浅论物理学史在中学物理教学中的重要性
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作者: 管泽勇
摘 要： 在过去的物理教学中，很多教师认为给学生传授物理知识，使学生能应用物理知识解决问题，就算完成了教学任务，达到了教学目的，而忽略了物理学史的教学。物理学史不仅能使学生增长见识，而且能培养学生的综合素质。作者根据在教学中的体会，谈谈物理学史在教学中的重要性。
关健词： 物理教学 物理学史 作用
物理学史是研究物理学辩证发展过程规律的一门学科，它研究物理学各种重要的概念、定律与理论的酝酿、产生和发展的过程，研究在从一个时期向另一个时期的过渡中，引起物理学概念、研究方法和研究领域发生变化的原因。［１］因此，物理学史蕴藏着巨大的财富。如果我们在教学中善于挖掘和利用，它将会对我们的教学产生意想不到的效果：引入物理学史能够提高学生学习物理的兴趣，让学生了解物理知识的发生、发展过程和科学研究的基本方法，理解科学的本质，加深对物理学知识本身的理解，激发创造性思维，培养科学能力、情感态度和价值观，使学生树立正确的科学态度，同时注重学生“科学和人文”的双重发展，有利于培养学生健全的人格，等等。所以，在物理教学中，必须重视物理学史的教学。
1.从物理规律发展的曲折性，培养学生质疑创新的精神。
我国著名物理学家钱三强在给郭奕玲、沈慧君编著的《物理学史》的序中谈道：“科学上没有平坦的大道。”［2］科学经历的本是一条非常曲折、非常艰难的道路，但是教师在教学的时候是将已有的知识系统归纳，形成简明扼要的理论体系呈现给我们的学生。在应试教育，以及学生学习科目众多、学习任务繁重的条件下，这似乎是必要的。但是这样的教学方法，往往会使学生对科学概念的产生和发展引起误解，以为什么结论都可用数学推导出来，一切来得都很简单，从而失去对观察而后实验的兴趣。因此，我们应该在教学过程中增加一些物理学史的内容，让学生知道一个物理定律的发现或建立，往往是许多科学家长期、艰辛工作的结果，使他们不仅能够掌握知识，而且具备对现有的知识的重新认识并提出质疑、挑战和创新的精神。
比如，研究自由落体运动。在16世纪以前，亚里士多德的运动理论占据统治地位：物体下落的速度与物体重量成正比。他的理论基本上是错误的，但由于这一理论是由直接经验总结得出的，同时又和宗教联系在一起，因此在之后2000多年的时间里，被认为是神圣之言，不可怀疑。要反驳亚里士多德的观点，不仅涉及到具体的运动学问题，而且涉及到宗教立场、自然哲学等问题。在这场思想革命中，伽利略作出了重要的贡献。可见，物理规律的建立是曲折的，需要学习者具有质疑创新精神。而要让学生具备这样的精神，最好的方法就是让他们受到这段物理学史熏陶。
2.介绍物理学史，提高学习兴趣。
爱因斯坦说过：“有许多人之所以爱好科学，是因为科学给他们以超乎常人的智力上的快感，科学是他们的特殊娱乐，他们在这种娱乐中寻求生动活泼的经验和雄心壮志的满足。”［3］丁肇中教授在实验室仪器旁一守就是几天几夜。当有人问他苦不苦时，他的回答是：“一点也不苦。正相反，我觉得很快乐，因为我有兴趣，我急于要探索物质世界的秘密。”可见，好奇心、兴趣和事业心，三者有着密切的联系。
传统的教学重视知识的传递，却往往忽视了对学生学习欲望的培养，不利于学生的“终生学习”。物理学史恰好可以弥补其不足。物理学史是一幅理论与实验交叉、失败与成功并存、逻辑与非逻辑思维并用的丰富多彩的画面，物理学思想与方法的演变、物理学发展跳动的脉搏，都可以调动学生的情绪，唤起他们强烈的好奇心和奋发向上的激情，引起浓厚的兴趣和积极的思考。
