榮軍濤

【摘?要】物理學史體現了物理學家對世界認識、探索的過程，把物理學家的方法和思維重現，利用物理學史可以幫助學生更好地認識世界，了解世界，利用物理學史可以明辨物理觀念，學習物理學史可以提高科學思維，學習物理學史可以提高科學探究的能力，學習物理學史可以加強科學態(tài)度與責任

【關鍵詞】物理學史;核心素養(yǎng)

一、利用物理學史可以明辨物理觀念

在原子結構的認識發(fā)展過程中，有許多物理觀念和方法，如果我們能夠利用物理學史的脈絡去理解它，那么這些物理概念就會串聯起來，便于記憶和理解。

盧瑟福用α粒子散射實驗，得出了原子的核式結構，原子的絕大部分質量和全部的正電荷集中在一個很小的核，叫做原子核，帶負電的電子繞核做圓周運動，電子繞核是什么樣的圓周運動，用光譜分析發(fā)現原子的光譜是離散的，用經典的電磁理論無法解釋，玻爾提出了假設，軌道量子化（定態(tài)和激發(fā)態(tài)）和躍遷條件，解釋了原子光譜的離散性，放射性現象的發(fā)現，表明原子核也有結構，為了解釋原子核的穩(wěn)定性，提出了強相互作用和弱相互作用，接著提出結合能、比結合能，核反應，質量虧損物理觀念，這樣就可以把核物理松散的物理觀念串成一個整體。

二、學習物理學史可以提高科學思維。

伽利略在研究自由落體運動時，面對輕重物體下落的快慢的問題，舉了一個事例，一個重石頭和一個輕石頭，根據亞里士多德的理論，重石頭比輕石頭下落的快，那么把重石頭和輕石頭綁在一起下落會怎么樣？重石頭比輕石頭下落快，重石頭由于輕石頭的牽拉而變慢，輕石頭由于重石頭的牽拉而變快，那么它的下落應該重石頭慢，比輕石頭快，如果把輕重石頭看成一個整體，那它比重物還重，應該比重石頭還重，這就自相矛盾了，這就是科學思維的體現。

牛頓在研究加速度和質量、外力的關系時，在質量不變的情況下，加速度和作用力成正比，在外力不變的情況下，加速度和質量的關系是個曲線，但是不是反比關系，不好說，那么轉換下研究對象，研究加速度和質量的倒數關系，發(fā)現如果加速度和質量的倒數成正比，也就可以說加速度和質量成反比，這種化曲為直的思想也是科學思維的體現。

庫侖在研究電荷之間的相互作用力的時候，由于當時條件的限制，沒有辦法去測定帶電體的電荷量是多少，他把一個金屬小球的帶電量設為q，然后拿一個相同的不帶電的金屬小球去和它接觸，這樣它們的電荷就變成了q/2，q/4，q/8……這樣就避免了測量具體電荷量的麻煩，這也是科學思維的體現。

在日常生活中，有很多事例都體現出科學思維，比如成語：自相矛盾，在物理學習過程中我們所用的假設法、微元法等都體現著科學思維。

三、學習物理學史可以提高科學探究的能力

16世紀前，亞里士多德把運動分為自然運動和強迫運動，重物下落時自然運動，天上的星辰圍繞地心作圓周運動也是自然運動，既然重物的下落是物體的自然屬性，物體越重，趨向自然位置的傾向性也就越大，所以下落的速度也越大，亞里士多德關于重物下落的越快的結論，理所當然受到科學家的實際檢驗，伽利略對此也進行了研究，他相信自然規(guī)律是簡潔明了的，猜想落體運動是一種簡單的變速運動，它的速度應該是均勻變化的。

如何變化是均勻的，伽利略提出了兩種可能，一種是速度變化對時間來說是均勻的，一種是速度變化對位移是均勻的，經推導發(fā)現，如果速度變化對位移來說是均勻的，結論十分復雜，于是他用實驗實驗檢驗了速度變化對時間是均勻的假設，并最終提出了自由落體是勻加速直線運動。

從自由落體的研究中可以窺視伽利略的研究方法大致如下：

這是科學家的探究，這樣的探究對我們日常生活也具有非常重要的指導意義，當我們遇到問題的時候就可以借鑒這樣的方法去解決問題。

在熱學的學習中，我們用油膜法測分子的油酸大小就可以借鑒這樣的方法，首先，觀察液體的形狀，它不具有固定的形狀，具有流動性;接著提出假設，如果油酸能夠形成薄薄的一層，它的厚度等于分子的直徑，那么面積與厚度的乘積就是油酸的體積，如果能事先測出體積，它與面積的商就是分子的直徑;第三，運用數學和邏輯推理解決如何測量油酸的體積和面積;第四，進行實驗操作;第五，形成油膜法測定分子直徑的方法。

四、學習物理學史可以加強科學態(tài)度與責任

物理學的發(fā)展推動了人類社會的發(fā)展，瓦特的蒸汽機是人類進入了蒸汽時代，經典的電磁理論使人類進入了電氣化時代，原子核物理的發(fā)展使人類進入了信息化時代。

翻開厚重的物理學史，在燦若星河的物理學史中鮮有中國認得名字，當代學生要把建設更加美好的祖國作為自己的責任，需要為實現祖國的偉大復興而奮斗。

課題：

本文系2020年度三門峽市“名師工程”專項課題“通過物理學史的教學提升學生核心素養(yǎng)的實踐研究 ”成果之一部分。

（作者單位：河南省三門峽市陜州區(qū)第二高級中學）