真理的追求，年近七旬又體弱多病的伽利略被迫在寒冬季節(jié)前往羅馬，跪在冰冷的石板地上接受羅馬宗教裁判所的審判，先是被判終審監(jiān)禁，后又改為在家軟禁，精神和肉體上的折磨仍然沒有動(dòng)搖他的信念，直到1642年1月8日病逝。300年以后的1979年羅馬教庭才為他公開平反昭雪?？茖W(xué)家可歌可泣的獻(xiàn)身精神對(duì)我們現(xiàn)代人應(yīng)該有所啟發(fā)。

伽利略認(rèn)真讀過亞里士多德的《物理學(xué)》等著作，認(rèn)為其中許多是錯(cuò)誤的。伽利略依靠工匠們的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)與數(shù)學(xué)理論的結(jié)合，依靠他自己敏銳的觀察和大量的實(shí)驗(yàn)成果，通過雄辯和事實(shí)，粉碎了教會(huì)支持的亞里士多德和托勒密思想體系兩千多年來(lái)對(duì)科學(xué)的禁錮，在運(yùn)動(dòng)理論方面奠立了科學(xué)力學(xué)的基石（如速度、加速度的引入，相對(duì)性原理、慣性定律、落體定律、擺的等時(shí)性、運(yùn)動(dòng)疊加原理等）。二十世紀(jì)最偉大的自然科學(xué)家愛因斯坦，被稱為“物理學(xué)革命的旗手”，就是因?yàn)樗诳茖W(xué)的道路上不斷創(chuàng)新，創(chuàng)立了一個(gè)又一個(gè)嶄新的理論體系。1905年3月他發(fā)表了論文《關(guān)于光的產(chǎn)生和轉(zhuǎn)化的一個(gè)推測(cè)的觀點(diǎn)》，提出了光的量子論，歷史上第一次揭示了微觀客體的波動(dòng)性和粒子性的統(tǒng)一，即波粒二象性；1905年6月他寫了一篇開創(chuàng)物理學(xué)新紀(jì)元的長(zhǎng)論文《論動(dòng)體的電動(dòng)力學(xué)》，完整的提出了狹義相對(duì)論，解決了十九世紀(jì)末出現(xiàn)的古典物理學(xué)的危機(jī)，推動(dòng)了整個(gè)物理學(xué)的革命。之后愛因斯坦并不感到滿足，不懈的創(chuàng)新精神促使他在真理的道路上進(jìn)行艱難曲折的探索，到1916年3月，他寫了一篇總結(jié)性的論文《廣義相對(duì)論基礎(chǔ)》，宣布了廣義相對(duì)論的創(chuàng)立。

通過物理學(xué)史的教育可以培養(yǎng)學(xué)生熱愛科學(xué)、獻(xiàn)身科學(xué)的精神，可以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神，對(duì)實(shí)施素質(zhì)教育具有重要意義。

二、凸現(xiàn)物理學(xué)史教育的功能3．進(jìn)行思想品德教育的功能

在推進(jìn)素質(zhì)中，加強(qiáng)思想品德教育是一項(xiàng)重要任務(wù)。因此，品德教育應(yīng)滲透到各科教學(xué)中。在物理教學(xué)過程中，由于眾多物理學(xué)史料中有很多品德教育素材，將品德教育與知識(shí)教育有機(jī)結(jié)合，能夠更好地發(fā)揮物理學(xué)史的思想品德教育功能。例如，布魯諾為追求真理而獻(xiàn)身；居里夫人命名新元素為“釙”以紀(jì)念祖國(guó)；富蘭克林冒生命危險(xiǎn)做“風(fēng)箏實(shí)驗(yàn)”。這些科學(xué)家的故事對(duì)學(xué)生有特殊感染力，教育效果非常明顯

三、開發(fā)物理學(xué)史教育的途徑

當(dāng)前，加強(qiáng)物理學(xué)史教學(xué)在培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素質(zhì)方面的作用，已經(jīng)成為中學(xué)物理教學(xué)改革的重要內(nèi)容之一，尤其在新課程教學(xué)中得到認(rèn)可。為此必須動(dòng)員物理教師及教材編寫、研究多方面力量相互配合與協(xié)作，構(gòu)建物理學(xué)史教育資源庫(kù)，以期達(dá)到資源共享。

1．加強(qiáng)物理學(xué)史學(xué)習(xí)，提高教師自身素質(zhì)

