摘要：物理學(xué)史是科學(xué)發(fā)展史，物理學(xué)史會(huì)把科學(xué)家在探索過程中的智慧之光帶給學(xué)生，從而激發(fā)他們獻(xiàn)身科學(xué)。本文通過對(duì)物理學(xué)史的深入挖掘，體現(xiàn)出其在新課標(biāo)下的教育價(jià)值。

關(guān)鍵詞：物理學(xué)史；興趣；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；人生觀；教育價(jià)值

中圖分類號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-6148（2013）2（S）-0014-3

《高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)》明確提出，高中物理的課程目標(biāo)是旨在提高全體學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，從“知識(shí)與技能、過程與方法、情感態(tài)度與價(jià)值觀”三個(gè)維度來培養(yǎng)學(xué)生。而物理學(xué)史對(duì)實(shí)現(xiàn)新課程的三維目標(biāo)發(fā)揮著不可替代的功能。物理學(xué)史體現(xiàn)了人類探索和逐步認(rèn)識(shí)物理世界的現(xiàn)象、特性、規(guī)律和本質(zhì)的歷程，在物理教學(xué)中通過展現(xiàn)歷史上物理學(xué)家探索物理世界奧秘的艱辛歷程?？梢宰寣W(xué)生從物理學(xué)發(fā)展的歷史中領(lǐng)悟到科學(xué)的本質(zhì)、人性、思想、方法和精神，從而全面提高學(xué)生的人文素質(zhì)、科學(xué)素質(zhì)、創(chuàng)新素質(zhì)和思想素質(zhì)。因此應(yīng)該重視物理學(xué)史在新課程改革中的應(yīng)用，充分發(fā)揮物理學(xué)史的現(xiàn)代教育價(jià)值。

一本物理教科書實(shí)際上就是一部物理學(xué)發(fā)展史的縮影。在新課標(biāo)下的物理教學(xué)中加強(qiáng)物理學(xué)史教育，展現(xiàn)歷史上物理學(xué)家探索物理世界奧秘的艱辛歷程，以其中的歡樂、困惑、驚奇和哲理去感染學(xué)生。把物理知識(shí)的邏輯展開與物理學(xué)認(rèn)識(shí)的歷史發(fā)展有機(jī)結(jié)合起來，將物理教學(xué)過程設(shè)計(jì)成“凝固的文化激活”的過程，讓文化傳播和學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)化成為歷史上的創(chuàng)造者與今天的學(xué)習(xí)者之間的對(duì)話。讓學(xué)生以物理學(xué)家認(rèn)識(shí)世界的本來面目去認(rèn)識(shí)世界，確立物理學(xué)的歷史意識(shí)，這將是一件很有意義的工作。

1 激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣。樹立勇于探索的獻(xiàn)身精神

將科學(xué)理論的建立，科學(xué)發(fā)現(xiàn)的過程，科技發(fā)明對(duì)人類社會(huì)發(fā)展的貢獻(xiàn)用生動(dòng)事例展示給學(xué)生。并通過了解物理學(xué)家的生平、各學(xué)派間的爭(zhēng)端以及尚未解開的物理課題來激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣，讓學(xué)生從中學(xué)到物理學(xué)家嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和科學(xué)的思維方法，不斷提高自身的科學(xué)素質(zhì)、養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣。

例如伽利略在教堂里面對(duì)擺動(dòng)的吊燈注目凝想；阿基米德在澡盆中頓悟浮體規(guī)律；愛迪生坐在雞窩里“孵蛋”；少年時(shí)代的愛因斯坦陷入“追光”問題的深思……等等傳說，我們?cè)谖锢斫虒W(xué)中未嘗不可運(yùn)用類似的史料來讓科學(xué)家“現(xiàn)身說法”，這對(duì)新課的引入、重點(diǎn)難點(diǎn)的突破、后進(jìn)學(xué)生的激勵(lì)都是大有裨益的。比如，在講述磁現(xiàn)象時(shí)，我們就可用孩提時(shí)代的愛因斯坦在看過父親拿來的一只羅盤后，便喚起他探索自然奧秘的好奇心、“打破砂鍋問到底”的求知精神，以之誘導(dǎo)學(xué)生透過物理現(xiàn)象，尋求其本質(zhì)規(guī)律。又如。1820年奧斯特所做的著名的電流磁效應(yīng)實(shí)驗(yàn)，在過去很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)被誤傳為一次“偶然的機(jī)遇”。其實(shí)，這正是奧斯特在統(tǒng)一自然力思想的啟迪下孜孜以求的必然結(jié)果。若無濃厚的興趣和堅(jiān)強(qiáng)的毅力是難以成功的，此例同樣能給學(xué)生以深刻的啟發(fā)和教育。

