物理學史在中學物理教學的作用

物理學史在中學物理教學的作用物理學史是研究物理學發(fā)展的學科，它是物理科學體系中重要的組成部分。物理學史教育是通過傳授物理學史方面的知識，培養(yǎng)學生科學意識、科學精神及科學方法等多方面品質(zhì)的過程。在教學活動中深刻體會到，物理學史教育是中學物理教學中不可缺少的組成部分。尤其在全面推進素質(zhì)教育，實施課程改革的今天，對發(fā)展中學生綜合素質(zhì)提出了更高的要求，物理學史的教育功能則更加明顯。但是由于缺乏物理學史教育的研究，妨礙了它在發(fā)展中學生綜合素質(zhì)方面的作用，影響了中學物理教學質(zhì)量的提高。為此，在總結(jié)教學經(jīng)驗的基礎上，對物理學史教育在中學物理教學中的重要性、可能發(fā)揮的作用以及加強物理學史教育的途徑，做了初步的研究。

一、加強物理學史的教育，實現(xiàn)中學物理教學目的

隨著中學全面推進素質(zhì)教育及“跨世紀素質(zhì)教育工程”的啟動，對中學生應具備的基本素質(zhì)提出了更高的要求。為了迎接新世紀人才競爭的挑戰(zhàn)，為了適應知識經(jīng)濟時代的特點，他們需要多方面的、綜合性的心理品質(zhì)。科學素質(zhì)就是其中重要的組成部分?？茖W素質(zhì)是由科學意識、科學精神、科學知識、科學方法與行為等要素組成?？茖W意識是指對科學本質(zhì)及價值的正確認識，表現(xiàn)為對科學的積極態(tài)度，如對科學的信任、依賴、追求等?？茖W精神是指科學家進行科學探索的積極心理狀態(tài)，其核心是實事求是的工作態(tài)度、探索創(chuàng)新的思想?？茖W知識，是指反映客觀世界的知識體系，如物理、化學等等學科知識。這里所說的科學方法，主要指科學思維方法，它在一定程度上具有方法論的意義，大多蘊含在科學探索的過程中?？茖W行為是指受科學思想意識支配表現(xiàn)出來的外在活動，對于中學生來說，主要指在生活和學習活動中科學的習慣和方式。從目前中學學科設置的情況看，培養(yǎng)中學生科學素質(zhì)的任務，主要由物理、化學、生物等理科教學承擔，其中，物理教學的責任最重。顯然，培養(yǎng)中學生的科學素質(zhì)，已成為現(xiàn)代中學物理教學不可推卸的責任，因而成為重要的教學目的之一。為了實現(xiàn)這一教學目的，需要進一步研究物理教學中影響科學素質(zhì)發(fā)展的因素。描述了構成科學素質(zhì)的各要素與中學物理教學內(nèi)容各組成部分之間的關系。一個人的科學意識、科學精神、科學方法和行為等大部分科學素質(zhì)要素，都要建立在對科學及科學發(fā)展過程了解的基礎上，才能逐漸形成，這些都與物理學史教育有密切關系。通過物理學史教育，可以培養(yǎng)學生科學的思維方法、創(chuàng)造性的思維能力，激發(fā)追求真理、獻身于人類文明進步事業(yè)的精神。所以，為了實現(xiàn)現(xiàn)代中學物理教學目的，必須加強物理學史教育。

物理學史中就有許多催人淚下的事例。比如：M．居里由于長期從事放射性研究得了白血病逝世，為科學獻出了寶貴的生命；利赫曼為引雷電而捐軀；法拉第舍棄榮華富貴，幾次拒絕接受封爵而甘“平民法拉第”；布魯諾為捍衛(wèi)日心說犧牲在羅馬鮮花廣場的熊熊烈火之中；伽利略為捍衛(wèi)日心說受到羅馬教皇殘酷的迫害和折磨，但他沒有放棄對真理的追求，年近七旬又體弱多病的伽利略被迫在寒冬季節(jié)前往羅馬，跪在冰冷的石板地上接受羅馬宗教裁判所的審判，先是被判終審監(jiān)禁，后又改為在家軟禁，精神和肉體上的折磨仍然沒有動搖他的信念，直到1642年1月8日病逝。300年以后的1979年羅馬教庭才為他公開平反昭雪。科學家可歌可泣的獻身精神對我們現(xiàn)代人應該有所啟發(fā)。

伽利略認真讀過亞里士多德的《物理學》等著作，認為其中許多是錯誤的。伽利略依靠工匠們的實踐經(jīng)驗與數(shù)學理論的結(jié)合，依靠他自己敏銳的觀察和大量的實驗成果，通過雄辯和事實，粉碎了教會支持的亞里士多德和托勒密思想體系兩千多年來對科學的禁錮，在運動理論方面奠立了科學力學的基石（如速度、加速度的引入，相對性原理、慣性定律、落體定律、擺的等時性、運動疊加原理等）。二十世紀最偉大的自然科學家愛因斯坦，被稱為“物理學革命的旗手”，就是因為他在科學的道路上不斷創(chuàng)新，創(chuàng)立了一個又一個嶄新的理論體系。1905年3月他發(fā)表了論文《關于光的產(chǎn)生和轉(zhuǎn)化的一個推測的觀點》，提出了光的量子論，歷史上第一次揭示了微觀客體的波動性和粒子性的統(tǒng)一，即波粒二象性；1905年6月他寫了一篇開創(chuàng)物理學新紀元的長論文《論動體的電動力學》，完整的提出了狹義相對論，解決了十九世紀末出現(xiàn)的古典物理學的危機，推動了整個物理學的革命。之后愛因斯坦并不感到滿足，不懈的創(chuàng)新精神促使他在真理的道路上進行艱難曲折的探索，到1916年3月，他寫了一篇總結(jié)性的論文《廣義相對論基礎》，宣布了廣義相對論的創(chuàng)立。

