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1、浅谈物理学史在中学物理教学中的作用 作者：毕胜韩 新课改使科学史与物理教学结合更有益于培养学生科学思维方 法，创造性的思维能力，激发追求真理献身于科学精神，所以我认 为物理学史在中学物理教学中的作用有以下几个方面： 1、物理学史能激发学生学习物理兴趣。 兴趣是人要求获得知识的一种积极心理表现，它对于顺利取得 知识、开阔眼界、丰富精神生活和推动不断学习，是一种最强大的 内部动力，爱因斯坦说过，兴趣是最好的老师，一个人对某一事物 有了浓厚的兴趣，他掌握该事物的可能性就有了成功的重要保证， 学生一旦有了学习兴趣，他们就会自觉地主动地学习，即使学习中 遇到困难，也会努力克服，这就要求我们在教学中不仅要
2、把物理知 识传授于学生，还须把物理学史引入教学中，如在讲匀变速直线 运动研究一章时，课前让学生在互联网上查找本章提到的四位科 学家（普朗克、亚理士多德、伽利略、爱因斯坦），了解他们生平 及主要成果。上第一节时我请几位同学介绍这四位科学家时，学生 们表现得异常活跃，纷纷举手回答，虽然答得不全，但课堂气氛非 常好，然后我有意提出根据查阅的资料谈一谈，你们最崇拜的科学 家是亚理士多德还是伽利略，并阐述理由。有的学生说：我崇拜亚 理士多德，是因为他非常聪明，3 岁就认识不少字，经常与老师辩 论，将老师问得面红耳赤，他是古希腊哲学家、科学家和教育家， 他最先把哲学从其他科学中独立出来，创立了形式逻辑学，
3、他的著 作是古代的百科全书，恩格斯称他是最博学的人。有的学生说：我 崇拜的是伽利略，因为他善于观察、思考和实验，他利用严密的逻 辑推理和理想实验推翻了长达两千多年的亚理士多德的错误理论： 重的物体比轻的物体下落快。另外他还证明了摆的等时规律，他是 意大利著名的科学家，他在许多科学领域都卓有成效，是世界上首 先融会贯通数学、天文、物理三门科的科学巨人，他将实验和逻辑 推理包括数学推演和谐地结合起来，从而有力地推进了人类科学认 识的发展被誉为“近代科学之父”。 所以说象这样物理学史的教学，有助于活跃思维，增强胆识， 学生更加自觉地继承前人的事业，有效地进行学研究，激励他们把 对科学家的崇拜转化为学
4、习动力。同时引发了学生学习物理知识的 浓厚兴趣。 二、有利于培养学生的科学思维和科学方法。 新课标明确提出要学生体验科学探究的过程，培养科学探究能 力，而物理学家的科学探究过程与学生的认识过程在物理学研究方 法上基本相似，这种相似性决定了物理基础知识教学与物理学研究 方法是密切联系，不可分割的。物理学研究方法担负着发现、建立、 检验、运用和发展物理教学的过程性要求，使学生更好地获得物理 知识，掌握物理学的基本原理和规律，然而现实教材是：概念和规 律的发现已经被浓缩了，隐去曲折复杂的思维过程，呈现给学生的 是经过科学整理加工过的严密的抽象精练的若干条言语。物理教师 让学生经历科学探究过程，从中体
5、会科学方法，科学思维。所以物 理学史的讲解使学生熟悉科学家发现规律的思维过程和科研方法， 并从中受到启示，这比掌握物理知识、技能更为重要。所以我在讲 “匀变速直线运动研究”的第六节时，我向同学们说：亚里士多德 对自然的研究仅仅停留在“观察”和“理解”的层面上，致使人们 认为物体下落快慢由它们的重量决定的。以至于其后两千多年的时 间里大家都奉为经典，然而伽利略认为亚里士多德的判断是错误的。 他是这样推理的，如亚里士多德所说，一块大石头的下落速度要比 一块小石头的下落速度大，假如大石头的下落速度为 8，小石头的 下落速度为 4，当我们把两块石头捆在一起时，大石头会被小石头 拖着而减慢，结果整个系统
