摘要：物理學(xué)史是一門自然科學(xué)、人文科學(xué)、社會(huì)科學(xué)和思維科學(xué)相互滲透的綜合科學(xué)，它包含了豐富的素質(zhì)教育素材。把物理學(xué)史引入大學(xué)物理課堂中，有利于培養(yǎng)大學(xué)生的思想道德素質(zhì)、科學(xué)素質(zhì)以及人文素質(zhì)，從而達(dá)到素質(zhì)教育的目標(biāo)。

關(guān)鍵詞：物理學(xué)史；素質(zhì)教育；作用

中圖分類號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1003-6148(2008)11(S)-0006-2

素質(zhì)教育是當(dāng)代教育的重要目標(biāo)之一，作為大學(xué)生重要基礎(chǔ)課之一的大學(xué)物理課也應(yīng)該在素質(zhì)教育中發(fā)揮其應(yīng)有的作用。在這方面，物理學(xué)史以其獨(dú)特的內(nèi)容，架起了大學(xué)物理與素質(zhì)教育的橋梁。物理學(xué)史以物理學(xué)發(fā)展為研究對(duì)象，融合了與物理學(xué)有關(guān)的自然科學(xué)和社會(huì)科學(xué)的知識(shí)，是一門自然科學(xué)、人文科學(xué)、哲學(xué)等多門學(xué)科相互聯(lián)系、相互滲透的綜合科學(xué)；把物理學(xué)史引入大學(xué)物理教學(xué)中，對(duì)提高學(xué)生的思想道德、科學(xué)素養(yǎng)及人文素質(zhì)方面都有重要的作用。下面就從這三個(gè)方面分別闡述物理學(xué)史對(duì)素質(zhì)教育的作用。

1 物理學(xué)史可以培養(yǎng)學(xué)生的思想道德素質(zhì)

物理學(xué)史對(duì)大學(xué)生思想道德素質(zhì)的培養(yǎng)是多方面的。首先，通過(guò)在大學(xué)物理課堂中引入物理學(xué)史，可以培養(yǎng)學(xué)生的愛(ài)國(guó)主義精神。眾所周知，中國(guó)不僅有著輝煌燦爛的歷史文化，而且在力、熱、電、磁、光等物理學(xué)方面也有著突出的貢獻(xiàn)。例如，早在春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)期，墨子在《墨經(jīng)》中就提到光的直線傳播，并用它解釋了小孔成像。此外，近代中國(guó)也有不少科學(xué)家對(duì)物理學(xué)做出了重大貢獻(xiàn)，尤其在粒子物理方面。例如，1930年物理學(xué)家趙忠堯在美國(guó)加州理工學(xué)院作研究生時(shí)，通過(guò)正負(fù)電子對(duì)湮滅實(shí)驗(yàn)第一次捕捉到正電子；在60年代，我國(guó)科學(xué)家與國(guó)外科學(xué)家同時(shí)提出了核子的層子模型；楊振寧和李政道提出了弱相互作用中的宇稱不守恒，并被吳健雄驗(yàn)證；丁肇中發(fā)現(xiàn)J/ψ粒子等等。通過(guò)在課堂中講述這些物理學(xué)史知識(shí)，不僅可以活躍課堂氣氛，而且可以激發(fā)學(xué)生的愛(ài)國(guó)熱情和民族自豪感。

其次，把物理學(xué)史引入課堂，還可以培養(yǎng)學(xué)生的無(wú)私奉獻(xiàn)精神。任何一位作出重大貢獻(xiàn)的物理學(xué)家都具有對(duì)科學(xué)的執(zhí)著與無(wú)私奉獻(xiàn)的精神，通過(guò)在課堂中講解一些相關(guān)典故，可以培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神。例如，在講解發(fā)現(xiàn)天然放射性時(shí)，可以讓學(xué)生了解居里夫人如何在丈夫不幸被馬車撞死后仍繼續(xù)研究，終于在1910年與德比恩一起分離出純凈的金屬鐳后，卻因長(zhǎng)期受放射線的照射而患上白血病的經(jīng)歷。又如，在講解麥克斯韋電磁學(xué)方程組時(shí)，可以講麥克斯韋晚年，在其學(xué)說(shuō)沒(méi)有人理解，妻子又久病不愈的雙重打擊下，仍繼續(xù)從事實(shí)驗(yàn)室工作，從未中斷，并且完成了宏偉巨著《電磁理論》，使他成為大家公認(rèn)的繼牛頓之后的最偉大科學(xué)家。

