劉曉輝

摘 要：物理學(xué)史以其內(nèi)容和功能的獨(dú)特性，在物理教育中有著特殊的作用。本文對(duì)當(dāng)今中學(xué)物理教學(xué)中融入物理學(xué)史的現(xiàn)狀，教師和學(xué)生對(duì)物理學(xué)史價(jià)值的認(rèn)識(shí)，以及學(xué)生對(duì)物理學(xué)史的興趣等問(wèn)題進(jìn)行了研究，并在此基礎(chǔ)上討論物理學(xué)史融入中學(xué)物理教學(xué)的重要意義。

關(guān)鍵詞：物理學(xué)史；中學(xué)；物理教學(xué)；教育意義

中圖分類號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-6148（2014）12（S）-0034-2

1 學(xué)生和教師對(duì)物理學(xué)史的認(rèn)識(shí)情況

有研究者對(duì)學(xué)生認(rèn)識(shí)物理學(xué)史情況做了一次隨機(jī)調(diào)查，通過(guò)調(diào)查分析表明，學(xué)生對(duì)物理學(xué)史內(nèi)容較感興趣。大多數(shù)學(xué)生認(rèn)為物理學(xué)史對(duì)他們學(xué)習(xí)的非智力因素的培養(yǎng)有幫助，但由于教師和教材的原因，對(duì)物理學(xué)史幫助學(xué)好物理及個(gè)人的能力發(fā)展等所產(chǎn)生的積極影響認(rèn)識(shí)相對(duì)模糊。另外，從調(diào)查結(jié)果看，大多數(shù)學(xué)生對(duì)科學(xué)家是“敬而遠(yuǎn)之”的，這些現(xiàn)象需要我們進(jìn)行深入思考。

與此同時(shí)，筆者和所教班級(jí)的很多學(xué)生做過(guò)交流和調(diào)查，大多數(shù)學(xué)生除了知道我國(guó)古代四大發(fā)明外，對(duì)我國(guó)古代物理文化知之甚少。很多學(xué)生不知沈括，王充是何許人，不知我國(guó)古代名著《夢(mèng)溪筆談》（對(duì)磁角的論述）、《天工開(kāi)物》（關(guān)于簡(jiǎn)單機(jī)械）、《考工記》（關(guān)于工程技術(shù)、聲音傳播的記載）、《論衡》（關(guān)于簡(jiǎn)單電現(xiàn)象）描述什么內(nèi)容。

導(dǎo)致這樣的局面其實(shí)并不奇怪。部分教師對(duì)課堂中講述物理學(xué)史的價(jià)值認(rèn)識(shí)相對(duì)不足，因此，往往按照知識(shí)內(nèi)容編排講授的方式和程序，從幾個(gè)基本原理出發(fā)，運(yùn)用數(shù)學(xué)演繹手段，邏輯地推演出各個(gè)具體定理和結(jié)論，以“純粹的”形式展現(xiàn)出人類科學(xué)認(rèn)識(shí)的“終極”成果。在這樣的教學(xué)體系中，真正的認(rèn)識(shí)發(fā)展過(guò)程中的歷史曲折被抹平了，科學(xué)探索者的觀測(cè)，困惑，試探和創(chuàng)新的智慧之光被掩蓋了。這種講授方法給學(xué)生造成科學(xué)理論“直線發(fā)展”的錯(cuò)覺(jué)，并使學(xué)生失去學(xué)習(xí)物理的興趣，對(duì)學(xué)生以后的發(fā)展產(chǎn)生了一定的負(fù)面影響。

2 物理學(xué)史在中學(xué)物理教學(xué)中的功能與意義

當(dāng)前世界教育改革的一個(gè)重要特征是課程改革的全面推進(jìn)和發(fā)展，我國(guó)近年也將教育改革的重點(diǎn)轉(zhuǎn)移到了課程和教學(xué)的改革。從教改的過(guò)程看，教育理念的變革應(yīng)成為課改的先導(dǎo)，教師只有學(xué)習(xí)和接受新的教育思想和教育理念，才可能貫徹和實(shí)施新的課程。而物理學(xué)史由于其獨(dú)特的教育功能在素質(zhì)教育中發(fā)揮著重要的作用：