6、的下落速度应该小于 8，但两块石头捆 在一起，总的重量比大石头还要重，因此整个系统下落的速度比 8 还大，这样，就从“重物比轻物落得快”的前提推断出互相矛盾的 结论，这使亚里士多德的理论陷入困境，为了摆脱这种困境，伽利 略认为只有一种可能性：重物与轻物应该下落得同样快，伽利略没 有仅仅停留在逻辑思辩上，而是继续做斜面实验，他发现，落体的 速度越来越快，是一种匀加速运动而且加速度与重量无关，他还发 现斜面越陡，加速度越大，斜面越平，则加速度越小，在极限情况 下，斜面垂直相当于自由下落，不同物体的加速度是一样的，伽利 略最终用“理想实验”由斜面情形推到自由落体。伽利略比他的前 人更伟大，就在于他首
7、先采用以实验检验猜想和假设的科学方法， 在他之前，学者们总是通过思辩性的论战来决定谁是谁非。正如爱 因斯坦对伽利略的赞扬：伽利略的发现以及他所应用的科学的推理 方法是人类思想史上最伟大的成就之一，而且标志着物理学的真正 开端。通过以上物理学史的学习，向学生揭示了科学探究的一般方 法：对现象的一般观察提出假说运用逻辑包括数学得出推 论通过实验对推论进行检验对假说进行修正和推广，从而 使学生从中领略到什么是科学探究，科学家是怎样用科学进行研究 的，受到科学的思维方法的熏陶，有利于学生从“机械学习、被动 思考、获得知识”向“灵活学习、积极思考、勇于探索”转化，获 得真正的知识。 三、激发学生的创新思
8、维、培养学生的创新能力。 二十一世纪最缺乏的是具有创新意识的人才，没有创新就不会 有划时代的发展，创新意识是科技人才的最重要的基本素质之一， 现代科学教育，必须重视培养学生的创新意识和创新能力，爱因斯 坦有一句很著名的话：提出一个问题往往比解决一个问题更重要， 因为解决一个问题有时仅仅是一个数学上或实验上的技巧，而提出 新的问题新的可能性从新的角度去看旧的问题，却需要创造性的想 象力，而且标志着科学上的真正进步。 中学物理教学中应结合物理学史讲清理论的由来和发展，讲它 的成功以及它的缺陷和局限，物理学史展现的知识是一种动态的变 化的知识，呈现出人类对物理现象的认识不断深化的过程，这种过 程既突
9、显了科学家们不迷信权威，不迷信书本，敢于怀疑的创新精 神，同时也隐喻着人类对自然的认识是无止境的，从而深刻的促进 着人们的思想解放。我在讲匀变速直线运动研究第 6 节时，我 说，伽利略他在青年时代就敢怀疑亚里士多德的理论，并大胆提出 重物和轻物下落一样快，后来经过实验最终粉碎了教会支持的亚里 士多德和托勒密思想体系两千多年来对科学的禁锢，在运动力理论 方面奠立了科学力学的基石（如速度、加速度的引入、相对性原理、 惯性定律、落体定律，摆的等时性、运动叠加原理）。这样的物理 学史的教育，使得学生懂得善于提出问题，提出一个新异又深刻的 问题，必然会导致科学的一个重大突破，才会使科学真正的进步。 二十
10、世纪最伟大的自然科学家爱因斯坦被称为“物理革命的旗手” 就是因为他在科学的道路上不断创新，创立了一个又一个崭新的理 伦体系。 在我们已往的教学中，经常要培养学生“分析问题和解决问题 的能力”而忽视了“提出问题的能力”，但对于培养有创造性的能 独立思考的科学人材来说，后一点是最重要的，创新是一个民族进 步的灵魂，是一个国家兴旺发达的不竭动力，当今世界越来越成为 社会生产力解放和发展的重要标志越来越决定着一个国家，一个民 族的发展过程。人类社会正在经历新的科学技术革命，科学技术已 成为经济社会发展的决定力量，综合国力竞争的核心就是自主创新 能力的竞争，目前，我国已经进入到必须依靠自主创新才能加快发
11、 展的新阶段，如果我们不掌握更多核心技术，不具备强大的自主创 新能力就很难在世界竞争格局中把握机遇，甚至有可能丧失维护国 家安全的战略主动权。所以说在物理教学中要有适当的物理学史的 教育，会使学生在很短时间内“亲身经历”一下物理知识的发育过 程，了解物理学探索过程中问题背景的演化，以及重大物理学问题 产生的历史条件及其所导致的深远后果，使学生明白了怀疑和批判 精神对科学发展是不可或缺的。没有创新意识和创新能力，社会就 不会有更大的发展。 四、培养良好的思想品德 在推进素质教育中，加强思想品德教育是一项重要任务，因此， 品德教育应渗透到各科教学中，在物理教学过程中，由众多物理学 史料中有许多品德
