物理學史是研究人類對自然界各種物理現象的認識史,它的基本任務就是描述物理概念、定律、理論和研究方法的脈絡,提示物理學觀念、方法和內容的發生、發展的原因和規律性。今天是昨天的延續,瞭解歷史是為了更好地把握未來。所以在物理教學中,物理學史理應成為一種珍貴的教學資源。但由於受應試教育觀念的影響及物理教材本身的因素,物理教師很難把物理學中豐富多彩的內容引人入勝地傳達給學生,使得學生對物理基本概念、規律的由來只知其一不知其二,物理知識在學生看來是深奧、難懂的,因而學生對學習物理越來越覺得乏味、難學,越來越缺乏熱情。這與物理學在科技與社會發展中越來越重要的地位是相矛盾的。而研究學習物理學史,在教學中必將為物理教學注入新的活力,還“歷史”真像與學生,讓他們一同與人類探索自然的歷史,與科學家追求科學、追求真理、勇於實踐、艱苦卓越的奮鬥足跡,共悲同喜。這將賦予物理知識於生命意義,有利於激發學生學習物理、攀登科學高峰的熱情,下面就幾個方面談談物理學史在物理教學中的作用。一、利用物理學史的豐富材料,可以對學生進行科學理想教育,激勵學生的科學創造精神。物理教學的基本任務除了向學生傳授物理基本知識和基本技能外,還應發展學生的認識能力,培養學生的科學理想和科學創造精神。物理教師熟悉物理學史,就可以在教學中利用生動的事例進行這方面的教育和培養。熟知著名科學家的創造實踐,瞭解歷史上重大科學發現和發明產生的歷史背景和突破過程,可以開闊眼界,加深學生對科學的理解,堅定他們進行科學創造,推進科學發展的信心和理想。例如在學習電學時,可向學生介紹電流的發現和電磁感應現象的發現過程,在介紹阿基米德原理時,可以向學生講王冠的故事。在學習生活用電時,可向學生說明愛迪生髮明電燈的過程……。瞭解科學家的生平和偉大貢獻,從中獲得啟示,往往可以使青年學生受益終生。介紹傑出科學家的至理名言,可以使學生感受科學家勇於追求真理,獻身科學事業,知難而進,愈挫愈奮、謙虛、嚴謹、無私奉獻的高貴品質。如力學之父——牛頓,從不居功自傲,在生命快要結束時,向世人說了這樣二句話:“我不知世人是怎樣看我,但是我自己看來,我只是象一個在海濱玩耍的孩子,一會兒找到一顆特別光滑的卵石,一會兒發現一隻異常美麗的貝殼。就這樣使自己娛樂、消遣;而與此同時,真理的汪洋大海在我眼前還未被認識、被發現。”“如果我比別人看得遠些,那是因為我站在巨人們的肩膀上的緣故。”被譽為電磁學的帶路人——法拉第,一生中得到的榮譽不計其數,但他從不喜形於色,拿出來炫耀,人們不解地問,他憨然一笑,答道:“我不能說這些榮譽不珍貴,不過我從來不是為了追求這些榮譽而工作的。”電學中的牛頓——安培,一天,他在路上邊走邊思考問題時,由於過於專心竟然把馬車的後背當成黑板,演算起來;鐳的發現者——居里夫人,寧願失去成為富人的機會,公開了自己發明鐳的全部秘密和它的製造方法。……這些活生生的事例,可以成為青年學生努力的路標、行動的指南,有助於學生樹立正確的世界觀、人生觀和價值觀。結合教材介紹物理學史,還可使學生認識到:追求真理造福人類的志向,是科學偉人們獻身科學事業並取得重大成就的重要動力。科學成就來自科學家的勤奮鑽研和專心致志的忘我勞動。科學工作是不斷提示和發現客觀規律的工作,是一種複雜的腦力勞動,只有專心致志、不屈不撓、長期奮鬥才能見效。敢於突破傳統偏見,大膽進行科學探索的精神,是科學偉人們取得科學成效的重要思想基礎。認識真理除了要克服科學實驗上的困難和危險以外,還要克服傳統觀念的束縛。因此,要推動科學發展,不僅要尊重權威,虛心學習繼承前人的正確理論知識,還要破除迷信和固守傳統觀念的思想,要敢於探索,創造力是屬於愛追根究底、獨立思考的人。