摘要: 新課程強調(diào)在物理教學(xué)過程中加強對學(xué)生情感、態(tài)度和價值觀的培養(yǎng),物理學(xué)史作為科學(xué)研究過程中點點滴滴的記錄,可以有效地實現(xiàn)這一目標(biāo)。
關(guān)鍵詞: 物理學(xué)史情感態(tài)度價值觀
《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)(實驗)》在課程目標(biāo)中提出:教師要促進學(xué)生增強好奇心與求知欲,提高科學(xué)探索興趣,有堅持真理、勇于創(chuàng)新、實事求是的科學(xué)態(tài)度與科學(xué)精神[1]。教師有效利用物理學(xué)史料中物理學(xué)家們屢敗屢戰(zhàn)的創(chuàng)造過程教育廣大學(xué)生,可以培養(yǎng)學(xué)生積極向上的科學(xué)態(tài)度和正確的價值觀,增強物理教學(xué)的趣味性、啟發(fā)性和思想性。
1.培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的信心和興趣
在課程中引入適當(dāng)?shù)奈锢韺W(xué)史料不僅可以使學(xué)生了解物理世界的奇妙,激發(fā)他們學(xué)習(xí)探究的興趣,而且可以通過物理學(xué)家百折不撓,勇于創(chuàng)新的科研歷程,堅定他們學(xué)習(xí)物理的決心。
例如:牛頓第一定律是牛頓力學(xué)體系的重要組成部分。在學(xué)習(xí)這一內(nèi)容時,學(xué)生可能受到日?,F(xiàn)象的影響,難以理解“運動不需要力來維持”。教師可以通過歷史上人類對力和運動的認(rèn)識過程來培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣并使其堅定學(xué)習(xí)物理的決心。古希臘著名的哲學(xué)家亞里士多德基于日?,F(xiàn)象,認(rèn)為“運動需要力來維持”,后來著名物理學(xué)家伽利略對亞里士多德的理論提出質(zhì)疑并提出了自己的猜想,他認(rèn)為,物體的“運動不需要力來維持”。但是,伽利略在他所處的時代要驗證自己的猜想有很多困難,因為自由落體運動很快,沒有現(xiàn)代的設(shè)備,例如快速照相機之類,就無法對它進行詳細(xì)研究。因此,伽利略決定“沖淡重力”,使一個球在斜面上滾動。斜面越陡,球滾得就越快,而在極限的情況下,球就無法沿著斜面滾動而做自由落體運動,做這個實驗的主要困難是測量球走過不同距離所需要的時間。伽利略解決的辦法是用“水鐘”,通過從一個容器底部附近打開的小口流出的水量來測量時間[2]。通過這一內(nèi)容的教學(xué),學(xué)生認(rèn)識到即使偉大的科學(xué)家也會在進行科學(xué)研究的過程中遇到很多無法預(yù)料的困難,但是他們毫不畏懼,創(chuàng)新地提出解決辦法,以證實自己的猜想,從而增強了學(xué)習(xí)物理的興趣和面對困難時解決問題的決心。
2.培養(yǎng)學(xué)生腳踏實地的學(xué)習(xí)態(tài)度和嚴(yán)謹(jǐn)作風(fēng)
物理學(xué)史記載著物理學(xué)發(fā)展歷史上眾多科學(xué)家研究過程中的點點滴滴,以及他們腳踏實地的態(tài)度和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)。正是因為有這樣的科學(xué)態(tài)度和工作作風(fēng),他們才在科學(xué)領(lǐng)域取得了舉世矚目的成就。
例如:丹麥著名天文學(xué)家第谷為了研究天文,依靠自己設(shè)計的儀器,在長達二十年的時間里不畏辛苦地進行天文觀測,得到了一張標(biāo)有777顆星位置的星表,位置測量的精確度1-2弧分,更為重要的是,這些測量結(jié)果是在一個長時期內(nèi)連續(xù)重復(fù)作出的,并評估了觀測中的誤差[3]。在1601年去世前,第谷把畢生觀測到的資料都贈送給了他的助手,德國天文學(xué)家開普勒,并且告誡開普勒一定要尊重觀測事實。對照第谷大量的觀測結(jié)果,開普勒發(fā)現(xiàn)哥白尼的圓形軌道和第谷的觀測數(shù)據(jù)不符合,這些差異迫使開普勒放棄了圓形軌道。這個差異是很小的:火星的路徑在太陽的一邊比另一邊只長8弧分。但開普勒對第谷數(shù)據(jù)深信不疑,他寧愿放棄對托勒密圓周運動觀點的信念而不是懷疑第谷的數(shù)據(jù)[4]。經(jīng)900頁的計算后他走出了大膽的一步:放棄圓形軌道,并經(jīng)過努力發(fā)現(xiàn)了開普勒行星運動三大定律。他曾經(jīng)說:“感謝上帝賜給我們第谷這樣的天才觀測者,這8弧分的誤差是不應(yīng)該忽略的,它是我走上改革天文學(xué)的道路?!笨梢?,腳踏實地的工作作風(fēng)和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度對科學(xué)研究的重要作用是不可或缺的,科學(xué)家的科學(xué)態(tài)度和工作作風(fēng)對學(xué)生的態(tài)度養(yǎng)成的積極作用也是顯而易見的。
