浅谈物理学史在中学物理教学中的作用

浅谈物理学史在中学物理教学中的作用

作者：毕胜韩

新课改使科学史与物理教学结合更有益于培养学生科学思维方法，创造性的思维能力，激发追求真理献身于科学精神，所以我认为物理学史在中学物理教学中的作用有以下几个方面：

1、物理学史能激发学生学习物理兴趣。

兴趣是人要求获得知识的一种积极心理表现，它对于顺利取得知识、开阔眼界、丰富精神生活和推动不断学习，是一种最强大的内部动力，爱因斯坦说过，兴趣是最好的老师，一个人对某一事物有了浓厚的兴趣，他掌握该事物的可能性就有了成功的重要保证，学生一旦有了学习兴趣，他们就会自觉地主动地学习，即使学习中遇到困难，也会努力克服，这就要求我们在教学中不仅要把物理知识传授于学生，还须把物理学史引入教学中，如在讲《匀变速直线运动研究》一章时，课前让学生在互联网上查找本章提到的四位科学家（普朗克、亚理士多德、伽利略、爱因斯坦），了解他们生平及主要成果。上第一节时我请几位同学介绍这四位科学家时，学生们表现得异常活跃，纷纷举手回答，虽然答得不全，但课堂气氛非常好，然后我有意提出根据查阅的资料谈一谈，你们最崇拜的科学家是亚理士多德还是伽利略，并阐述理由。有的学生说：我崇拜亚理士多德，是因为他非常聪明，3岁就认识不少字，经常与老师辩论，将老师问得面红耳赤，他是古希腊哲学家、科学家和教育家，他最先把哲学从其他科学中独立出来，创立了形式逻辑学，他的著作是古代的百科全书，恩格斯称他

是最博学的人。有的学生说：我崇拜的是伽利略，因为他善于观察、思考和实验，他利用严密的逻辑推理和理想实验推翻了长达两千多年的亚理士多德的错误理论：重的物体比轻的物体下落快。另外他还证明了摆的等时规律，他是意大利著名的科学家，他在许多科学领域都卓有成效，是世界上首先融会贯通数学、天文、物理三门科的科学巨人，他将实验和逻辑推理包括数学推演和谐地结合起来，从而有力地推进了人类科学认识的发展被誉为“近代科学之父”。

所以说象这样物理学史的教学，有助于活跃思维，增强胆识，学生更加自觉地继承前人的事业，有效地进行学研究，激励他们把对科学家的崇拜转化为学习动力。同时引发了学生学习物理知识的浓厚兴趣。

二、有利于培养学生的科学思维和科学方法。

新课标明确提出要学生体验科学探究的过程，培养科学探究能力，而物理学家的科学探究过程与学生的认识过程在物理学研究方法上基本相似，这种相似性决定了物理基础知识教学与物理学研究方法是密切联系，不可分割的。物理学研究方法担负着发现、建立、检验、运用和发展物理教学的过程性要求，使学生更好地获得物理知识，掌握物理学的基本原理和规律，然而现实教材是：概念和规律的发现已经被浓缩了，隐去曲折复杂的思维过程，呈现给学生的是经过科学整理加工过的严密的抽象精练的若干条言语。物理教师让学生经历科学探究过程，从中体会科学方法，科学思维。所以物理学史的讲解使学生熟悉科学家发现规律的思维过程和科研方法，并从中受到启示，这

比掌握物理知识、技能更为重要。所以我在讲“匀变速直线运动研究”的第六节时，我向同学们说：亚里士多德对自然的研究仅仅停留在“观察”和“理解”的层面上，致使人们认为物体下落快慢由它们的重量决定的。以至于其后两千多年的时间里大家都奉为经典，然而伽利略认为亚里士多德的判断是错误的。他是这样推理的，如亚里士多德所说，一块大石头的下落速度要比一块小石头的下落速度大，假如大石头的下落速度为8，小石头的下落速度为4，当我们把两块石头捆在一起时，大石头会被小石头拖着而减慢，结果整个系统的下落速度应该小于8，但两块石头捆在一起，总的重量比大石头还要重，因此整个系统下落的速度比8还大，这样，就从“重物比轻物落得快”的前提推断出互相矛盾的结论，这使亚里士多德的理论陷入困境，为了摆脱这种困境，伽利略认为只有一种可能性：重物与轻物应该下落得同样快，伽利略没有仅仅停留在逻辑思辩上，而是继续做斜面实验，他发现，落体的速度越来越快，是一种匀加速运动而且加速度与重量无关，他还发现斜面越陡，加速度越大，斜面越平，则加速度越小，在极限情况下，斜面垂直相当于自由下落，不同物体的加速度是一样的，伽利略最终用“理想实验”由斜面情形推到自由落体。伽利略比他的前人更伟大，就在于他首先采用以实验检验猜想和假设的科学方法，在他之前，学者们总是通过思辩性的论战来决定谁是谁非。正如爱因斯坦对伽利略的赞扬：伽利略的发现以及他所应用的科学的推理方法是人类思想史上最伟大的成就之一，而且标志着物理学的真正开端。通过以上物理学史的学习，向学生揭示了科学探究的一般方法：对现

象的一般观察——提出假说——运用逻辑包括数学得出推论——通过实验对推论进行检验——对假说进行修正和推广，从而使学生从中领略到什么是科学探究，科学家是怎样用科学进行研究的，受到科学的思维方法的熏陶，有利于学生从“机械学习、被动思考、获得知识”向“灵活学习、积极思考、勇于探索”转化，获得真正的知识。

三、激发学生的创新思维、培养学生的创新能力。

二十一世纪最缺乏的是具有创新意识的人才，没有创新就不会有划时代的发展，创新意识是科技人才的最重要的基本素质之一，现代科学教育，必须重视培养学生的创新意识和创新能力，爱因斯坦有一句很著名的话：提出一个问题往往比解决一个问题更重要，因为解决一个问题有时仅仅是一个数学上或实验上的技巧，而提出新的问题新的可能性从新的角度去看旧的问题，却需要创造性的想象力，而且标志着科学上的真正进步。

中学物理教学中应结合物理学史讲清理论的由来和发展，讲它的成功以及它的缺陷和局限，物理学史展现的知识是一种动态的变化的知识，呈现出人类对物理现象的认识不断深化的过程，这种过程既突显了科学家们不迷信权威，不迷信书本，敢于怀疑的创新精神，同时也隐喻着人类对自然的认识是无止境的，从而深刻的促进着人们的思想解放。我在讲《匀变速直线运动研究》第6节时，我说，伽利略他在青年时代就敢怀疑亚里士多德的理论，并大胆提出重物和轻物下落一样快，后来经过实验最终粉碎了教会支持的亚里士多德和托勒密思想体系两千多年来对科学的禁锢，在运动力理论方面奠立了科学力学