2 讀史使人明智，激發(fā)愛國(guó)熱情

英國(guó)哲學(xué)家培根的名言：“讀史使人明智?！睂?duì)于現(xiàn)在的高中生，在學(xué)校教育中他們吸收了科學(xué)的知識(shí)，但常常沒有體會(huì)到科學(xué)的思想和精神，而無法體會(huì)科學(xué)的真諦和魅力，對(duì)科學(xué)的學(xué)習(xí)表現(xiàn)為無動(dòng)于衷。所以若能引導(dǎo)學(xué)生回顧科學(xué)的歷史，在學(xué)習(xí)和接受科學(xué)知識(shí)的同時(shí)接受科學(xué)的思想和精神，從而變得深思熟慮、深謀遠(yuǎn)慮。

我國(guó)是世界四大文明古國(guó)之一，在物理學(xué)的理論和實(shí)踐方面有著輝煌的成就。例如，在理論著作中，《墨經(jīng)》對(duì)力學(xué)、光學(xué)的論述；《天工開物》關(guān)于簡(jiǎn)單機(jī)械的記述；《夢(mèng)溪筆談》對(duì)磁角的論述等在當(dāng)時(shí)都是遙遙領(lǐng)先于世界各國(guó)，就是在今天仍有參考價(jià)值。在實(shí)用技術(shù)方面，更是不勝枚舉。指南針、地球儀、渾天儀、船閘、石拱橋、火箭等，都是我國(guó)最早發(fā)明的。還有中國(guó)古籍《尚書緯-考靈曜》中關(guān)于相對(duì)性概念的敘述“地恒動(dòng)而人不知，譬如人在大舟中閉牖而坐，舟行而人不覺?！本驮缬谫だ躁P(guān)于封閉船艙內(nèi)發(fā)生的力學(xué)現(xiàn)象的一段描述至少約一千五百余年。又如，高一學(xué)生學(xué)過牛頓三大定律后，深為牛頓的驚人成就所拜服，倘若物理教師能針對(duì)學(xué)生的這種贊佩心理而引出遠(yuǎn)在兩千年以前墨翟所著《墨經(jīng)》一書中早有“力，形之所以奮也”（形，指物體，奮就是加速的意思），“力，重之謂”（物體有重量，是力的表現(xiàn)之一）等論述，即令學(xué)生嘆為觀止，強(qiáng)烈的民族自豪感將油然而生。介紹我國(guó)在物理學(xué)方面對(duì)世界的杰出貢獻(xiàn)。可以使學(xué)生了解祖國(guó)古代燦爛文化，激發(fā)他們的民族自尊心和自豪感。以我們祖先在物理學(xué)方面的真知灼見，以及解放后我國(guó)物理學(xué)突飛猛進(jìn)發(fā)展的偉大成就對(duì)學(xué)生進(jìn)行開導(dǎo)，兼而能收到愛國(guó)主義教育，振奮民族精神之效。在我國(guó)古代文明的智慧寶庫里，關(guān)于這方面的史料是異常豐富的。

3 展示實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)操作技巧，重視實(shí)驗(yàn)在物理學(xué)中的地位和作用