通過物理學史的教育可以培養(yǎng)學生熱愛科學、獻身科學的精神，可以培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神，對實施素質(zhì)教育具有重要意義。

二、凸現(xiàn)物理學史教育的功能3．進行思想品德教育的功能

在推進素質(zhì)中，加強思想品德教育是一項重要任務。因此，品德教育應滲透到各科教學中。在物理教學過程中，由于眾多物理學史料中有很多品德教育素材，將品德教育與知識教育有機結(jié)合，能夠更好地發(fā)揮物理學史的思想品德教育功能。例如，布魯諾為追求真理而獻身；居里夫人命名新元素為“釙”以紀念祖國；富蘭克林冒生命危險做“風箏實驗”。這些科學家的故事對學生有特殊感染力，教育效果非常明顯

三、開發(fā)物理學史教育的途徑

當前，加強物理學史教學在培養(yǎng)學生科學素質(zhì)方面的作用，已經(jīng)成為中學物理教學改革的重要內(nèi)容之一，尤其在新課程教學中得到認可。為此必須動員物理教師及教材編寫、研究多方面力量相互配合與協(xié)作，構建物理學史教育資源庫，以期達到資源共享。

1．加強物理學史學習，提高教師自身素質(zhì)

眾所周知，能否發(fā)揮教材教育功能的關鍵在教師。同樣，為了有效發(fā)揮學史教材的教育功能，物理教師本身也必須具有較高的物理學史素養(yǎng)，這樣他才能在掌握學史知識的基礎上，從認識方法論的角度，把握物理科學的發(fā)展軌跡與規(guī)律，才能挖掘?qū)W史的教育功能。不僅如此，提高學史素質(zhì)對教師全面理解和把握物理學科的知識體系，提高教學水平，具有長遠的意義。

2．深入研究學史教學的規(guī)律，調(diào)整物理學史教學內(nèi)外關系

2學史教學作為一種教學活動，必然有其自身的規(guī)律，只有掌握了這些規(guī)律，才能自如地進行教學，才能使教學達到預期的目的。學史教學有著多方面的規(guī)律，目前需要盡快認識和把握的，我認為有學史教學與知識、技能教學之間的關系；各學史教學內(nèi)容之間的關系，如科學家故事、科學探索的背景、科學發(fā)現(xiàn)過程、方法論等之間的關系；教學中思想品德教育與智育之間的關系等幾個方面。教師對這些關系的認識、協(xié)調(diào)與處理，既是提高學史教學質(zhì)量的基礎，也是保證其健康發(fā)展的條件。例如，只有當真正解決好物理學史教學與知識、技能教學之間的關系，與過程、方法教學之間的關系，才能保證物理教學質(zhì)量的全面提高，才能促進學生思想品德、科學素質(zhì)、智力和操作技能的均衡發(fā)展，而不致走向顧此失彼、矯枉過正的偏頗境地，甚至阻礙了物理學史教學的正常發(fā)展。

3．廣泛開展學史教學實踐研究，改進教學方法

由于輕視物理學史教學的結(jié)果，使目前學史教學方法較為落后，一般僅限于講故事，“貼德育標簽”（即在講完故事后，加上幾句口號）的傳統(tǒng)教學方法，這顯然不符合學史教學目標的要求。為此，必須引導廣大教師重視學史教育，有計劃地組織物理教師在實踐中大力開展學史教育研究，深入分析教材內(nèi)容，適當補充引入科學史料，積極改進教學方法，達到學科素質(zhì)教育的目的。目前中學物理教材中學史內(nèi)容所占比例甚微（僅2%左右），其中內(nèi)容僅限于科學家故事。因此，教師應進行物理學史教材的分析，適當補充有關科學探索的背景、科學發(fā)現(xiàn)過程以及方法論方面的學史材料，挖掘教材的教育功能。同時用現(xiàn)代學習理論為指導，提高學生學習的興趣和能力，促使學生主動學習物理發(fā)展歷史，領會科學精神，掌握科學思維方法，培養(yǎng)良好的科學行為。

教學實踐告訴我們，不僅要教給學生現(xiàn)代科技所必需的系統(tǒng)的物理知識，還應教給學生科學的學習和研究方法，科學既是一種人類的知識體系又是人類認識世界的一種方式和探索過程，而通常的科學方法都貫穿在物理學發(fā)展的過程中。物理學具有很強的繼承性，許多科學家就是從對本學科的歷史研究中，開始自己的創(chuàng)造活動的，牛頓說過：“如果說我比別人看的遠一點，那是因為我站在巨人的肩上”。不僅牛頓如此，