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1、试析大学物理教学中物理学史的作用试析大学物理教学中物理学史的作用太原大学教育学院物理系太原大学教育学院物理系 胡轶胡轶摘要摘要 随着科学技术迅猛发展，作为研究科学发展历程的学科之一，物理学 史在教育中的功能和作用日益突显出来，其教育地位也越来越受到重视。所以 将物理学史引入教学中也已成为国际上物理学教育改革的趋势之一。然而由于 多方面的原因，特别是认识上的分歧，致使这种思想在我国未能得到应有的重 视。因此，在我国教育改革的宏观背景下，将物理学史教育引入物理教学具有 非常重要的意义。 关键词：关键词：物理学史 教育改革 教育功能 教育作用从20世纪50年代以来，重视物理学史教育地位，把物理学史引
2、入物理学教 学中已成为国际上物理学教育改革的趋势之一。20世纪80年代，我国就有人提 出了相应的设想和措施。然而由于多方面的原因，特别是认识上的分歧，致使 这种思想未能得到应有的重视。随着科学技术迅猛发展，学科间相互融合、渗 透、交叉发展已成为无法回避的客观趋势，使得物理学史在物理教育中的功能 和作用更加突出的显现出来。物理学史是研究物理学发展历史的科学，它是伴随着人类的发展而形成并 发展起来的，它是以人类和物理世界对话的历史为研究对象的，融合了与物理 学有关的自然科学以及社会科学的知识，是一门与自然科学、人文科学、思维 科学等多门学科紧密结合、相互渗透的综合科学。它集中体现了人类探索和逐 步
3、认识物理世界的现象、特性、规律和本质的历程。任何一个具体的物理知识 和理论体系都是汇集许多人的研究成果而建立起来的，常常是几十年、甚至上 百年的努力才能迈出有意义的一步。它包含着认识论和方法论的因素，包含着 探索者的艰辛与悲欢，又体现着认识过程中理论与实践、继承与突破、理性与 非理性的辨证统一，因而也包含着丰富的“教书育人“的教育因素。因此，在物 理教学中引入物理学史教育具有非常重要的意义。1.1.通过物理学史的学习，可激发学生对物理学科的兴趣和通过物理学史的学习，可激发学生对物理学科的兴趣和探究欲探究欲传统的物理教学十分重视物理体系的建立和知识的传递，却往往忽视了对 学生学习欲望的培养，造成
4、了多数学生反映物理学是一门难学的课程。而物理 学史恰好可以弥补其不足。他展示了一幅理论与实验交叉、失败与成功并存、 逻辑与非逻辑思维并用的丰富多彩的画面，物理学思想与方法的演变、物理学 发展跳动的脉搏，都可以调动学生的情绪，唤起他们强烈的好奇心和奋发向上 的激情，引起浓厚的兴趣和积极的思考。如果教师在教学中经常穿插一些物理 学史的材料，为学生创设一个生动活泼、自觉主动的学习环境，将物理学上一些重大知识的发现历程融入到教学中，让学生自己“参与”物理知识的发现过 程，一个自然奥秘破释了，又一个新的难题提了出来，在这种好奇心永无休止 的满足中体会科学发现的乐趣和心理上的满足。 譬如：十七、十八世纪，
5、由于牛顿力学的建立和热力学的发展，不仅有力 地推动了其他学科的进展，而且适应了研制蒸汽机和发展机械工业的社会需要， 引起了第一次工业革命，极大改变了工业生产面貌。到了十九世纪，在法拉第、 麦克斯韦电磁理论的推动下，人们成功地制造了电机、电器和各种电讯设备， 引起了工业电气化改革，使人类进入应用电能的时代，这就是第二次工业革命。 二十世纪以来，由于相对论和量子力学的建立，人们对原子、原子核结构的认 识日益深入，人们实现了原子核和人工放射性同位素的利用，而由于量子力学 微观理论的成果，又直接促成了半导体、核磁共振、激光等新技术的发明，人 类进入原子能、电子计算机、自动化、半导体、激光、空间科学等新