12、教育素材，将品德教育与知识教育有机结合，能 够更好地发挥物理学史的思想品德教育功能，物理学史的精神价值， 主要蕴含在科学家的科学理想，献身精神以及光辉言行和高尚品格 中，科学大师们的生动事迹会给学生人生价值的追求以深刻的影响， 物理学史上大量的事例表明追求真理的科学思想和献身科学的牺牲 精神，是科学伟人们取得成就的崇高思想境界的支持。 在讲匀变速直线运动的研究时，我向学生们讲了伽利略为 科学献生的故事。如：伽利略为捍卫日心说受到罗马教皇残酷迫害 和折磨，但他没有放弃对真理的追求，年近七旬体弱多病的伽利略 被迫在寒冬季节前往罗马，跪在冰冷的石板上，接受罗马宗教裁判 所的审判，先是判刑入狱，后来改
13、为在家监禁，尽管如此，他仍然 坚持研究工作，并将自由落体等方面的研究成果转送荷兰，于 1638 年出版了两种新科学的对话这部著作的出版，奠定了伽利略作 为近代力学创始人的地位。300 年以后的 1979 年罗马教庭才为他公 开平反照雪，科学家可歌哥泣的献身精神对我们现代人应该有所启 发。又如布鲁诺为捍卫日心说牺牲在罗马鱼花广场的熊熊烈火之中； 开普勒贫病交加，历受迫害死于小客店内，法拉第鄙视名利，终生 进行实验、探索，最后死在书桌旁，居里夫妇为提炼镭元素而甘受 放射性的损害，他们的女儿、女婿也因长期从事放射性研究损害了 健康而英年早逝。这些感人事例，对于培养学生的科学理想和科学 精神是很有感染
14、力的，通过物理学史在中学物理教学中的结合，对 培养学生良好的思想品德方面可以发挥重要作用。 总之，在高中物理教学中，有目的的渗透物理学史是完全必要 的，也是切实可行的，物理学史的教育可以激发青年学生学习科学 知识的热情；可以促使学生领悟科学的思维和科学的研究方法的重 要性，可以有利于培养学生的创新意识和创新能力，可以感染学生， 使他们从小具有追求真理、永不退缩为科学献身的精神。 物理学史与物理教学相结合的情况分析及改进物理学史与物理教学相结合的情况分析及改进 建议建议 作者：侯新杰,赵 文章来源：中学物理教与学 点击数： 1946 更新时间：2007-8-6 物理学史与物理教学结合是国内外基础
15、教育改革的一项重要课题。传统物理教育对 科学知识建构的过程和科学方法教育没有给以足够重视，影响了学生的兴趣、态度、 情感和创造力培养，不利于学生理解科学本质，不利于培养学生的科学精神和创新能 力。萨顿“将科学史作为联结科学文化和人文文化之间的一座重要桥梁”的观点，使 得科学史与科学教学结合的作用日益受到重视。物理学史和物理教学的结合是改革传 统物理教学的一种有益手段。 我们分析我国课改前后的物理教材，发现把物理学史引入物理教材这方面的试验 有了很大的改进，但仍存在不足。针对这种情况，本文进一步就物理教材中引入物理 学史的数量形式、途径等进行讨论。 一、课改前物理学史与物理教学结合的情况 许多国
16、家都十分重视物理学史与物理教学结合。与美国等国家相比，在物理学史 与物理教学结合方面，我国仍有不小的差距。这与我国科学史学科研究的规模、水准 和相关理论的落后以及认识上的不足有关。 我国初中物理教学大纲中仅在“进行思想教育”的部分谈到：“物理教学必须结 合有关内容对学生进行思想教育。物理教学中的思想教育，主要是辩证唯物主义教育 和爱国主义教育”。“进行爱国主义教育，就是要介绍科学家热爱祖国的事迹，介绍 我国历史上和科学技术文献，介绍我国现代的科学技术成就，讲述祖国和家乡建设的 发展前景及其对青年一代的殷切期望，培养民族自豪感、社会责任感和对社会主义祖 国的热爱，树立为祖国和家乡的繁荣富强而努力奋斗的志向。”（注：中华人民共和 国国家教育委员会制订.九年义务教育全日制初级中学物理教学大纲.北京：人民教育 出版社，1992）在高中的物理教学大纲中，也有类似的且更为简要的提法，只是在具 体大纲中涉及万有引力定律时，讲到“要强调人类对天体运动的认识过程，介绍万有 引力定律的发现及其对人类认识的意义。”（注：中华人民共和国国家教育委员会制 订.全日制普通高