簡言之,在物理教學中,介紹物理學史,能夠幫助學生掌握科學發展規律,瞭解科學的社會功能,認識社會實踐和物理學發展的關係,學習物理研究方法,繼承科學研究的優良傳統,擴大知識視野,活躍科學思想,激勵科學創造精神。二、瞭解物理學發展的歷史,可以加深對物理學基本概念、基本原理和定律的本質的理解。 對於物理學中各個基本概念、基本原理和定律,只有瞭解它們如何產生、形成和發展的過程,即瞭解它們是如何得來的,又如何演變發展成為現在這個樣的,才能真正懂得它們的本質,在教學中也才能深入淺出,講深講透。一個基本概念,它是根據哪些客觀現象,由於何種研究的需要被引進物理學的呢?其原始意義是什麼?隨著物理學的發展,它又得到哪些補充和修正?……這一切,只從一般教科書上難以全面瞭解。教科書往往只以一個定義的出現,可能完全掩蓋了它在發展過程中所蘊含的豐富內容。這容易使學生斷章取義,對物理概念、規律進行片面性的理解,抹殺了學生的創造性思維,使學生錯失了進行探究學習的機會。因為一個基本概念、規律的形成及發展過程,本身就是使學生進行探究學習的不可多得的良好素材。教師在教學中,如果只重結論、只給結論,不重過程。教學中就會缺少懸念,教學就會成為簡單重複課本知識的過程,課堂將會失去生機與活力,缺少意外的“驚喜”,直接造成的後果是學生只會記結論、背結論,而不會真正理解結論,學生的綜合思維能力和創造能力也不能得到充分地發展。三、瞭解物理學發展的真實歷史,可以破除科學創造的“偶然性”和“神秘感”。教學任務之一,是傳授前人經獲得的理論知識,反映在現在課本中的物理學習理論,都是人們根據教學的需要經過多次編輯整理,形成的嚴密的理論邏輯體系。教師在講課中,也往往只注意理論本身的邏輯結構,習慣於從少數幾個基本假設或定律出發,運用數學方法推匯出結論,這就掩蓋了科學認識:由感性到理性、由現象到本質、由個別聯絡到普遍聯絡的具體發展過程。這樣就會使學生對這些知識的來源、理論體系的形成,感到深奧莫測,認為各個物理學概念、原理和定律的獲得都是一蹴而就的,只是歷史上哪些智慧超人的科學偉人們的“靈感”創造,是歷史的巧合和偶然的機遇,是常人的不能及的。這種認識是十分錯誤的。事實上熟悉科學創造歷史過程的人都知道,任何一點物理知識的獲得,都是一個動態的、歷史的過程,是經過“試探——除錯”的多次選擇而得到的。都有一個從感性到理性、低階到高階、片面到全面、粗糙到嚴格的產生、發展和演變的過程,它決不是任何天才頭腦的人偶然性所創造的。在教學中,適當地做一些必要的歷史回顧,將會使學生了解各種理論建立的實驗基礎,瞭解各種抽象模型所依據的客觀實際,瞭解假設、觀點和物理學思想的演變,使學生在課堂上“親身經歷”一下物理學基本概念、原理和理論的產生、形成和發展的“系統發音過程”,這種做法的本身,就有助於消除學生對物理學知識來源的偶然性和神秘感。使學生認識到,發明創造,不是某些人的特權,但成功只會屬於哪些用百分之九九的汗水,敢於實踐、勇於實踐、善於實踐的人。同時使學生意識到,物理是一門以實驗為基礎的學科,實踐出真知,學好物理必須重視實驗、學會觀察、體驗生活。四、瞭解物理學理論的發展性和近似性,可以克服僵化的認識和絕對論的真理觀。在物理學的發展史上,經常發生著以下各種形式的理論變遷:以比較正確的認識代替錯誤的認識,例如以熱之唯動說代替熱質說;以比較全面的認識代替片面的認識,例如光的波粒二象性代替原先的粒子說和波動說;以更深入的認識代替表面的認識,例如從哥白尼學說到開普勒說,再到牛頓萬有引力定律的提出,就是一個不斷深化的過程;以更加普遍、精確的認識代替區域性的近似的認識,例如相對論和量子力學的建立,提示了牛頓力學的侷限性和近似性,把它作為一種極限情況概括在新理論之中……。這生動地表明,沒有任何一個物理學理論可以被看成是最終完美的,因為它的內容的有限性總是和可能觀察到的無限豐富多樣是相對立的。人們在一定條件下獲得的物理學知識只能是近似性的、相對的真理。 如果物理教師是有較豐富的物理學史知識,就會在教學中自覺地對學生進行辯證唯物主義真理觀的教育,以幫助學生克服對物理知識絕對化、僵化的理解,防止學生不能限制地、不講條件地機械搬用物理定律、公式來解決問題。