眾所周知，能否發(fā)揮教材教育功能的關(guān)鍵在教師。同樣，為了有效發(fā)揮學(xué)史教材的教育功能，物理教師本身也必須具有較高的物理學(xué)史素養(yǎng)，這樣他才能在掌握學(xué)史知識(shí)的基礎(chǔ)上，從認(rèn)識(shí)方法論的角度，把握物理科學(xué)的發(fā)展軌跡與規(guī)律，才能挖掘?qū)W史的教育功能。不僅如此，提高學(xué)史素質(zhì)對(duì)教師全面理解和把握物理學(xué)科的知識(shí)體系，提高教學(xué)水平，具有長(zhǎng)遠(yuǎn)的意義。

2．深入研究學(xué)史教學(xué)的規(guī)律，調(diào)整物理學(xué)史教學(xué)內(nèi)外關(guān)系

2學(xué)史教學(xué)作為一種教學(xué)活動(dòng)，必然有其自身的規(guī)律，只有掌握了這些規(guī)律，才能自如地進(jìn)行教學(xué)，才能使教學(xué)達(dá)到預(yù)期的目的。學(xué)史教學(xué)有著多方面的規(guī)律，目前需要盡快認(rèn)識(shí)和把握的，我認(rèn)為有學(xué)史教學(xué)與知識(shí)、技能教學(xué)之間的關(guān)系；各學(xué)史教學(xué)內(nèi)容之間的關(guān)系，如科學(xué)家故事、科學(xué)探索的背景、科學(xué)發(fā)現(xiàn)過程、方法論等之間的關(guān)系；教學(xué)中思想品德教育與智育之間的關(guān)系等幾個(gè)方面。教師對(duì)這些關(guān)系的認(rèn)識(shí)、協(xié)調(diào)與處理，既是提高學(xué)史教學(xué)質(zhì)量的基礎(chǔ)，也是保證其健康發(fā)展的條件。例如，只有當(dāng)真正解決好物理學(xué)史教學(xué)與知識(shí)、技能教學(xué)之間的關(guān)系，與過程、方法教學(xué)之間的關(guān)系，才能保證物理教學(xué)質(zhì)量的全面提高，才能促進(jìn)學(xué)生思想品德、科學(xué)素質(zhì)、智力和操作技能的均衡發(fā)展，而不致走向顧此失彼、矯枉過正的偏頗境地，甚至阻礙了物理學(xué)史教學(xué)的正常發(fā)展。

3．廣泛開展學(xué)史教學(xué)實(shí)踐研究，改進(jìn)教學(xué)方法

由于輕視物理學(xué)史教學(xué)的結(jié)果，使目前學(xué)史教學(xué)方法較為落后，一般僅限于講故事，“貼德育標(biāo)簽”（即在講完故事后，加上幾句口號(hào)）的傳統(tǒng)教學(xué)方法，這顯然不符合學(xué)史教學(xué)目標(biāo)的要求。為此，必須引導(dǎo)廣大教師重視學(xué)史教育，有計(jì)劃地組織物理教師在實(shí)踐中大力開展學(xué)史教育研究，深入分析教材內(nèi)容，適當(dāng)補(bǔ)充引入科學(xué)史料，積極改進(jìn)教學(xué)方法，達(dá)到學(xué)科素質(zhì)教育的目的。目前中學(xué)物理教材中學(xué)史內(nèi)容所占比例甚微（僅2%左右），其中內(nèi)容僅限于科學(xué)家故事。因此，教師應(yīng)進(jìn)行物理學(xué)史教材的分析，適當(dāng)補(bǔ)充有關(guān)科學(xué)探索的背景、科學(xué)發(fā)現(xiàn)過程以及方法論方面的學(xué)史材料，挖掘教材的教育功能。同時(shí)用現(xiàn)代學(xué)習(xí)理論為指導(dǎo)，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和能力，促使學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)物理發(fā)展歷史，領(lǐng)會(huì)科學(xué)精神，掌握科學(xué)思維方法，培養(yǎng)良好的科學(xué)行為。

教學(xué)實(shí)踐告訴我們，不僅要教給學(xué)生現(xiàn)代科技所必需的系統(tǒng)的物理知識(shí)，還應(yīng)教給學(xué)生科學(xué)的學(xué)習(xí)和研究方法，科學(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索過程，而通常的科學(xué)方法都貫穿在物理學(xué)發(fā)展的過程中。物理學(xué)具有很強(qiáng)的繼承性，許多科學(xué)家就是從對(duì)本學(xué)科的歷史研究中，開始自己的創(chuàng)造活動(dòng)的，牛頓說(shuō)過：“如果說(shuō)我比別人看的遠(yuǎn)一點(diǎn)，那是因?yàn)槲艺驹诰奕说募缟稀薄２粌H牛頓如此，