2.1 學(xué)習(xí)科學(xué)方法和訓(xùn)練科學(xué)思維

物理概念的形成、結(jié)論的推導(dǎo)、方法的思考、問(wèn)題的發(fā)展、規(guī)律的被揭示等過(guò)程（即物理學(xué)的發(fā)展過(guò)程）都蘊(yùn)含了向?qū)W生滲透物理思想方法，訓(xùn)練思維的機(jī)會(huì)。牛頓在吸收了伽利略的斜槽落球的理想實(shí)驗(yàn)后，又兼蓄了笛卡兒數(shù)學(xué)演繹的優(yōu)點(diǎn)，并以自己精湛的創(chuàng)造力提出了力學(xué)三大定律和萬(wàn)有引力定律，即它采用了綜合和分析、歸納和演繹相結(jié)合的方法·……這些可以讓學(xué)生體會(huì)到一種科學(xué)理論的建立，要經(jīng)歷提出假說(shuō)，到實(shí)踐檢驗(yàn)，到上升為科學(xué)理論，再到在新的條件下發(fā)展為更新的理論的過(guò)程。物理學(xué)史中大量生動(dòng)事例可以對(duì)學(xué)生進(jìn)行具體的科學(xué)方法的教育。學(xué)習(xí)物理學(xué)史，正是一種思維的訓(xùn)練，從身臨其境的參與感中，獲得科學(xué)方法的升華。教師對(duì)物理學(xué)發(fā)展史上科學(xué)家所采用的比較普遍的思想方法，在中學(xué)生能夠接受的前提下多介紹幾種，而且應(yīng)該更具體，更系統(tǒng)的說(shuō)明。

2.2 培養(yǎng)科學(xué)精神和態(tài)度

物理學(xué)作為一門重要的科學(xué)教育，其目的除了傳授知識(shí)，訓(xùn)練技能，進(jìn)行方法能力的培養(yǎng)外，更重要的是科學(xué)精神和科學(xué)價(jià)值觀的教育。物理學(xué)史以其獨(dú)特的知識(shí)內(nèi)容培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神。

科學(xué)態(tài)度的內(nèi)涵之一應(yīng)該是相信科學(xué)，尊重事實(shí)，嚴(yán)肅認(rèn)真地按客觀規(guī)律辦事。在散射實(shí)驗(yàn)中，盧瑟福和它的學(xué)生共記錄了十萬(wàn)次以上的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，終于發(fā)現(xiàn)了個(gè)別被金原子核彈回的a粒子，并以嚴(yán)密的論證提出了原子的核式模型。這些偉大物理學(xué)家在科學(xué)探索中的這種精神和態(tài)度對(duì)學(xué)生是以身為范的最好老師。

2.3 激發(fā)學(xué)生興趣

“興趣是最好的老師”。只有當(dāng)學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)有了興趣，才能表現(xiàn)出學(xué)習(xí)的自覺(jué)性、主動(dòng)性，才能在學(xué)習(xí)中發(fā)揚(yáng)開(kāi)拓和探索精神，以頑強(qiáng)毅力去克服學(xué)習(xí)中遇到的困難。這就要求我們?cè)诮虒W(xué)中，要把科學(xué)理論的建立，科學(xué)發(fā)現(xiàn)的過(guò)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。介紹科學(xué)家的生平及其科學(xué)研究的歷程，從而消除科學(xué)研究的神秘感，拉近了科學(xué)家與學(xué)生的距離，激勵(lì)他們把對(duì)科學(xué)家的崇拜轉(zhuǎn)化為刻苦學(xué)習(xí)的動(dòng)力。充分利用物理學(xué)史，以著名物理學(xué)家的成功與失敗，喜悅與懊悔，以重大物理學(xué)突破中的曲折與反復(fù)，分歧與爭(zhēng)論，以有血有肉的歷史描述，啟發(fā)他們對(duì)物理學(xué)的興趣，激發(fā)他們學(xué)習(xí)物理和探求自然奧秘的熱情。

