物理学史，培养学生的科学素养

曾琳玉

摘 要 在物理学史中包含有非常丰富的科学思维的具体形成的实际案例，同时物理学史中的这些案例可以和物理学中的知识实现很好的连接，从而使学生的学习兴趣得到最大化的激发。本文主要讲述了物理学史对培养学生科学素养的重要性，以及就如何更好地借助物理学史对学生的科学素养进行培养提出了一些建议。

关键词 物理学史 培养 科学素养

中图分类号：G424 文献标识码：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdks.2017.10.058

Abstract In the history of physics contains very rich scientific thinking of the specific form of the actual case， at the same time in history of physics and physics in these cases can knowledge to achieve good connection， so as to stimulate students' interest maximization. This paper mainly talks about the importance of the history of physics in training students' scientific literacy， and puts forward some suggestions on how to better cultivate the scientific literacy of students with the help of the history of physics.

Keywords history of physics； cultivation； scientific literacy

《物理课程标准》的三维目标，其中就有培养学生的科学素养。培养学生的科学素养对学生将来的发展有着非常重要的促进作用，可以让学生更好地适应将来社会的考验，因此需要每个教师都充分意识到培养学生科学素养的重要性，通过物理学史的学习来实现对学生科学素养的培养，促进学生将来可以获得更好的发展。

1 科学素养

科学素养一方面指的是修养以及学识，针对的对象是所有的学者。另一方面指的是能够书写，阅读，目标对象是非常普通的大众。在新课标中也有对科学素养进行界定，具体是指对学生的创新精神，科学探究能力进行培养，使学生拥有良好的情感以及科学态度，可以认识到科学的本质。对学生科学素养的培养可以有多种不同的方法、不同的途径，而通过物理学史的学习，来对学生进行科学素养的培养，无疑是所有途径中非常有效的一种。

2 物理学史是培养学生的科学素养的载体

人们经常说读史可以使人明智，如果在对物理知识进行讲授时仅仅只是将物理知识单独传授，而不涉及任何历史的学习，那么仅仅只是让学生了解了一些理论的物理知识，却不能对学生的物理思维以及科学思维进行培养。英语中常会讲到，谁在哪里因为什么提出了什么，这是一个完整的思维，而现阶段很多教师在对学生进行教育时，更多的只是注重对理论知识的强调，而并没有让学生明白知识是由谁怎样创造而来的，这样就会限制学生科学素养的培养，很多时候只能将学生培养成为一个会解题的工具，但是并不能将学生培养成一个有着完整思维的人，因此可以说物理学史是培养学生科学素养的载体，在物理学习中让学生充分的了解物理学发展相关的知识，这会让学生对物理学有一个更加深刻的连贯认识，从而促进学生科学素养的形成。

3 物理学史对培养学生科学素养的意义

3.1 借助物理学史，学生的奉献精神以及热爱科学的精神得到培养

在物理学史中包含有非常多的物理学家的感人事件。例如，居里夫人，因为长期进行放射性研究工作，最终患上白血病，为了物理学事业献出了自己的生命。法拉第，为了物理学事业，甘愿放弃荣华富贵，数十年如一日，坚持反复实验探究，最终发现磁生电的条件和规律，提出了法拉第电磁感应定律，为人类社会的发展做出了杰出的贡献。布鲁诺，一心捍卫日心说，被宗教裁判所烧死在罗马的鲜花广场，为科学付出了生命的代价。伽俐略同样也是为了捍卫日心说，多次受到罗马教皇的折磨以及破坏，依然没有屈服，誓死捍卫物理学知识。这些物理学史中的一个个物理学家对科学都有着至高无上的尊重，他们都是为了科学，为了真理忍受各种痛苦甚至放弃生命，他们的精神可以给每一个学生带来精神的震撼，使学生对这些物理学家由衷敬佩，同时也培养了他们对科学的尊敬，从而使他们怀着对科学以及对物理学家的尊敬来更好地展开物理学知识的学习，培养他们严谨的科学精神。[1]

3.2 培养学生敢于创新，敢于质疑的精神

教师可以让学生对绝对真理以及相对真理展开充分讨论，从而使学生尊重科学，自觉摒弃迷信权威。例如，在展开物理学史有关光的本性认识历程时，教师需要让学生明白正是因为在此之前，我们的祖先有些并不具备创新以及质疑的勇气，才导致粒子说得以被人们相信100年这么长的时间。早在17世纪，人们在进行光的色散分析时，牛顿提出了微粒说这一概念，在同一时间荷兰的物理学家惠更斯提出了波动说的概念，因为在当时牛顿的影响力比较大，所以微粒说便成功占据了统治地位，在经历了波动说学者的漫长努力之后，一直到20世纪，愛因斯坦借用光子说对光电效应进行了解释，证明了在光的色散中同时具备有波动性和粒子性这两种特性。这个物理学史的例子就完全可以告诉学生，理论有些时候并不是不会发生变化的，也许某些年以后，有关光的知识又会增加更多的理论，因为科学是没有边界的，所以我们不必感到震惊，人们的科学水平在不断进步，人们对自然科学的认知程度也在不断加深，借用物理学史可以让学生对世界对科学形成一种正确的认识，同时培养学生敢于创新，敢于质疑的科学精神。[2]endprint