物理學(xué)是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的科學(xué)?？v橫物理學(xué)史，每一個(gè)理論的產(chǎn)生與發(fā)展都是建立在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，而每一次物理學(xué)發(fā)展所經(jīng)歷的理論上的大綜合和大統(tǒng)一，都伴隨著實(shí)驗(yàn)技術(shù)與實(shí)驗(yàn)思想的進(jìn)步。在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，要說明實(shí)驗(yàn)的背景、條件、手段、方法和過程，更要闡明實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)思想和研究處理問題的方法、闡明實(shí)驗(yàn)與理論的關(guān)系以及實(shí)驗(yàn)所做出的重大歷史貢獻(xiàn)，使學(xué)生認(rèn)識(shí)到物理實(shí)驗(yàn)是物理學(xué)研究的最重要的工具，是物理實(shí)踐活動(dòng)的最重要的手段，領(lǐng)悟到物理實(shí)驗(yàn)對(duì)物理理論的產(chǎn)生、發(fā)展和驗(yàn)證都有決定性的作用，從而深切理解實(shí)驗(yàn)在物理學(xué)中的地位和作用。

例如電磁感應(yīng)現(xiàn)象的教學(xué)，教師可提供給學(xué)生一些實(shí)驗(yàn)器材。將教學(xué)過程設(shè)計(jì)成為學(xué)生自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、自主選擇器材進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、自主尋找產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件，讓他們像科學(xué)家那樣去思考、探究和遭受曲折，同時(shí)適當(dāng)介紹物理學(xué)史上的曲折歷程使學(xué)生領(lǐng)悟探究過程的艱辛和電磁感應(yīng)現(xiàn)象的本質(zhì)。奧斯特發(fā)現(xiàn)電流的磁效應(yīng)不久，安培、科拉頓和法拉第等科學(xué)家都相繼提出了利用磁產(chǎn)生電的設(shè)想，但他們開始都未意識(shí)到這是個(gè)“動(dòng)態(tài)”效應(yīng)。安培認(rèn)為，只要在導(dǎo)體附近有一強(qiáng)電流或強(qiáng)磁體，導(dǎo)體中就會(huì)感應(yīng)出電流，他進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)但沒有成功。法拉第在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)的想法與安培的想法大致是一樣的，他做的許多實(shí)驗(yàn)都失敗了。直到1881年8月以后，才意識(shí)到這可能是一種“動(dòng)態(tài)”效應(yīng)，終于發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象。而克拉頓在法拉第發(fā)現(xiàn)之前，曾做過這樣一個(gè)實(shí)驗(yàn)：他把一個(gè)螺線管與電流計(jì)相連接，為了避免實(shí)驗(yàn)時(shí)磁鐵對(duì)電流計(jì)指針的影響，他將電流計(jì)放在另一個(gè)房間。實(shí)驗(yàn)時(shí)，他將磁鐵插入或抽出線圈以后，再跑到另一個(gè)房間去觀察電流計(jì)指針的變化，結(jié)果當(dāng)然什么也看不到了。他哪里知道，就在他從一個(gè)房間跑到另一個(gè)房間的過程中，電流計(jì)的指針早已恢復(fù)原狀了。在教學(xué)中引導(dǎo)學(xué)生對(duì)上述歷史探究過程的再探究，學(xué)生對(duì)電磁感應(yīng)現(xiàn)象的“動(dòng)態(tài)”效應(yīng)的理解就更為深刻了。

4 追尋科學(xué)家的足跡。獲取研究的方法

物理學(xué)的思想和方法是在物理學(xué)發(fā)展過程中，在物理學(xué)家長(zhǎng)期的科學(xué)實(shí)踐中，逐步摸索、積累、形成和發(fā)展起來的，是人類智慧的結(jié)晶。它已經(jīng)滲透到許多學(xué)科的研究中去，成為現(xiàn)代科學(xué)研究和處理問題的重要思想和方法。學(xué)生了解和掌握這些思想和方法，對(duì)于今后從事任何研究和工作，對(duì)于解決和處理各種問題，都是很有用的，是終生受益的。

