談物理學(xué)史的教育功能

新課程標(biāo)準(zhǔn)以提高學(xué)生素質(zhì)為宗旨，將“以學(xué)生發(fā)展為本”貫穿全過程。物理課程標(biāo)準(zhǔn)提出“必須重視科學(xué)、技術(shù)、社會的緊密聯(lián)系，倡導(dǎo)科學(xué)精神和人文精神的完美結(jié)合，全面反映物理與生活、技術(shù)與社會的廣泛聯(lián)系，從生活走向物理，從物理走向社會”。物理學(xué)史所包含的豐富的科學(xué)素養(yǎng)和人文素養(yǎng)方面的知識在物理課堂中的應(yīng)用正好符合了這個目標(biāo)和要求。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)史的教育價值。下面談?wù)勎锢韺W(xué)史在高中物理教學(xué)中的教育功能。
一、物理學(xué)史能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣
愛因斯坦曾說過：“興趣是最好的老師。”在物理教學(xué)中引入物理學(xué)史，可以吸引學(xué)生的注意力，充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，增強學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣。在講自由落體這節(jié)課時，可以這樣引入新課。教師問：“落體運動有什么規(guī)律？”學(xué)生：“重的物體落得快，輕的物體落得慢?！苯處煟骸皟汕Ф嗄昵埃畔ＥD的學(xué)者亞里士多德也是這樣認(rèn)為的。大家聽說過意大利的比薩斜塔嗎？”學(xué)生：“沒有。”教師：“有資料顯示，素有‘近代科學(xué)之父’之稱的伽利略曾于1591年在斜塔上邊做了一次落體實驗，以無可辯駁的實驗‘事實’否定了亞里士多德的落體理論。然而，伽利略真的做過斜塔落體實驗嗎？1949年，英國歷史學(xué)家巴特菲爾德對此持否定看法。于是，科學(xué)界為澄清事實，展開了一場曠日持久的爭論，有人干脆把它稱之為‘科學(xué)史上九十九謎’中的第一謎。這節(jié)課我們將學(xué)習(xí)自由落體運動的規(guī)律，看看伽利略是如何研究落體運動的?！边@樣引入一個物理史實，吸引了學(xué)生的注意力，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，得到了較好的教學(xué)效果。
二、物理學(xué)史能對學(xué)生進(jìn)行科學(xué)方法和科學(xué)思維的教育
物理學(xué)家在得出重大科學(xué)發(fā)現(xiàn)的同時，往往還總結(jié)出一整套科學(xué)研究的方法，如伽利略首先走上了用精確的數(shù)學(xué)分析和總結(jié)實驗數(shù)據(jù)為特點的研究道路，在實驗設(shè)計中運用了理想化方法，以可靠的事實為基礎(chǔ)，經(jīng)過抽象思維，抓住主要因素，化繁為簡，揭示本質(zhì)規(guī)律；牛頓則是頭一位大量應(yīng)用數(shù)學(xué)方法來系統(tǒng)地整理物理理論、用系統(tǒng)的數(shù)學(xué)方法對個別研究成果進(jìn)行整理、組織，并使其由經(jīng)驗積累上升到理性概括，由零碎知識上升到系統(tǒng)理論的科學(xué)家。富蘭克林、歐姆、法拉第和麥克斯韋則在建立單元電液理論、歐姆定律、電力線和電磁場理論的過程中，巧妙地應(yīng)用了類比法。這些都是人類在認(rèn)識自然界中所積累起來的寶貴財富。正如著名的數(shù)理學(xué)家拉普拉斯所指出的：“認(rèn)識一種天才的研究方法，對于科學(xué)的進(jìn)步……并不比發(fā)現(xiàn)本身更少用處?！币虼耍谖锢斫虒W(xué)中如果將物理學(xué)史中總結(jié)歸納出來的一系列思維方法介紹給學(xué)生，并為之掌握，這對于培養(yǎng)學(xué)生分析、處理和解決問題的能力，在學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)造性思維，探索新知識，擺脫“題海”困擾，減輕學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)上都是很有幫助的。
三、物理學(xué)史有利于培養(yǎng)學(xué)生的人文精神和愛國主義情懷
新課程標(biāo)準(zhǔn)提出，注重物理學(xué)與日常生活、社會科學(xué)以及人文科學(xué)的融合，讓學(xué)生切身體驗物理學(xué)與社會的相互作用以及物理學(xué)對人類文明的影響。物理學(xué)發(fā)展史中涌現(xiàn)出了伽利略、牛頓、麥克斯韋、愛因斯坦等偉大的物理學(xué)家，縱觀其業(yè)績，能找到許多共同點：他們都有崇高的理想，有著為科學(xué)事業(yè)和真理而獻(xiàn)身的精神，他們摒棄金錢和名譽的追求，把自己的全部精力都用在真理的探索上，犧牲掉許多常人物質(zhì)生活上的享受，甚至冒著生命危險。如布魯諾由于堅持真理而被燒死，原子核科學(xué)的先驅(qū)者們身體受到放射性的損害等。趙忠堯、錢三強、何澤慧、錢學(xué)森等我國老一輩物理學(xué)家，在新中國成立之初，放棄了在國外優(yōu)越的工作和生活條件，沖破重重阻攔，毅然回歸祖國，成為新中國科學(xué)事業(yè)的奠基人。我們應(yīng)當(dāng)教育學(xué)生以他們?yōu)榘駱樱炭嚆@研，學(xué)成后為祖國服務(wù)。這些物理學(xué)史的知識都是對學(xué)生進(jìn)行愛國主義、集體主義思想教育的好素材。
四、物理學(xué)史能幫助學(xué)生樹立科學(xué)世界觀和科學(xué)價值觀
在物理教學(xué)中適當(dāng)?shù)卮┎逦锢韺W(xué)史對學(xué)生樹立科學(xué)的世界觀和人生觀很有幫助。比如奧斯特堅信電和磁之間有聯(lián)系，為了尋找電流的磁效應(yīng)，花了整整八年的時間，經(jīng)歷了實驗、失敗、再實驗、再失敗直至成功的艱難歷程；居里夫婦在條件異常艱苦，設(shè)備十分簡陋的情況下花了整整四年終于獲得成功等等?？v觀物理學(xué)發(fā)展史，為辯證唯物主義的物質(zhì)運動觀提供了充分的科學(xué)依據(jù)。如對陰極射線本質(zhì)的爭論導(dǎo)致了電子的發(fā)現(xiàn)，而電子的發(fā)現(xiàn)又突破了原子不可分的傳統(tǒng)觀念，動搖了經(jīng)典力學(xué)的地位，促進(jìn)了理論的大發(fā)展，建立了新的物質(zhì)觀，產(chǎn)生了相對論和量子論。這些史實對學(xué)生理解事物矛盾運動法則很有幫助。教學(xué)中我們應(yīng)以科學(xué)家的實際經(jīng)歷作為素材,包括科學(xué)家的治學(xué)創(chuàng)業(yè)、為人處世、對待困難和逆境的態(tài)度、堅持不懈和頑強拼搏的毅力等，讓學(xué)生領(lǐng)會他們的思想感情，并以他們?yōu)閷W(xué)習(xí)的榜樣。
總之，在高中物理教學(xué)中有目的地滲透物理學(xué)史的教育，可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)知識的熱情。開展德育滲透，提高學(xué)生素質(zhì)，可以促使學(xué)生領(lǐng)悟科學(xué)的思維和研究方法，有利于培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維和創(chuàng)造能力。