4 运用物理学史对学生科学素养进行培养的建议

4.1 观察能力的培养

物理学这门学科是实践性非常强的一门学科，物理学各种规律的发现，以及各种概念的建立都不能脱离观察而单独存在，因此要想应用物理学史对学生的科学素养进行培养，一定需要注重培养学生的观察能力，通过观察能力的培养，使学生更好地对物理知识进行学习。在物理学史中，很多重要发现以及重要发明都是依靠物理学家的认真观察得出的。例如，意大利的非常著名的物理学家伽利略，因为对一盏灯的实际摆动进行观察得到了物理学的启示，借助悬线、铜球对单摆实验进行模拟，展开了对摆长会给周期造成多少影响的研究，最终发现了单摆的等时性。这些物理学史的例子都向人们表达一个道理，那就是观察非常重要，因此一定需要注重去培养学生的观察能力，让学生能够从观察到的细微事件中得到物理学启示，从而使他们可以对物理学知识能够有更加深刻的理解，从而使他们可以更好地掌握物理学知识。[3]

4.2 注重实验，培养实验能力

物理学这门学科是以实验为主的一门科学，物理学中的理论几乎都是从实验中得来，多少物理学家提出的理论都需要通过实验的检验，一定程度上可以说，如果没有实验，就没有物理学，因此需要教师给予实验一定的重视，通过实验来培养学生的科学素养。例如，富林克林为了证明物理学中静电和闪电具有同一性，便进行了风筝实验，在风雨交加的时候，富兰克林借助风筝将大气中存在的电收集到莱顿瓶中完成充电操作，从而得到了理论的验证。可以说所有的物理学理论都是通过实验来获得的，因此需要重视培养学生的实验精神，让学生通过实验来检验各种理论知识，培养他们对待科学的严谨态度。[4]

4.3 注重类比

类比具体是指在知道两种事物在一些方面具有相似点或者相同点的前提下，推论这两个物体在其他的方面也存在有相同或者相似点。例如，荷兰物理学家惠更斯就是借助类比方式来提出的光波动假说，将光和声波进行类比，认为光也可以存在折射以及反射现象，也正是因为类比为后来的光波动理论提供了一定的研究基础。再比如库仑，库仑拿两个电荷的相互作用力和物体的万有引力进行类比，最终发现了库仑定律，如果库仑没有应用类比方法，那可能还需要很长时间以后才会发现库仑定律。这些类比的例子都充分证明了类比的重要性，因此在进行电势能，电势以及电势差的教学时，也可以让学生把其和重力势能，高度以及高度差进行类比，从而让学生更好地进行物理知识的学习，但是需要让学生明白并不是所有事物都可以类比的，类比存在有一定的局限，所以类比过后需要学生进行实践的检验，检验成功后才可进行使用，避免学生将知识记混。[5]

4.4 注重假说

物理学中很多的发现都是在假说的基础上逐步形成的，即由物理学家提出假说，对该假说进行理论推导以及各种实验验证，最终证明假说的真实性。物理学家麦克斯韦为物理学做出了非常重要的一个贡献，他预言了世界上有电磁波的存在，这个理论后来通过赫兹实验得以证实，确实有电磁波的存在。英国物理学家安培提出“分子电流假说”成功地解释了物质宏观磁性形成的内在原因。假说对理论的发展起着重要的作用，是科学理论发展的重要环节，是物理学中最重要的研究方法之一。因此在物理学学习中，假说会是一种常用的方法。例如，在静电场中，等势面，电场线是否存在相交，我们可以先做出假设，然后去验证，从而得出正确的答案。总之，教学中需要教师对学生进行渗透，注重培养学生的假设意识，这样可以让学生面对问题时多了一个解决思路。[6]

4.5 构建模型

在物理学学习中，会涉及有非常多的模型研究。例如，对物体的实际机械运动进行描述，需要对质点进行建立，然后对物体的受力展开分析，还有单摆，弹簧振子等，建立模型的目的是为了将次要因素忽略，从而使人们可以将主要矛盾找出，发现事物的隐藏规律。建立模型的方法也是一种有效解决问题的方法，在建立模型时培养学生的逻辑思维能力。[7]

5 结语

综上所述，物理学史中包含有大量的物理学理论发展以及物理学家的案例，通过物理学史的学习可以让学生更加清楚地了解物理学理论发生以及发展的全过程，有助于培养学生的科学素养，使学生更好地展开各项知识的学习，因此需要教师给予物理学史一定的重视，对物理学史进行有效的应用，从而使学生的科学素养得到提升。

参考文献

[1] 王良.巧用物理学史提升科学素养——以“行星的运动”为例[J].中学物理（高中版），2016.34（11）：42-43.

[2] 张瑶，周芳梅.开设物理学史对高校师范生科学素养的培养[J].高师理科学刊，2016.36（8）：85-88.

[3] 杨思团.浅谈初中物理教学中学生科学素养的培养[J].新课程研究（下旬），2016（9）：95-96.

[4] 钱钦松.高中物理教学要注重培养学生的科学素养[J].新课程导学，2016（32）：31.

[5] 張鸿.在物理科技活动中培养学生的科学素养[J].中学物理（高中版），2017.35（1）：15-16.

[6] 汪小青.在高中物理教学中培养学生的科学素养[J].学周刊C版，2014（11）：197-197.

[7] 滕波.高中物理课堂贯彻物理学史教学的意义[J].中外交流，2016（11）：120-121.endprint