首页 -> 2008年第4期
把物理学史引入物理教学的作用
作者：王宝红
一、有助于培养学生的学习兴趣
学生对学习有了兴趣，才能表现出学习的自觉性、主动性，才能在学习中发扬开拓和探索精神，以顽强毅力去克服学习中遇到的困难。这就要求我们在教学中，不仅要把日常生活、生产劳动中发生的现象、问题与教材紧密联系起来，使学生认识到学习的现实意义，还须把历史引入教学中。把科学理论的建立，科学发现的过程，科技发明对人类社会发展的贡献用生动事例展示给学生。并通过了解物理学家的生平、各学派间的争端以及尚未解开的物理课题来激发学生学习物理的兴趣，让学生从中学习到物理学家严谨的科学态度和科学的思维方法，不断提高自身科学素质、养成良好的学习习惯，变被动学习为主动获取知识。例如，牛顿是举世公认的伟大科学家，通过介绍牛顿的生平及其科学研究历程，从而消除了科学研究的神秘感，拉近了科学家与学生的距离，激励他们把对科学家的崇拜转化为刻苦学习的动力。
同时，通过对物理学史的回顾，使学生消除了对已有物理知识来源的神秘感，了解科学技术发展的过程，懂得任何一个定律的发现和理论的建立既与社会生产力密切相关也受到物理学发展内在规律的制约，任何一部分物理知识的获得都离不开实验，可靠的、精确的、可重复的实验是物理学中决定一切的基础。因此，了解物理学史可提高人们进行科学创造的自信心和自觉性，这对于培养学生实事求是的科学态度和创造力有着十分重要的意义。同时，物理学史中有许多科学家为真理献身的动人事迹，如伽利略为宣传哥白尼的日心说而被教会终身监禁，居里夫人为研究放射性而做出了巨大的牺牲，法拉第舍弃荣华富贵，几次拒绝接受封爵而甘当“平民法拉第”，亚里士多德富有批判和怀疑精神等。这些科学家不畏艰险，不惜生命，不慕利禄，不怕权威，追求真理的高尚品质，有利于培养学生实事求是的科学态度、献身科学的探索精神，为以后的学习和研究打下良好的基础。
二、有助于对物理知识的理解和把握
根据教材编排特点，分单元讲解、分析发展史，不仅有助于学生了解各概念、定理、定律的来龙去脉和科学知识的形成过程，而且有助于学生按现有的形式和体系来理解和把握物理知识，从而逐步掌握正确的科学思维方法。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，在讲电磁感应现象的时候，以奥斯特发现电流的磁效应为线索，向学生介绍人类对磁及电和磁关系的认识过程。通过讲解安培、法拉第、愣次和麦克斯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、法拉第电磁感应、愣次定律等关键点的把握。
三、有助于对学生进行爱国主义教育，有助于学生树立辩证唯物主义观点
无论是物理规律本身还是人类认识物理规律的过程都充满了辩证哲理。物理学史为对学生进行辩证唯物主义世界观教育提供了生动丰富的素材。因而，在教学中有意识地分析和阐述物理学史中的哲学原理，引导学生在辩证唯物主义思想的正确指导下分析一些抽象的物理概念，不仅有利于学生对课文的理解，而且有利于培养学生科学的世界观，收到教书育人的效果。
我国是世界四大文明古国之一，在物理学的理论和实践中有着辉煌的成就。例如，在理论著作方面，《墨经》中对力学、光学的论述；《天工开物》中关于简单机械的记述；《梦溪笔谈》对磁角的论述；《论衡》中关于简单电现象的记述；《考工记》中关于工程技术，声音传播的记载等在当时都是遥遥领先于世界各国，就是在今天仍有参考价值。在实用技术方法，更是举不胜举。指南针、地球仪、浑天仪、船闸、石拱桥、火箭等，都是我国最早发明的。教学中结合教材内容，介绍我国在物理学方面对世界的杰出贡献，可以使学生了解祖国古代灿烂文化，激发他们的民族自尊心和自豪感。