6、技术的时 代。通过这样的介绍，学生认识到了学习和掌握物理知识的重要性和必要性， 学习动机得到了激发。可能从此就把学好物理以便将来更好地从事工作，乃至 成为一名科技工作者作为自己的一种选择。2.2.通过物理学史的学习，可增强学生对物理知识的全面理通过物理学史的学习，可增强学生对物理知识的全面理解和掌握解和掌握物理教学不仅要教授物理知识，还要把相关的历史背景介绍给学生。传统 的物理教学主要是依据教材知识内容编排特点及顺序，分单元、分章节进行讲 解。从而物理学史的介绍就较为简略，主要也已片段式介绍为主。虽然学生能 够掌握相关内容的理论、事实、结论、公式和计算方法，但并不等于真正理解 了知识的深刻本质
7、和丰富的内涵。这样就容易造成学生掌握物理知识不深刻、 不牢靠，知识点也较易混淆。通过教学中加入物理学史可以整合物理学的知识 体系，能够为教学提供宏观、中观、微观的背景，将其融入物理教学中，不但 能够克服“知识片断化”的现象，加深学生对知识结构的理解，还可以帮助学 生澄清疑难问题。事实证明，教学中的难点往往是在物理学史上有过争论的问 题，如果在相应教学中融入物理学史，让学生进行心理上的“重演”，则可以 促进学生对这些问题的理解。 例如，在讲到力的概念时，从古希腊的亚里士多德，到伽利略、牛顿，循 着伟人的研究历程，从而加深学生对力的概念的理解。在讲“电磁感应“的时候， 以奥斯特发现电流的磁效应为线
8、索，向学生介绍人类对磁现象以及电和磁关系 的认识过程。通过讲解安培、法拉弟、愣次和麦克韦等人在揭示电磁关系工作 中的艰辛努力和所取得的成果，使学生在有了对电磁发展总体认识的基础上， 加深对教材的理解和对左、右手定则、法拉弟电磁感应、愣次定律等关键点的 把握。3.3.通过物理学史的学习，有助于对学生进行科学思维的训通过物理学史的学习，有助于对学生进行科学思维的训练练物理学理论的发展突出表现在物理学基本观念的演变上，物理学基本观念 的变更集中地反映着物理学思想的根本变革，物理学发展的历史就是物理学思 想演变的历史。它充分展现了物理科学发现的历程，客观地记录了研究物质世 界的科学思想方法，这是人类珍
9、贵的精神遗产。物理学的思想方法可以说是物 理学的灵魂，在物理学逐步的发展过程中，许多物理学家正是在一系列正确思 想和方法的指导下，去成功研究物理现象、过程和构建物理学理论体系的。正 如海森伯指出的：“从根本上说，每一个概念体系的发现，实际上等于是发现 了一个新的思想方法。”汤姆逊也曾在卢瑟福获得诺贝尔奖的庆祝会上说： “能够对科学做出的一切贡献中，思想的突破是最伟大的。”历史发展也表明， 物理学上每一个重大的发展，总是以物理观念、物理思想的突破为先导和基底 的。因此，通过物理学史的学习，将会使学生深刻理解物理学理论的变革与物 理学观念转变的一致性，认识到物理学的各个理论体系都有其相应的基本观念
10、 和思想方法；同时，还可以使学生意识到必须用一种新的思想观念和思维方法 去学习新的理论。4 4. .通过物理学史的学习，有助于培养学生掌握科学的学习方通过物理学史的学习，有助于培养学生掌握科学的学习方法法中国有句古话叫“授人以鱼不如授人以渔”，现代教育理论也十分强调在对 学生进行基础知识和基本技能教育的同时，还要进行科学方法的教育。所以物 理教学中不仅应包括物理知识，还应对学生进行科学方法论教育，培养其物理 思维方式、理想素养和态度，使其在其它的学习和工作中，会运用以物理为代 表的科学方法论和认识论去探索问题和解决问题。法国物理学家贝尔纳说过， “良好的方法能使我们更好地运用天赋的才能，而拙劣
11、的方法则可能阻碍才能 的发挥”。由此可见，学习科学方法对培养学生的智能是至关重要的。纵观物 理学发展史，凡在物理学中卓有成就的物理学家，大都有独特的研究方法。掌 握科学方法要比单纯地掌握科学知识重要得多，这里的科学方法不是指如何解 题的“解题方法”，而是指科学家们在完成他们的研究工作中所运用的“程序” 或“法则”。物理学家费曼就曾说过：“科学是一种方法，它教导人们：一些 事物是怎样被了解的，什么事情是已知的，现在了解到什么程度(因为没有事情 是绝对已知的)，如何对待疑问和不确定性，证据服从什么法则，如何去思考事 物，做出判断，如何区别真伪和表面现象。” 如果教师在教学中能结合具体问题，注意讲清