例如伽利略通過邏輯推理和實(shí)驗(yàn)方法發(fā)現(xiàn)了自由落體定律、利用理想斜面實(shí)驗(yàn)的方法得到了慣性定律；牛頓用實(shí)驗(yàn)觀察方法和歸納方法研究光的色散現(xiàn)象、運(yùn)用數(shù)學(xué)方法和綜合方法得到萬有引力定律和力學(xué)三定律：庫侖和歐姆分別運(yùn)用類比研究方法得到了庫侖定律和歐姆定律：愛因斯坦運(yùn)用直覺思維和理想實(shí)驗(yàn)方法創(chuàng)立了相對(duì)論等等。通過展現(xiàn)物理學(xué)家揭開自然界之謎和艱難的探索歷程，使學(xué)生感受到他們用有效的方法一步一步地掀開遮蔽真理的神秘面紗的那種科學(xué)發(fā)現(xiàn)的震撼與激動(dòng)，從身臨其境的體驗(yàn)感知中，獲得科學(xué)方法論思想的熏陶與升華。

5 了解物理學(xué)發(fā)展過程，學(xué)會(huì)批判繼承和發(fā)展創(chuàng)新

物理學(xué)發(fā)展的歷史向我們昭示了這樣一條真理：有懷疑的思考，即力求以發(fā)展、變化、聯(lián)系的思想為標(biāo)準(zhǔn)來裁決和審視一切科學(xué)假說與科學(xué)理論。不迷信權(quán)威，這是科學(xué)能不斷向前發(fā)展的動(dòng)力。然而在現(xiàn)實(shí)的物理教學(xué)中，在紛至沓來的新概念、新術(shù)語、新公式、新定律面前，學(xué)生逐漸形成了這樣的觀念：這就是真理，學(xué)習(xí)它、記住它。久而久之，歷史性的、進(jìn)化著的科學(xué)理論被神圣化、教條化。這種以灌輸為目的的教學(xué)不自覺地剝奪了學(xué)生的懷疑和批判精神，致使大多數(shù)學(xué)生對(duì)科學(xué)家和科學(xué)理論永遠(yuǎn)懷著一種崇敬心情。這種心情扼殺了學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、提出問題的積極性，從而抑制了學(xué)生的科學(xué)精神和創(chuàng)新能力。

在物理學(xué)發(fā)展的進(jìn)程中，有許多史實(shí)向我們表明，物理學(xué)家的批判精神，是促使物理學(xué)向前發(fā)展的動(dòng)力，如伽利略對(duì)亞里士多德的懷疑和批判，推翻了錯(cuò)誤的落體定律和強(qiáng)迫運(yùn)動(dòng)定律，得出了慣性定律，為牛頓力學(xué)的建立打下了理論基礎(chǔ)；愛因斯坦拋棄了牛頓的絕對(duì)時(shí)空觀，得出了相對(duì)論；普朗克否定了傳統(tǒng)的能量是連續(xù)的觀點(diǎn)，得出了量子論……在物理教學(xué)中滲透這些物理學(xué)批判性發(fā)展的精彩事例，能促使學(xué)生養(yǎng)成獨(dú)立思考的習(xí)慣，提高善于提出科學(xué)問題的靈性和聰慧，使他們的思想沉浸在好奇之中。沒有任何一個(gè)物理學(xué)理論可以被看作是最終完美的，因?yàn)樗膬?nèi)容的有限性總是和可能觀察到的無限豐富多樣性相對(duì)立，人們?cè)谝欢l件下對(duì)物理學(xué)的認(rèn)識(shí)只能是近似的、相對(duì)的。這種有意識(shí)地對(duì)學(xué)生進(jìn)行辨證唯物主義真理觀的教育。能清除學(xué)生對(duì)物理學(xué)知識(shí)絕對(duì)化、僵化的理解，也可以防止學(xué)生不加限制地機(jī)械搬用物理定律、公式去解決問題，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)。

6 彌補(bǔ)傳統(tǒng)物理教學(xué)的人文缺陷，教導(dǎo)學(xué)生樹立正確的人生觀、價(jià)值觀回報(bào)社會(huì)

