物理学史在物理教学中的运用

李福成

摘要：将物理学史融入课堂物理教学是传统物理教学改革的有效手段。本文分析了物理学史在物理教学中对于培养学生学习兴趣和帮助理解物理知识等方面的重要作用，并结合自身在教学实践中的经验和体会，列举了一些物理学史在具体教学中的运用的实例，以期提高物理教学的质量和效果。

关键词：物理学史；物理教学

随着科技的进步和人类认识的提高，今天的人们对教育越来越重视，教学手段和教学方法也日益现代化和多样化。而物理学史以其独特的内容及丰富的教育因素，在众多物理教学手段中独树一帜，发挥着重要作用。在物理教学中有目的、有选择地引入物理学史知识是提高教学质量的一种有效方法，并已得到众多物理教师的认同。它对于全面提高学生的科学素质，包括知识与技能、过程与方法、情感态度和价值观等方面都有重要作用，并产生积极深远的影响。

一、运用物理学史激发学生的学习兴趣 提高学习热情

随着对高中物理的深入学习，很多学生感觉到物理越来越玄妙、越来越难理解，进而导致对物理学越来越缺乏兴趣和热情，影响了物理课程的教学效果和教学目的。这主要是由于高中物理与初中物理有许多不同，高中物理的物理思想和物理概念更强、物理方法更多，更多的借助于数学的微积分等工具对物理概念和物理规律进行描述和研究，并且研究对象也由中学中的常量变为变量。这些都加重了学生对物理的神秘感和恐惧程度。

兴趣是最好的老师。要让学生学好物理学，就必须提高学生对这门课的兴趣。在物理教学中，如果结合每节课所学的知识，给学生介绍一些与所学课程内容相对应的物理学史的知识和奇闻趣事是有百利而无一害的。它不但可以培养学生对物理学的浓厚兴趣，消除对已有的物理知识来源的神秘感和僵化认识，还可以启迪学生思维、开阔其知识视野，帮助学生借助于物理学发展史来掌握物理学中的疑难，了解到物理学与数学、天文学、哲学、等其他学科的关系，从而可以不断提升学生学习的原动力，使物理学的学习高效、可持续发展。

二、运用物理学史加深对知识的理解 学习科学方法

在物理教学中引入物理学史，可以使学生对物理学的发展、变化有一个整体性的了解，从而更深刻地理解物理概念和物理规律。物理学在长期的发展过程中，形成了一整套的思维方法，这些思维方法是物理学的纽带，使整个物理学体系浑然一体。

在教学中，与物理学史相结合，使学生用物理学家们的思维方法和探索途径来理解物理概念和物理规律。比如，物理学中研究问题时，抓住事物的主要矛盾，将物体抽象为质点、刚体、点电荷、试验电荷、理想气体等理想模型，这在物理学中是一种重要的思想方法。又比如，在物理学中，类比法也是一种重要的研究方法。可以说，类比的方法贯穿整个物理学发展的始终。法拉弟用磁力线类比提出电力线，从而提出“场”的概念，成为电磁理论的基本出发点。麦克斯韦类比流体力学方程，建立了电磁理论基础的麦克斯韦方程组。在物理学中将这些物理思维方法融入教学中，让学生理解掌握这些思维方法比掌握物理理论本身更重要，可以帮助学生奠定科学基础，提高科学素养。

三、运用物理学史进行辩证唯物主义世界观的教育

物理学的产生发展过程充满了唯物主义与唯心主义，辩证法和行而上学两种世界观的激烈斗争，物理学史正是一部对学生进行辩证唯物主义教育的科学史。

物理学史中有许多辩证唯物主义的认识论和方法论的实际例证。比如，光学理论最初是微粒说和波动说之争，先是微粒说占上风，以后波动说又战胜了微粒说，稍后电磁说又代替了波动说，后来发展到量子说。光量子说在物理学史上第一次揭示了物质的波动性与粒子性的对立统一关系，闪烁着辩证法的光辉。它表明事物永远不会停留在一个水平上，人们的认识总是由初浅到深入、由片面到全面，由实验到理论，由现象到本质，永不穷尽的。从辩证唯物主义的认识论来讲，一切认识都是从直接经验出发，都来源于实践，人类总的认识规律是：认识——实践——再认识——再实践……

结合物理学的特点，可以对学生进行物质第一性、对立统一、量变与质变，以及任何事物都是相对的，没有绝对的真理等等的教育，使学生从中领会其中所包含的辩证唯物主义观点。如，讲牛顿力学时，应阐明机械运动同其他事物一样，内部充满了矛盾，物质“运动”与“静止”这一矛盾正是物质对立统一规律的表现形式之一，外因（外力）只有通过内因（物体本身）才能促使矛盾转化，引起物体运动状态的改变。而讲到牛顿定律的适用范围时，让学生理解任何规律都是有条件的。

四、运用物理学史激励学生刻苦学习、勇于进取的科学精神

物理学的发展史，实际上又是一部科学家为追求真理而进行不屈不挠的奋斗史。物理学的发展过程中无数物理学家们付出了艰辛的努力和毕生的心血。在物理学中渗透物理学史知识，利用榜样的力量，以及物理学发展史上的名实验室（卡文迪许剑桥大学物理实验室测引力常数等），可以促使学生更好地理解、评价、欣赏科学事业，激发其探究科学的热情、勇气与欲望，培养其坚韧不拔的意志，激励学生学习科学家们勤奋不息的好学精神和不知疲倦的实干精神。

“从粒子到宇宙”虽然在知识结构上对学生的要求不高，但是其间物理探索之路的曲折，物理大师们在探索过程中所表现出严谨务实的科学态度、坚韧执著的科学精神以及淡泊名利的高贵品质给学生一次心灵的洗礼，其效果远“空洞说教”所能及。经典力学的创始人牛顿把全部精力和心血倾注在工作和事业上，成年累月在实验室从事物理学研究，常常几个月不出实验室的大门。爱因斯坦为了完成相对论的建立工作，一连十几天呆在小楼上没下楼一步，精心写作，饭菜也是由夫人送去。

总之，在物理教学中，应巧妙有效的运用物理学史的有利作用，充分调动学生的主观能动性，从而提高物理教学的质量和效果。