12、思考问题和解决问题的方法， 无疑会有益于学生思维能力和学习能力的提高。物理学中经常提到的方法有： 演绎归纳、分析综合、类比联想，以及理想化法、模型法、统计法等，都可在 物理学的发展历史中找到成功的例子。例如，伽利略的落体运动规律是在逻辑 推理与科学实验的研究方法之上获得的；质点、刚体、简谐振动、理想气体、 点电荷等知识都用到了模型法。在学习上，凡是在一定程度掌握了上述方法的学生，他们对物理概念理解都比较深刻，对物理规律应用得比较灵活，也不感 到物理学抽象难学。因此，在物理教学中有目的地将物理学家们在物理研究中 的方法介绍给学生，可以大大提高学生理解问题、分析问题和科学想象的能力。5.5.通过物
13、理学史的学习，使学生树立正确的价值观通过物理学史的学习，使学生树立正确的价值观物理学家劳厄说：“重要的不是获得知识，而发展思维能力，教育无非是 一切已学的东西都遗忘掉的时候所剩下的东西。”物理学史中有丰富的德育资 源，只要我们认真钻研教材和物理学史有意识、有计划的把德育内容实施到物 理教学中去，做到育德育与教学中，使学生在学习物理知识的同时，又受到了 德育熏陶。只有这样才能真正做到教书和育人的统一。 在物理学发展史上许许多多科学大师的高尚品德和人格魅力为世人所称赞。 他们坚持真理、实事求是、不惧失败、淡泊名利、不畏艰险、不惧权势，表现 出崇高的敬业精神、无私的奉献精神等，这不仅是物理学界的骄傲
14、，而且是人 类精神宝库中不可或缺的一种人文精神。富兰克林为了研究雷电冒着生命危险 做了震动世界的“费城实验”；居里夫人发现镭后，不要商业专利，无私地让 镭为全人类服务；布鲁诺为科学真理不惜献出生命，这些都震撼着人们的心灵。 科学是一把双刃剑，要使科学真正造福人类，必须从人文价值的视野中来看待 和理解科学。通过物理学史可以看出，几乎所有的物理学家都关心研究成果要 应用于社会的健康发展。物理学家运用自己的社会影响，反对战争，关注社会 和正义，他们的社会良知和人格魅力对于人类的作用早已被人们所普遍认同， 显示了耀眼的人文精神光辉。参考文献：【1】厚宇德著物理文化与物理学史杭州浙江科学技术出版社， 2
15、0054 【2】李艳平、中先甲主编物理学史教程北京科学出版社，20031 【3】青峰编. 简明物理学史 .南京大学出版社 ，2007.2. 【4】程民治 物理学史教学的作用与改革J现代物理知识，1997(6) 【5】申先甲，等 谈谈物理学史在素质教育中的作用(续)J大学物理， 2000(2)A Brief Analysis the function of physics history in the university physics teaching （Education Institute of Taiyuan University Huyi） Abstract: History of
16、physics is one subject of the research on the History of Scientific Development. With the rapid development of science and technology ，the educational functions and roles of physics history have been increasingly fleshed out, and its educational status are also being given more and more attention. Therefore, inducting the subject into the physics teaching has become one of the trends of the international physics education reform .However, due to a number of
