论物理学史在中学物理教学中的作用

论物理学史在中学物理教学中的作用

摘要：本文根据中学生和中学物理教学所具有的特点，从导入新课，激发学生学习物

理的情趣和热情；帮助学生正确理解原理和物理概念；使学生端正学习态度和掌握学习方法；培养学生良好的品德和非智力因素；唤起学生的民族自豪感和使命感等五个方面的作用进行论述中学物理教学中引入物理学史料的重要性，从而阐述了在中学物理教学中,传授知识的同时,有意识的进行物理学史的教学,有利于全面提高学生的素质。

关键词：物理学史；中学物理教学；作用

引言：在物理教学与物理学史相结合方面做得较早也是做得较好的国家是美国,上世纪

五十年代末克洛尔夫在对中学生的教育中引进”科学事例的历史”,另外较早注意到科技史教育作用的还有英国、前苏联等。我国广大的物理学史和物理教育工作者多年来也一直致力于物理学史和物理教育相结合的研究。尤其是1997年在苏州市召开的第九届物理学史学术年会,更是着重论述了古今中外物理学史渗入大中院校的物理教学,对促进当今物理教学改革的重要意义。中学物理教学中有机地渗透物理学史，不仅对中学物理教学大有好处，而且在对学生进行素质教育方面也是大有好处的。通过学习，可以了解物理学的发展规律、时代特征，全面认识物理学在社会发展中的地位和作用，了解物理学家所具有的科学思想和科学方法，为今后搞好中学物理教学打下良好的基础。

一、导入新课，激发学生学习物理的情趣和热情

物理学史有助于激发学生学习物理的兴趣，培养良好的学习习惯,树立勇于探索的献身精神。只有当学生对学习有了兴趣，才能表现出学习的自觉性、主动性，才能在学习中发扬开拓和探索精神，以顽强毅力去克服学习中遇到的困难。这就要求我们在教学中，不仅要把日常生活、生产劳动中发生的现象、问题与教材紧密联系起来，使学生认识到学习的现实意义。还须把历史引入教学中。把科学理论的建立，科学发现的过程，科技发明对人类社会发展的贡献用生动事例展示给学生。并通过了解物理学家的生平、

各学派间的争端以及尚未解开的物理课题来激发学生学习物理的兴趣，让学生从中学习到物理学家严谨的科学态度和科学的思维方法，不断提高自身科学素质、养成良好的学习习惯，变被动学习为主动获取知识。

例如，牛顿是举世公认的伟大科学家，在高一一开始以专题讲座的形式，介绍牛顿的生平及其科学研究历程，从而消除了科学研究的神秘感，拉近了科学家与学生的距离，激励他们把对科学家的崇拜转化为刻苦学习的动力。又如《电磁感应现象》一节教学,介绍法拉第发现电磁感应现象的历史过程,使学生了解发现这一现象的历史背景和思路,以及法拉第坚韧不拔的意志等。那么在教学的过程中,学生就会跃跃欲试,认真实验,自然生动的总结出产生感应电流的条件。事半功倍的教学效果令人赏心悦目,同时激励了学生学习知识的主动性,有利于全面提高教学质量。再如通过讲述阿基米德“王冠的故事”引入浮力定律；帕斯卡“木桶实验”引入液体的压强；牛顿“苹果落地”引入万有引力；瓦特“壶盖的故事”引入蒸汽机和热机。总之运用物理学史料导入新课，将会为你的课堂增色不少。

二、帮助学生正确理解原理和物理概念

每一个物理概念、每一条物理定律的形成都离不开当时的历史条件，都少不了物理学家的科学思想的逻辑发展和历史进程。回顾这些物理概念、物理定律的逐渐建立的历史进程，可帮助学生正确理解概念的内涵，正确运用定律来解决问题。根据教材编排特点，分单元讲解、分析发展史不仅有助于学生了解各概念、定理、定律的来龙去脉和科学知识的运动过程，而且有助于学生按现有的形式和体系来理解和把握物理知识，从而逐步掌握正确的科学思维方法。

例如，在讲到力的概念时，从古希腊的亚里士多德，到伽利略、牛顿，循着伟人的研究历程，从而加深学生对力的概念的理解，在讲高二年级\电磁感应\的时候，以奥斯特发现电流的磁效应为线索，向学生介绍人类对电和磁关系的认识过程。通过讲解安培、法拉弟、楞次和麦克韦等人在揭示电磁关系工作中的艰辛努力和所取得的成果，使学生在有了对电磁发展总体认识的基础上，加深对教材的理解和对左、右手定则、法拉第电磁感应、楞次定律等关键点的把握。又如讲到惯性的概念时引入伽利略的“理想斜面实验”；讲到能量守恒定律时引入迈尔、焦耳和亥姆霍兹的史料；讲到热的分子运动论时引入伦福德伯爵“枪膛实验”等等。演示实验贯穿于物理教学中,对物理概念规律的形