比如，講“電磁感應(yīng)定律”時(shí)介紹法拉第出生貧困，沒(méi)有受過(guò)正規(guī)的教育，但憑自己的艱苦努力，登上了科學(xué)的顛峰；講“庫(kù)侖定律”時(shí)，讓學(xué)生了解在電學(xué)發(fā)展史上不只庫(kù)侖，還有富蘭克林等科學(xué)家都為此項(xiàng)工作進(jìn)行過(guò)不懈的努力，最終由庫(kù)侖的扭秤實(shí)驗(yàn)直接進(jìn)行了證明，后人為了紀(jì)念它，把電量單位規(guī)定成“庫(kù)侖”。

2.4 提高學(xué)生的人文精神

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)，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(shuō)是一種獻(xiàn)身精神。人文精神還體現(xiàn)為團(tuán)結(jié)，合作的精神。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(wú)代價(jià)的給予學(xué)生。他創(chuàng)導(dǎo)了每?jī)芍芤淮蔚膶W(xué)術(shù)討論會(huì)制度，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。

中國(guó)古代也有著光輝燦爛的科技成就，在理論著作上，前文已提到過(guò)；在實(shí)用技術(shù)方法上，更是舉不勝舉：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。將這些告之學(xué)生，有助于增加學(xué)生的民族自豪感，對(duì)中國(guó)近代科技落后的狀況和原因的探討，還可以激發(fā)他們的社會(huì)責(zé)任感和進(jìn)取心。

2.5 樹(shù)立辯證唯物主義世界觀

物理學(xué)內(nèi)容充滿著辯證唯物主義思想，學(xué)生在學(xué)習(xí)物理學(xué)史的過(guò)程中，可以看到一個(gè)定律的發(fā)現(xiàn)不是偶然的，是許多科學(xué)家經(jīng)過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)總結(jié)驗(yàn)證來(lái)的，是量變到質(zhì)變的過(guò)程，這又是必然的，一個(gè)定律的發(fā)現(xiàn)是從特殊到一般的過(guò)程，而我們現(xiàn)在應(yīng)用定律去解決實(shí)際問(wèn)題則又是從一般到特殊的過(guò)程：物理學(xué)史的內(nèi)容處處充滿著活的唯物辯證法。

3 結(jié)束語(yǔ)

布盧姆在《教育目標(biāo)分類學(xué)》中把教育目標(biāo)分為認(rèn)知領(lǐng)域和情感領(lǐng)域兩部分。在認(rèn)知領(lǐng)域，教育目標(biāo)包括知識(shí)與理智能力和理智技能兩個(gè)層次；在情感領(lǐng)域，包含興趣，態(tài)度，欣賞，價(jià)值觀，情緒意向等。將物理學(xué)史引入到物理教學(xué)就可以使這兩個(gè)目標(biāo)有機(jī)結(jié)合，這也是素質(zhì)教育的一種體現(xiàn)。

物理學(xué)可以給人以知識(shí)，物理學(xué)史可以給人以智慧。正如，法國(guó)著名物理學(xué)家朗之萬(wàn)就指出“在科學(xué)教育中，加入歷史的觀點(diǎn)是有百利而無(wú)一弊的。”

參考文獻(xiàn)：

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

[2]蔡志凌.物理學(xué)史教學(xué)的現(xiàn)狀、問(wèn)題與對(duì)策[J].課程·教材·教法，2003，（7）：31.

[3]陳健.加強(qiáng)物理學(xué)史教育，提高學(xué)生科學(xué)素質(zhì)[J].寧波教育學(xué)院學(xué)報(bào)，2002，（3）：51.

[4]網(wǎng)站http：//d.wanfangdata.com.cn/Thesis_D076022.aspx

[5]網(wǎng)站http：//www.pep.com.cn/zhongxuewuli

（欄目編輯 李富強(qiáng)）