中学物理教学引入物理学史的思考与实践*

郭建福

(内蒙古师范大学科技史研究院 内蒙古 呼和浩特 010022)



物理学史与教育

中学物理教学引入物理学史的思考与实践*

郭建福

(内蒙古师范大学科技史研究院 内蒙古 呼和浩特 010022)

物理学史与物理教学结合是国内外基础教育改革的一项重要课题.在物理课堂教学中适当引入物理学史可以起到重要作用.它启迪了学生的思维，提高了学生的学习兴趣，开拓了学生视野；帮助学生深入了解和消化课堂中所传授的新知识；可对学生进行潜移默化的情感、态度、价值观教育.

物理教学 物理学史 求知欲 创新素质

在实现物理教学的素质教育目标中，物理学史有着重要的作用.物理学史有助于学生更全面了解物理学家的生平，由此更能激发学生学习物理的兴趣，使学生从中学习到严谨的科学态度、科学的思维方法，养成良好的学习习惯，使学生的被动学习转化为主动学习成为可能.

1 用物理学史导入新课 激发学习兴趣和求知欲

钱三强先生说，“物理学发展史是一块蕴藏着巨大精神财富的宝地，这块宝地很值得我们去开垦，这些精神财富很值得我们去发掘.”

爱因斯坦也曾说过“兴趣是最好的老师”，引入物理学史从某种程度上可以增强学生对物理学的兴趣.在一节课的开始就引入物理学史，可以很快地把学生的学习积极性调动起来，吸引学生的注意力，从而会认真听讲.

例如，结合“单摆”一节内容的学习，教师可以向学生介绍古代有关时间的测量及摆钟发明的过程.早在远古时代，人们便学会了根据天文变化计算较长的时间间隔，对于比日更短的时间单位，人们不得不用某些不精确的办法.在中世纪，机械钟开始进入人们的生活，表盘上的指针是靠悬挂重物控制的齿轮来带动的，重物会使齿轮转动.但是，必须有一种十分恒定的运动，才能调节齿轮有规律地运转.荷兰科学家惠更斯敏锐地想到伽利略青年时代所发现的单摆运动的“等时性”，通过自己的反复构思和实验，发明了带摆的钟，成了人类测量时间的第一部精确仪器，科学实验为人类带来意想不到的好处.

2 物理学史引入物理教学可以培养学生的创新素质

物理教学的基本任务中，很重要的一点是发展学生独立思考的能力和怀疑精神.科学史上的大量事例表明，不囿于传统理论和观念，不迷信权威和书本，是科学创造的思想前提.在科学本身的矛盾已经显现出来时，谁能首先同束缚科学发展的传统观念决裂，勇于提出新思想、新见解，谁就可能抢占到科学发展的前沿阵地，做出突破性的发现.正是杨振宁和李政道敏锐地审察了从未被人怀疑过的宇称守恒定律的适用范围，大胆提出了弱相互作用中宇称不守恒的假说，从而导致了物理学理论的一个突破性进展.批判的头脑、怀疑的精神，是打开未知科学大门的钥匙，也是一个人创新素质的基本表现.

讲自由落体运动时，介绍伽利略用归谬法驳斥亚里士多德“重的物体比轻的物体落得快”；在讲授牛顿第一定律时，介绍伽利略想象的一个理想实验.学习物理学史，正是一种创新素质的训练，通过人类揭开自然界之谜和艰难的探索历程，物理大师们用有效的方法，一步一步地掀开遮蔽真理的帷幕，那种科学创造的震撼与激动，使学生从身临其境的参与感中，获得科学方法.这不仅帮助学生拓宽视野，培养良好的创新思维，同时也使学生认识到物理学是处在不断发展不断更新的永恒的流动中，避免了对知识僵化的绝对化的理解，使他们逐渐学会以历史的、辩证的观点来分析问题、看待事物，提高他们进行科学探索的能力和推动科学发展的信心.