在傳統(tǒng)的物理教學(xué)中，注重的是知識(shí)的傳授和技能訓(xùn)練，所謂的“上課教條條、課后背條條、回家用條條、考試考條條”，就是這種教育的真實(shí)寫照。而新課程改革在觀念上更注重知識(shí)面的拓展，注重學(xué)生探究能力的培養(yǎng)，關(guān)注將人文的因素滲透到其中。美國(guó)物理學(xué)家和物理教育家拉比認(rèn)為：“只有把科學(xué)和人文融為一體，我們才能期望達(dá)到與我們時(shí)代和我們這一代相稱的智慧的頂點(diǎn)?！?/p>

物理學(xué)的發(fā)展與哲學(xué)、數(shù)學(xué)、天文學(xué)等學(xué)科都具有密切關(guān)系。在物理學(xué)的發(fā)展歷程中，如果沒有對(duì)數(shù)。開普勒難以建立開普勒三定律；沒有微積分，牛頓就難以得到萬有引力定律；沒有統(tǒng)計(jì)學(xué)，無法發(fā)展分子運(yùn)動(dòng)論；奧斯特是受康德哲學(xué)的啟發(fā)，堅(jiān)信電力和磁力有共同的根源，才發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)等。在教學(xué)中介紹這些相關(guān)的歷史案例，有利于使學(xué)生認(rèn)識(shí)到物理學(xué)知識(shí)及其發(fā)展與其它學(xué)科知識(shí)有著密切的聯(lián)系。

物理學(xué)的發(fā)展對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展也產(chǎn)生巨大影響。特別是近代以來歷次物理學(xué)重大進(jìn)展通過技術(shù)革命為中介轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力，從而推動(dòng)了社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，并最終引發(fā)社會(huì)革命。從蒸汽時(shí)代到電力時(shí)代、電子和原子能時(shí)代以至現(xiàn)今的信息時(shí)代的生動(dòng)歷史，更會(huì)使學(xué)生深刻了解科學(xué)技術(shù)的巨大社會(huì)功能。同時(shí)，也要讓學(xué)生了解科學(xué)技術(shù)進(jìn)步所帶來的負(fù)面效應(yīng)，如環(huán)境污染、生態(tài)失調(diào)、自然資源過度消耗以及最初以殺人武器出現(xiàn)的原子彈等等，體會(huì)到科學(xué)技術(shù)的“雙刃劍效應(yīng)”。

居里夫人和她的女兒長(zhǎng)期從事核物理研究，將自己畢生的精力奉獻(xiàn)給了科學(xué)事業(yè)和自己的祖國(guó)，并三次獲得了諾貝爾獎(jiǎng)，最后均因長(zhǎng)期接觸放射物質(zhì)而死于白血病，因而人文精神也可以說是一種獻(xiàn)身精神。人文精神還體現(xiàn)為團(tuán)結(jié)、合作、民主的精神，曾任卡文迪什實(shí)驗(yàn)室主任的湯姆孫總是把他所知道的和所能想到的全部告訴助手和學(xué)生，甚至把他自己設(shè)計(jì)的方案無代價(jià)的給予學(xué)生，在他任期內(nèi)共培養(yǎng)了84位物理學(xué)教授，27名英國(guó)皇家學(xué)會(huì)會(huì)員，諾貝爾獎(jiǎng)獲得者7人。教學(xué)中將這些物理學(xué)史內(nèi)容與物理知識(shí)相融合，其中蘊(yùn)涵的科學(xué)家充滿人文主義的態(tài)度和精神將激起學(xué)生心靈的震撼。

物理學(xué)發(fā)展史是一幅理論與實(shí)驗(yàn)交叉、失敗與成功并存、邏輯與非邏輯思維并用的豐富多彩的畫面，是一部跌宕起伏、曲折前進(jìn)的英雄樂章。物理學(xué)家的生平事跡、高尚情操、成功與挫折、智慧與幽默、分歧與爭(zhēng)論，物理學(xué)思想與方法的演變、物理學(xué)發(fā)展跳動(dòng)的脈搏，都可以喚起學(xué)生強(qiáng)烈的好奇心和奮發(fā)向上的激情，引起濃厚的興趣和積極的思考。物理學(xué)史將會(huì)把科學(xué)家在探索過程中的智慧之光帶給學(xué)生，從而為科學(xué)而獻(xiàn)身。

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（欄目編輯 趙保鋼）