最后，通過(guò)物理學(xué)史教育，還可以培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)結(jié)協(xié)作與團(tuán)隊(duì)精神。物理學(xué)中的許多顯著成就是不少物理學(xué)家之間相互幫助、協(xié)作取得的。例如，法拉第是電磁學(xué)領(lǐng)域中的一位實(shí)驗(yàn)物理學(xué)家，而麥克斯韋具有高超的數(shù)學(xué)理論水平和邏輯推理能力， 他繼承和發(fā)展了法拉第力線和場(chǎng)的概念，運(yùn)用數(shù)學(xué)理論，把法拉第用來(lái)描繪場(chǎng)和力線、力管的定性理論遷移到定量理論，從而建立起電磁場(chǎng)理論的完整體系——麥克斯韋方程組。又如，由丁肇中教授領(lǐng)導(dǎo)的阿爾法磁譜儀實(shí)驗(yàn)是一個(gè)大型國(guó)際合作科學(xué)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，包括美國(guó)、中國(guó)、意大利、瑞士、德國(guó)、芬蘭等國(guó)家和地區(qū)的37個(gè)研究機(jī)構(gòu)的物理學(xué)家和工程師參加，僅中國(guó)參加的科學(xué)家和工程師就不下200人，其目的是尋找太空中的反物質(zhì)和暗物質(zhì)，而這樣的項(xiàng)目只有靠集體的力量才能完成。

2 物理學(xué)史可以培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)創(chuàng)造能力

把物理學(xué)史引入物理教學(xué)中，可以培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)創(chuàng)造能力。首先，因?yàn)橐刖哂辛己玫目茖W(xué)創(chuàng)造能力，必須有懷疑和批判精神，而這在物理學(xué)史上不乏其例。近代物理中的狹義相對(duì)論和量子力學(xué)都是建立在懷疑精神之上的。十九世紀(jì)末，處在頂峰的經(jīng)典物理學(xué)卻無(wú)法解釋“物理學(xué)上空的兩朵烏云”——邁克爾遜-莫雷的實(shí)驗(yàn)和黑體輻射。愛(ài)因斯坦和普朗克等物理學(xué)家勇于懷疑經(jīng)典物理理論，提出了狹義相對(duì)論和量子力學(xué)。1956 年，當(dāng)“τ-θ疑難”擺到物理學(xué)家面前時(shí)，我國(guó)物理學(xué)家楊振寧和李政道首先對(duì)從未被人懷疑過(guò)的宇稱守恒定律提出了質(zhì)疑，大膽提出了弱相互作用中宇稱不守恒的假說(shuō)。 

其次，還要敢于并善于提出科學(xué)問(wèn)題，它體現(xiàn)在每項(xiàng)物理學(xué)的重大突破。從物理學(xué)史可以看出，幾乎每一次重大的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)或理論突破，都是從敢于和善于提出新的科學(xué)問(wèn)題開始的，正是隨著科學(xué)問(wèn)題的突破，物理學(xué)才獲得了重大發(fā)展。例如，洛倫茲（1904年）早于愛(ài)因斯坦（1905年）提出了洛倫茲變換式，但科學(xué)界幾乎一致公認(rèn)愛(ài)因斯坦是相對(duì)論的創(chuàng)始人。原因在于雖然兩人所得的公式是一樣的，但他們對(duì)問(wèn)題的提法卻大不相同：洛倫茲的問(wèn)題是如何在絕對(duì)時(shí)空觀的框架里解決以太漂移問(wèn)題；而愛(ài)因斯坦提出的問(wèn)題則是如何使電磁學(xué)規(guī)律滿足相對(duì)性原理。正是因?yàn)樘岢龅膯?wèn)題不同，導(dǎo)致了洛倫茲理論的夭折，由此可見善于提出科學(xué)問(wèn)題的重要性。在我們以往的教學(xué)中，經(jīng)常提到“要培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力”，而忽視了“提出問(wèn)題的能力”。通過(guò)在課堂中引入物理學(xué)史可以加以彌補(bǔ)。

最后，還要富有想象力、洞察力和判斷力，這些能力的培養(yǎng)都蘊(yùn)涵在物理學(xué)史中。典型的例子如牛頓研究蘋果落地，牛頓從蘋果落地的現(xiàn)象想到引力必定會(huì)延伸到極遠(yuǎn)的月球上，迫使它作環(huán)繞地球的軌道運(yùn)動(dòng)。進(jìn)而又把引力思想擴(kuò)大到一切天體和一切物體，最后概括出萬(wàn)有引力的概念。另外，科學(xué)研究要有判斷力。例如，當(dāng)?shù)虏剂_意提出的物質(zhì)波概念傳到蘇黎世時(shí)，德拜就組織了一個(gè)報(bào)告會(huì)，并建議他的學(xué)生薛定諤作了關(guān)于物質(zhì)波的報(bào)告。在報(bào)告后，德拜作了預(yù)言性的判斷：“有了波，就應(yīng)有一個(gè)波動(dòng)方程?！本褪窃谶@個(gè)判斷的啟發(fā)下，薛定諤不久就提出了著名的薛定諤方程，成為量子力學(xué)的基本方程。一個(gè)正確的判斷，開辟了一個(gè)基本理論的道路。