3 物理学史有助于促进对学生优良情感和非智力因素的形成

将物理学史渗入物理教学,处理恰当可以把思想教育寓于知识教学之中.物理学史上，科学家探索物理规律时一丝不苟的治学精神，持之以恒、不怕失败的奋斗精神，善于继承、敢于突破、勇于创新的进取精神，实事求是的科学态度，团结协作的集体观念等等，这些都是对学生进行情感态度价值观培养的重要材料!例如：开普勒对成千上万个经过几十年天文观察所得的数据进行运算和理论分析，通过长期探索，发现椭圆轨道定律以及开普勒三定律，从而引起天文学的巨大革新；卢瑟福和他的助手在粒子散射实验中，仅发现八千分之一的粒子产生大角度偏转而不忽视，从而揭示了原子的核式结构!这些生动的故事和鲜活的人物都深深打动了学生.著名的物理学家大多数都是意志坚定，有着高尚品德情操及人生观的人，他们的言行意志对学生非智力因素的培养将起到积极作用.实践证明，介绍他们的求学成长经历，能引起学生强烈的共鸣和思索，有助于帮助学生树立追求真理的科学理想和树立正确的人生观、价值观.

4 让学生开拓眼界 了解过去 探知未来

中学课本的物理内容与物理学史的联系相当密切，只要我们能积极地进行探索，充分运用物理学史知识，不仅可以使学生大开眼界，还可以使物理教学过程成为一个生动、活泼的过程，从而使学生在接受物理知识中，能由被动到主动，由消极到积极，起到事半功倍的作用，因此把物理学史渗透到物理教学中，能够对中学物理教师完成物理教学任务起到非常积极重要的作用.

人类的前进与科技的发展是离不开的，科技的发展又牵涉各门学科的发展，其中包括物理学的发展，而任何一门学科都是处在不断发展前进的状态中.讲解物理学史，不能认为历史就是过去，而也包括它的现在和未来，所以不仅要将过去告知学生，适当地介绍前沿科学的发展动态也是有必要的.例如在讲共振时，笔者以前总是举学生熟知的故事，拿破仑在一次行军过桥时，桥因共振而断裂，学生在这个古老遥远而又平淡的例子兴味索然，而后来笔者改向学生讲一个小故事：一向平静的深圳市殡仪馆五层宿舍大楼，近来常常无端出现莫名的振动，有人说是地震，但附近居民都无感觉；也有人说是楼里的人对不起死者，现在鬼来报应，于是许多人逃离了这座大楼.后来，厦门大学一位物理学教授揭开了谜底，原来是附近一家新建工厂机械的震动引起了楼的共振.这个例子就是现在发生的事情，非常贴近生活，学生的注意力一下子集中起来，共振原理也就轻而易举地掌握了.

总之，物理教学中引入物理学史，从教育学上讲，对于帮助学生理解科学的本质、物理概念和定律，培养学生的创造性思维能力及学习、研究物理学的兴趣、信心和科学精神等有很重要的教育价值，而且物理学史的需求调查表明物理教学中引入物理学史符合学生的愿望.以逻辑方法为主的传统教学模式已越来越不适应现代社会发展对教育提出的要求，物理教学中引入物理学史作为改革物理教育的一种手段正受到国内外物理教育工作者、物理学史工作者等越来越广泛的重视.

1 侯新杰.类比方法在物理学研究中的作用.河南师范大学学报(教育科学版)，1999(4)

2 王全，母小勇.物理文化与物理教育.学科教育，2002(3)

3 郭世荣.吴文俊院士与我国高校数学史研究.内蒙古师范大学学报(自然科学汉文版)，2009(5)

4 周国强.物理学史与中学物理教学.物理教学探讨，1994(10)

5 魏冰.科学史、科学哲学和科学教学.比较教育研究，1999(3)

6 郭建福.结合学生心理 提升物理教学.中学物理，2014(6)

*山东省教育科学规划校本研究专项课题(城镇初中教师专业发展与学校特色发展研究).

郭建福(1974- )，男，在读博士，中教一级，主要从事中学物理教学和物理学史研究.

2015-10-18)