物理学史父子谈 谈物理学史的教育功能

  新课程标准以提高学生素质为宗旨,将“以学生发展为本”贯穿全过程。物理课程标准提出“必须重视科学、技术、社会的紧密联系,倡导科学精神和人文精神的完美结合,全面反映物理与生活、技术与社会的广泛联系,从生活走向物理,从物理走向社会”。物理学史所包含的丰富的科学素养和人文素养方面的知识在物理课堂中的应用正好符合了这个目标和要求。因此,应该重视物理学史在新课程改革中的应用,充分发挥物理学史的教育价值。下面谈谈物理学史在高中物理教学中的教育功能。�
  一、物理学史能激发学生学习物理的兴趣�
  爱因斯坦曾说过:“兴趣是最好的老师。”在物理教学中引入物理学史,可以吸引学生的注意力,充分调动学生的学习积极性,增强学生学习物理的兴趣。在讲自由落体这节课时,可以这样引入新课。教师问:“落体运动有什么规律?”学生:“重的物体落得快,轻的物体落得慢。”教师:“两千多年前,古希腊的学者亚里士多德也是这样认为的。大家听说过意大利的比萨斜塔吗?”学生:“没有。”教师:“有资料显示,素有‘近代科学之父’之称的伽利略曾于1591年在斜塔上边做了一次落体实验,以无可辩驳的实验‘事实’否定了亚里士多德的落体理论。然而,伽利略真的做过斜塔落体实验吗?1949年,英国历史学家巴特菲尔德对此持否定看法。于是,科学界为澄清事实,展开了一场旷日持久的争论,有人干脆把它称之为‘科学史上九十九谜’中的第一谜。这节课我们将学习自由落体运动的规律,看看伽利略是如何研究落体运动的。”这样引入一个物理史实,吸引了学生的注意力,激发了学生的学习兴趣,得到了较好的教学效果。�
  二、物理学史能对学生进行科学方法和科学思维的教育�
  物理学家在得出重大科学发现的同时,往往还总结出一整套科学研究的方法,如伽利略首先走上了用精确的数学分析和总结实验数据为特点的研究道路,在实验设计中运用了理想化方法,以可靠的事实为基础,经过抽象思维,抓住主要因素,化繁为简,揭示本质规律;牛顿则是头一位大量应用数学方法来系统地整理物理理论、用系统的数学方法对个别研究成果进行整理、组织,并使其由经验积累上升到理性概括,由零碎知识上升到系统理论的科学家。富兰克林、欧姆、法拉第和麦克斯韦则在建立单元电液理论、欧姆定律、电力线和电磁场理论的过程中,巧妙地应用了类比法。这些都是人类在认识自然界中所积累起来的宝贵财富。正如著名的数理学家拉普拉斯所指出的:“认识一种天才的研究方法,对于科学的进步……并不比发现本身更少用处。” 因此,在物理教学中如果将物理学史中总结归纳出来的一系列思维方法介绍给学生,并为之掌握,这对于培养学生分析、处理和解决问题的能力,在学生进行创造性思维,探索新知识,摆脱“题海”困扰,减轻学习负担上都是很有帮助的。�
  三、物理学史有利于培养学生的人文精神和爱国主义情怀�
  新课程标准提出,注重物理学与日常生活、社会科学以及人文科学的融合,让学生切身体验物理学与社会的相互作用以及物理学对人类文明的影响。物理学发展史中涌现出了伽利略、牛顿、麦克斯韦、爱因斯坦等伟大的物理学家,纵观其业绩,能找到许多共同点:他们都有崇高的理想,有着为科学事业和真理而献身的精神,他们摒弃金钱和名誉的追求,把自己的全部精力都用在真理的探索上,牺牲掉许多常人物质生活上的享受,甚至冒着生命危险。如布鲁诺由于坚持真理而被烧死,原子核科学的先驱者们身体受到放射性的损害等。赵忠尧、钱三强、何泽慧、钱学森等我国老一辈物理学家,在新中国成立之初,放弃了在国外优越的工作和生活条件,冲破重重阻拦,毅然回归祖国,成为新中国科学事业的奠基人。我们应当教育学生以他们为榜样,刻苦钻研,学成后为祖国服务。这些物理学史的知识都是对学生进行爱国主义、集体主义思想教育的好素材。�
  四、物理学史能帮助学生树立科学世界观和科学价值观�
  在物理教学中适当地穿插物理学史对学生树立科学的世界观和人生观很有帮助。比如奥斯特坚信电和磁之间有联系,为了寻找电流的磁效应,花了整整八年的时间,经历了实验、失败、再实验、再失败直至成功的艰难历程;居里夫妇在条件异常艰苦,设备十分简陋的情况下花了整整四年终于获得成功等等。纵观物理学发展史,为辩证唯物主义的物质运动观提供了充分的科学依据。如对阴极射线本质的争论导致了电子的发现,而电子的发现又突破了原子不可分的传统观念,动摇了经典力学的地位,促进了理论的大发展,建立了新的物质观,产生了相对论和量子论。这些史实对学生理解事物矛盾运动法则很有帮助。教学中我们应以科学家的实际经历作为素材,包括科学家的治学创业、为人处世、对待困难和逆境的态度、坚持不懈和顽强拼搏的毅力等,让学生领会他们的思想感情,并以他们为学习的榜样。�
  总之,在高中物理教学中有目的地渗透物理学史的教育,可以激发学生学习科学知识的热情。开展德育渗透,提高学生素质,可以促使学生领悟科学的思维和研究方法,有利于培养学生的发散思维和创造能力。�
  
  (责任编辑 黄春香)

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