3 物理學(xué)史可以培養(yǎng)學(xué)生的人文素質(zhì)

一位物理學(xué)家說(shuō)過(guò)：“只有把科學(xué)和人文科學(xué)融合為一體，我們才能期望達(dá)到與我們的時(shí)代和我們這一代人相稱的智慧的頂點(diǎn)?！庇捎谖覈?guó)長(zhǎng)期以來(lái)的文理分科的教育模式，使物理教育與人文教育長(zhǎng)期分離，這不但違背了科學(xué)的發(fā)展趨勢(shì)，而且還限制了人才跨學(xué)科發(fā)展的潛力。物理學(xué)史由于其自身特點(diǎn)及其獨(dú)特的內(nèi)容，架起了物理學(xué)與人文科學(xué)之間的橋梁。下面從三個(gè)方面介紹物理學(xué)史與人文素質(zhì)的關(guān)系。

首先，物理學(xué)史與哲學(xué)有著密不可分的關(guān)系。在物理學(xué)的發(fā)展過(guò)程中，許多物理學(xué)家也是哲學(xué)家，例如亞里士多德、帕斯卡以及培根等。他們以哲學(xué)思想作為物理學(xué)研究的方法論，又用物理學(xué)中的結(jié)論作為修正哲學(xué)規(guī)律的依據(jù)。物理學(xué)史本身就融合了哲學(xué)史，在整個(gè)物理學(xué)史發(fā)展過(guò)程中，始終貫穿著唯物主義與唯心主義的尖銳斗爭(zhēng)，貫穿著辯證法與形而上學(xué)的激烈斗爭(zhēng)，正是由于物理學(xué)的發(fā)展促使唯物主義最終戰(zhàn)勝了唯心主義。

其次，物理學(xué)史是人類認(rèn)識(shí)自然、改造自然的歷史記錄，是人類文明史的一部分。它通過(guò)對(duì)物理學(xué)發(fā)展的歷史背景和發(fā)展規(guī)律的揭示，闡述重要概念、定律和理論的產(chǎn)生和發(fā)展過(guò)程，介紹人類對(duì)客觀世界認(rèn)識(shí)的演化與變革，論述重大物理理論突破對(duì)人類認(rèn)識(shí)和社會(huì)發(fā)展的巨大影響，使學(xué)生深切感受“科學(xué)是第一生產(chǎn)力”，“是最高意義上的革命力量”。

最后，通過(guò)物理學(xué)史的學(xué)習(xí)能夠使學(xué)生充分領(lǐng)會(huì)物理學(xué)在人類文明史上的巨大作用。這可以從人類的幾次工業(yè)革命看出，第一次工業(yè)革命以蒸汽機(jī)為標(biāo)志，第二次和第三次工業(yè)革命則分別以電的使用和計(jì)算機(jī)技術(shù)為標(biāo)志，它們無(wú)不是物理學(xué)發(fā)展的結(jié)果。

總之，物理學(xué)史是人類認(rèn)識(shí)自然和改造自然的科技發(fā)展史，它包含了無(wú)數(shù)物理學(xué)家的奮斗和創(chuàng)新的經(jīng)歷，也融匯了很多社會(huì)科學(xué)和人文科學(xué)知識(shí)。在課堂中適當(dāng)?shù)厥刮锢韺W(xué)史與物理知識(shí)相結(jié)合，不但可以活躍課堂氣氛，增強(qiáng)學(xué)習(xí)興趣，還能實(shí)現(xiàn)素質(zhì)教育的目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)：

［1］趙凱華，羅蔚茵.新概念物理教程［M］. 高等教育出版社，1998.

［2］申先甲，李艷平，劉樹勇.談?wù)勎锢韺W(xué)史在素質(zhì)教育中的作用［J］.大學(xué)物理，2000(11).

［3］郭奕玲，沈慧君.物理學(xué)史［M］．清華大學(xué)出版社．

［4］丁士章． 簡(jiǎn)明物理學(xué)史［M］．山西人民出版社．

［5］龔忠清，楊占營(yíng)．物理學(xué)史在教育中的作用［J］．現(xiàn)代物理知識(shí)，2001．

(欄目編輯趙保鋼)