物理学发展的历史表明：物理学的发展与人类哲学理论的发展有着极为特殊的密切关系，物理教学内容中，概念、定理、定律充满了辩证唯物主义内容。在教学中，有意识地用辩证唯物主义观点去分析物理学发展历史，阐明概念、规律，结合物理学特点，进行物质第一性、物质的运动性和对立统一、量变与质变、否定之否定规律的教育，可以使学生从中领会其中所包含的辩证唯物主义观点。例如介绍爱因斯坦的相对论时，我们就可以把“新生事物不可战胜”这一哲学观点渗透进去，讲到万有引力定律时可将“物质是普遍联系的”这一哲学观点渗透进去。
四、有助于对学生进行能力培养
物理教学的基本任务，除向学生传授物理学的基本知识外，还要发展学生能力和培养学生的探索精神，培养创造型的现代科技人才，物理学史的引入则可使学生在能力的发展中受到各种启迪。物理规律的发现离不开创造性的思维，科学家探索物理规律的历程可以用来培养学生的创造性思维能力。
例如，亚里士多德关于力是维持物体运动的原因的错误论断曾维持了两千多年。伽利略创造性地用理想实验否定了这一错误论断，发现了惯性，为经典力学的建立迈出了关键的一步。爱因斯坦称其为人类思想史上最伟大的成就之一，标志着物理学的真正开端。
近代物理史中，当光电效应规律使波动说发生危机，爱因斯坦创造性地运用光子说，揭示了光的本性——波粒二象性。德布罗意又创造性地把波粒二象性引伸到物质粒子，对物质波的波长做出了惊人的预言，跨出了人类认识微观世界关键的一步。当卢瑟福原子模型无法解释原子的稳定性和原子的不连续线状光谱时，玻尔首次把普朗克提出并经爱因斯坦发展的量子概念引入原子理论中来，建立了玻尔原子模型，成功地解释了氢原子光谱，打开了人类洞察原子结构的大门，开辟了近代物理的广阔前景。
探索历史上科学家的创造思维过程，对掌握科学创造性的内在规律，充分发挥学生的创造性，提高物理教学效果，具有重要的意义。科学家的探索精神、独创精神和丰富的想象力为学生揭示出发展能力的有益经验。
用物理学史向学生展示科学家在一些重要实验中的技巧和方法，无疑是培养学生实验能力的一个重要的途径。奥斯特发现电流磁效应的实验；法拉第发现电磁感应的实验；托马斯·杨把一束光分成两束，得到相干光源，第一次成功地观察到光的干涉现象；库仑巧妙地对分小球带电量，研究出点电荷相互作用的规律；赫兹验证电磁波存在的实验；卢瑟福用ａ粒子轰击金箔发现原子核式结构的实验，无不闪耀着科学家智慧的光辉，对学生实验能力的培养发挥积极的作用。
教学实践告诉我们，不仅要教给学生现代科技所必需的系统的物理知识，还应教给学生科学的学习和研究方法，科学既是一种人类的知识体系又是人类认识世界的一种方式和探索过程，而通常的科学方法都贯穿在物理学发展的过程中。物理学具有很强的继承性，许多科学家就是从对本学科的历史研究中，开始自己的创造活动的，牛顿说过，“如果说我比别人看的远一点，那是因为我站在巨人的肩上”。不仅牛顿如此，凡是做出重大贡献的物理学家都是善于批判和继承的。学习物理学史有助于活跃思维，增强胆识，使学生更自觉地继承前人的事业，有效地进行学习研究。因此，把物理学史引入物理教学是提高物理教育质量的一个重要的手段。我们有必要在这方面做进一步探索，把物理学史的精神贯穿到整个物理学科的教学中去。
（责任编辑孙晓雯）