成营造一个生动的物理情景,提高了教学效果。演示实验大多是由老师精心准备、设计的,因此,效果十分明显,直观效果很强。但是,物理概念、规律的建立,是科学家们付出巨大劳动,不懈努力甚至牺牲生命,才得以完成的。因此教师在演示实验前介绍一些史料:如爱迪生为了寻找合适的材料做灯丝,经历了实验,失败,再实验的8000多次的试验,最终获得成功;又如:罗蒙诺索夫与助手利赫曼为揭示雷电之谜,认真进行实验探索;利赫曼被雷电击死,罗蒙诺索夫不屈不挠,继续实验,终于成功,等等。使学生知道成功的背后隐藏着多少次失败,那么他们就会加倍珍惜前人的劳动成果，同时培养了他们大胆探索的精神,动手小实验,不畏失败,真正意义上理解失败乃成功之母。强化课堂教学,达到了“授之以鱼”不如“授之以渔”的目的并能够让学生正确理解原理和物理概念。

三、使学生端正学习态度和掌握学习方法

每一个物理概念的形成，物理规律的发现，都是以观察和实验为基础加之合理的方法，经过一个较为漫长的过程而最终形成的。物理学史的教学可以使学生了解这一过程，使学生加深对知识的理解，并学会一种探索问题的方法，提高学生分析和解决问题的能力。如要强调认真观察对物理实验的重要，可以讲述居里夫妇是如何将中子当成了光子而错过了获得诺贝尔奖的机会的故事。运用物理学史上无数成功的例证,教育学生学习掌握观察、实验、类比、模拟、假想、科学抽象的方法。使学生在掌握物理知识基础上有所遵循,有所借鉴,事半功倍,培养敏锐的观察分析能力。以便在将来的工作中,能综合应用各种科学的方法。

观察和实验是人类认识自然界的主要方法,宏观世界的经典物理理论大多都是在观察实验的基础上得到的。类比是一种重要的思维方法,许多物理过程的关系都是可以类比的。卡诺把热机工作原理与水轮机类比,欧姆把回路电流同傅立叶的热传导理论类比。汤姆逊研究了电现象与力学间的类比性。薛定谔建立波动力学从光学与力学的类比入手。类比研究常常预示着重大的发现或突破,它能启发人们的物理思想。

模拟、假设、科学抽象的方法更是人们探索未知世界的重要方法。未知世界常常表现出与传统观念意想不到的属性,这就需要广开思路,需要丰富的想象、深刻的洞察力,进行大胆的猜测与假设,科学的抽象、标新立异、推陈出新。爱因斯坦成功的经验正是由于他敢于大胆用批判眼光重新考查传统观念,才取得了一系列突破,敢于大胆想象与假设,这才发展了量子理论,创建了相对论,开创了现代科学的宇宙学。今天我们提倡培

养学生的创新精神不正符合这一规律吗？例如历史上一次次的永动机事件,教育我们不得违背根本客观规律去钻牛角尖。多才多艺的开尔文不能很好吸取别人的成果,几乎走到真理的边缘而止步。人们评论说:“第谷是一个看的人而开普勒是一个想的人,第谷是一个做工的人,开普勒是一个完成工作的人”,他俩是理论与实际相结合的光辉典型。伽利略、牛顿、法拉第、麦克斯韦、玻尔、德布罗意和爱因斯坦等无数科学家成功的经验都是应当学习继承的宝贵经验。如此恰当地引入史料，教育学生端正学习态度和掌握必要的学习方法，避免走进学习和研究的误区。

四、培养学生良好的品德和非智力因素

尽管科学家的出身、生活经历迥然不同，但他们的思想品质上都有一些共同的特点：对科学有浓厚持久的兴趣和真诚执著的追求；具有坚韧不拔的毅力和锲而不舍的精神；持之以恒的顽强奋斗和全力拼搏的精神等等。这些真实的物理学史实能帮助学生学会怎样做人，增强学生的责任感和自信心，树立正确的世界观、人生观和价值观。物理学史中有许多科学家为真理献身的动人事迹，如伽利略为宣传哥白尼的日心说而被教会终身监禁；里赫曼为引雷电而捐躯；居里夫人为研制放射性而做出了巨大的牺牲；法拉第舍弃荣华富贵，几次拒绝接受封爵而甘做\平民法拉第\；亚里士多德富有批判和怀疑精神等。这些科学家不畏艰险，不惜生命，不慕利禄，不怕权威，追求真理的高尚品质，有利于培养学生实事求是的科学态度、献身科学的探索精神，为以后的学习和研究打下良好的基础。

运用史料,适时介绍科学家的优秀品质和勤奋、严谨的治学精神,对学生进行思想品德教育。如物理单位,大多是物理学家的名字,每讲完一个物理单位,引进一点史料,那么科学家的人格力量深深地鼓舞、激励着学生,使他们感到学有榜样,追有目标,倍增学习物理的动力,达到了教育的功效。在运用史料对学生进行思想教育时,要注意贴近教学内容,运用自然,巧妙地寓思想教育于课堂教学之中，从而培养学生良好的思想品德。中学生正值青少年阶段,提高非智力品质尤为重要,注意“多重启发式”教学,使学生对物理学科产生兴趣,通过“教学信息反馈”,及时处理问题,使学生对物理保持最佳状态；关心辅导差生,使他们放下包袱,增强学习物理的兴趣;创设情境,促进美的性格形成。综合培养学生品德和非智力因素。