3.應(yīng)用物理學(xué)史加強對學(xué)生愛國主義教育
中國古代對物理知識的認(rèn)識歷史十分悠久,內(nèi)容也非常豐富,與古代科學(xué)技術(shù)發(fā)展密切相關(guān),形成中華民族的傳統(tǒng)特色。教師介紹中國的物理學(xué)發(fā)展史,可以增強學(xué)生的民族自豪感和愛國主義情懷。
在西方自然科學(xué)誕生以前,中國的科學(xué)技術(shù)在各個領(lǐng)域都居于世界領(lǐng)先地位。例如:在理論方面,早在春秋時期我國就有了《周易》一書,它是我國集哲學(xué)、自然科學(xué)、社會科學(xué)、一書領(lǐng)域于一身的最重要的經(jīng)典著作之一,在世界上具有重要影響。德國數(shù)學(xué)家萊布尼茨對中國三千年前的古老文化驚嘆欽佩不已,據(jù)說他曾要求加入中國國籍,并在德國法蘭克建立了一所中國學(xué)院。王夫之在《張子正蒙注》一書中列舉了燃燒、汽化和升華三種狀態(tài)變化的實例,生動論證了“生非創(chuàng)有,死非消滅”、“聚散變化,而本體不為之損益”的物質(zhì)不滅思想。墨家傳世著作《墨經(jīng)》對時空觀、運動觀和光學(xué)都有很多論述。比如《墨經(jīng)》指出:“久,有窮、無窮?!本褪钦f具體一段時間是有窮的,整個時間的綿延則是無窮的。春秋末年齊國人著作《考工記》記載了許多使用的力學(xué)與聲學(xué)知識,是我國古代一部技術(shù)知識的匯集。另外還有《天工開物》中有簡單機械的記述,《夢溪筆談》中有對磁角的論述,《論衡》中有關(guān)于簡單電現(xiàn)象的記述,這些成就在當(dāng)時都是遙遙領(lǐng)先的。
學(xué)生通過學(xué)習(xí)中國古代的物理學(xué)重大成就,會增強民族自豪感和愛國主義情懷,并在以后的學(xué)習(xí)過程中,自覺地樹立為中華民族崛起而讀書的決心。
4.引導(dǎo)學(xué)生科學(xué)、辯證地看問題
物理學(xué)的每一個概念、定律和理論的建立過程都有一個萌芽、形成和發(fā)展演化的曲折歷程。但是在大量的教科書中,人們對物理學(xué)認(rèn)識的歷史痕跡被擦拭殆盡[5]。教師通過物理學(xué)史內(nèi)容的滲透,能使學(xué)生自然地掌握辯證唯物主義理論,摒棄錯誤的世界觀。
例如:通過對力和運動關(guān)系的學(xué)習(xí),學(xué)生會認(rèn)識到在科學(xué)理論建立的過程中經(jīng)歷了許許多多難以預(yù)料的困難,但是,科學(xué)依然在快速地不斷向前發(fā)展。通過學(xué)習(xí)天體運動認(rèn)識的演變過程,學(xué)生會認(rèn)識到世界是客觀存在的,創(chuàng)造世界的“神”是不存在的,天上和地上的物理規(guī)律遵從同樣的物理定律,它們是統(tǒng)一的。通過對愛因斯坦狹義相對論對經(jīng)典力學(xué)理論的顛覆的學(xué)習(xí),學(xué)生會明白任何真理都具有相對性。通過對參考系的學(xué)習(xí),學(xué)生會明白運動是絕對的,靜止是相對的,世界上沒有絕對一成不變的事物,它們都是不斷發(fā)展的。通過介紹歷史上300年來光的波動說與光的粒子說之爭,學(xué)生會體會到用辯證法觀點看待事物,處理問題的重要性,并加深對辯證唯物主義三大定律之一——否定之否定規(guī)律的理解。
物理學(xué)史把大量的史料從起源到現(xiàn)在的發(fā)展過程概貌整理出來,揭示出物理學(xué)進展的歷史足跡和科學(xué)家探究真理的過程,對學(xué)生自信心和興趣、學(xué)習(xí)態(tài)度和作風(fēng)、愛國主義精神和民族自豪感與辯證看問題態(tài)度的培養(yǎng)具有重要作用。
參考文獻:
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[5]申先甲.物理學(xué)史·序言[M].南京:南京師范大學(xué)出版社,2005:1.