例如，在《光的干涉》一节课中就有戏剧性的事例：就在微粒说与波动说互不让步之时，新的突破出现了，在法国科学院的一个征文竞赛中，一个不知名的法国年轻工程师――菲涅尔向组委会提交了一篇论文。在这篇论文里，菲涅尔采用了“光是一种波动”的观点，并以严密的数学推理，极为圆满地解释了光的衍射问题。评委会成员之一泊松并不相信这一理论，对它进行了仔细的审查，结果发现当把这个理论应用于圆盘衍射时，阴影的中间将会出现一个亮斑。这在泊松看来是十分荒谬的：影子中间怎么会出现亮斑呢？这差点使得菲涅尔的论文中途夭折。但菲涅尔及其支持者在关键时刻坚持要进行实验检测，结果发现真的有一个亮点奇迹般地出现在圆盘阴影的正中心，位置和亮度与理论吻合得相当完美。（它被误导性地称之为泊松亮斑）这是物理学史中将反对者的观点转化为支持自己的证据的典型事例，充满了趣味性。
物理学史记载了人类揭开世界奥秘和令人兴奋的探索历程。中学生的好奇心强，同时又有强烈的自尊心，希望自己能独立地去解决一些问题。如果我们能抓住学生这一心理，在教学中经常穿插一些物理学史的材料，为学生创设一个生动活泼、自觉主动的学习环境，将物理学上一些重大知识的发现历程融入到教学中，让学生自己“参与”物理知识的发现过程，一个自然奥秘破释了，又一个新的难题提了出来，在这种好奇心永无休止的满足中体会科学发现的乐趣和心理上的满足，这样，我们就能在物理教学中培养并不断发展学生学习物理乃至整个自然科学的兴趣和信心。
3.介绍物理学家高尚的品德，让学生树立正确人生观、价值观和科学态度。
现在新课程实行三维目标，其中要求让学生建立乐观的生活态度、求实的科学态度、宽容的人生态度，使学生内心确立起对真善美的价值追求，以及人与自然和谐和可持续发展的理念。教师要培养学生正确的人生观、价值观，物理学史起着重要的作用。
在教学过程中，给学生讲讲物理学家为真理而献身的事例，这对培养学生的道德情操是最有效、最有感染力的一个好方法。比如，在讲法拉第电磁感应定律时，给学生说说法拉第的高尚品德：法拉第成名之后，他依然像当年那个学徒工那样对科学一往情深，而对金钱和地位不屑一顾。他热情地给普通群众主办通俗科学讲座，希望科学能像当年在他心中引起崇高的理想那样教育下一代青年人。国王要封他爵位，他也拒绝了。19世纪50年代英俄交战时，英国政府曾请法拉第领导研究毒气，被法拉第断然拒绝。他临终前要求葬礼尽量简朴，不要立纪念碑。再比如说，伟大的物理学家牛顿。有人问他是怎么样发现万有引力定律的，他回答说：“靠不停地思考。”他思考时达到了废寝忘食的地步。据回忆，当年他住在剑桥大学三一学院大门口附近，在哈雷访问过他后之数月里，他的行为怪异：他想去大厅吃饭，却转错了弯，走到了大街上，忘了为什么要出来，于是又返回到居室；在大厅里蓬头散发，衣着不整，坐在那里走神，饭菜放在桌前，也不知道吃；学院同事往往在校园散步时看到沙砾地面上有奇怪的图形，谁也不懂，都绕道而行，原来牛顿在全身心地思考天体问题。
除此之外，在中学物理课堂中引入物理学史还有其他很多作用，因此我们要重视物理学史的作用，充分利用这一知识宝库。但要做好这个工作并非易事，因为我们本身没有受过物理学史引入课堂的学习和培训，同时对物理学史知识知道得很少，更不用说作出比较好的引入了。因此我们需要做大量的资料搜集和消化工作，不断自我提高，这样才能把它做好。
参考文献：
［1］申先甲.物理学史教程.长沙：湖南教育出版社，1987，第1版，2.
［2］郭奕玲，沈慧君.物理学史.清华大学出版社，1993，第1版，7.
［3］爱因斯坦文集（第1卷）.商务印书馆，1997：2.
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