物理學史是研究人類對自然界各種物理現象的認識史,它的基本任務就是描述物理概念、定律、理論和研究方法的脈絡,提示物理學觀念、方法和內容的發生、發展的原因和規律性。今天是昨天的延續,瞭解歷史是為了更好地把握未來。所以在物理教學中,物理學史理應成為一種珍貴的教學資源。但由於受應試教育觀念的影響及物理教材本身的因素,物理教師很難把物理學中豐富多彩的內容引人入勝地傳達給學生,使得學生對物理基本概念、規律的由來只知其一不知其二,物理知識在學生看來是深奧、難懂的,因而學生對學習物理越來越覺得乏味、難學,越來越缺乏熱情。這與物理學在科技與社會發展中越來越重要的地位是相矛盾的。而研究學習物理學史,在教學中必將為物理教學注入新的活力,還“歷史”真像與學生,讓他們一同與人類探索自然的歷史,與科學家追求科學、追求真理、勇於實踐、艱苦卓越的奮鬥足跡,共悲同喜。這將賦予物理知識於生命意義,有利於激發學生學習物理、攀登科學高峰的熱情,下面就幾個方面談談物理學史在物理教學中的作用。一、利用物理學史的豐富材料,可以對學生進行科學理想教育,激勵學生的科學創造精神。物理教學的基本任務除了向學生傳授物理基本知識和基本技能外,還應發展學生的認識能力,培養學生的科學理想和科學創造精神。物理教師熟悉物理學史,就可以在教學中利用生動的事例進行這方面的教育和培養。熟知著名科學家的創造實踐,瞭解歷史上重大科學發現和發明產生的歷史背景和突破過程,可以開闊眼界,加深學生對科學的理解,堅定他們進行科學創造,推進科學發展的信心和理想。例如在學習電學時,可向學生介紹電流的發現和電磁感應現象的發現過程,在介紹阿基米德原理時,可以向學生講王冠的故事。在學習生活用電時,可向學生說明愛迪生髮明電燈的過程……。瞭解科學家的生平和偉大貢獻,從中獲得啟示,往往可以使青年學生受益終生。介紹傑出科學家的至理名言,可以使學生感受科學家勇於追求真理,獻身科學事業,知難而進,愈挫愈奮、謙虛、嚴謹、無私奉獻的高貴品質。如力學之父——牛頓,從不居功自傲,在生命快要結束時,向世人說了這樣二句話:“我不知世人是怎樣看我,但是我自己看來,我只是象一個在海濱玩耍的孩子,一會兒找到一顆特別光滑的卵石,一會兒發現一隻異常美麗的貝殼。就這樣使自己娛樂、消遣;而與此同時,真理的汪洋大海在我眼前還未被認識、被發現。”“如果我比別人看得遠些,那是因為我站在巨人們的肩膀上的緣故。”被譽為電磁學的帶路人——法拉第,一生中得到的榮譽不計其數,但他從不喜形於色,拿出來炫耀,人們不解地問,他憨然一笑,答道:“我不能說這些榮譽不珍貴,不過我從來不是為了追求這些榮譽而工作的。”電學中的牛頓——安培,一天,他在路上邊走邊思考問題時,由於過於專心竟然把馬車的後背當成黑板,演算起來;鐳的發現者——居里夫人,寧願失去成為富人的機會,公開了自己發明鐳的全部秘密和它的製造方法。……這些活生生的事例,可以成為青年學生努力的路標、行動的指南,有助於學生樹立正確的世界觀、人生觀和價值觀。結合教材介紹物理學史,還可使學生認識到:追求真理造福人類的志向,是科學偉人們獻身科學事業並取得重大成就的重要動力。科學成就來自科學家的勤奮鑽研和專心致志的忘我勞動。科學工作是不斷提示和發現客觀規律的工作,是一種複雜的腦力勞動,只有專心致志、不屈不撓、長期奮鬥才能見效。敢於突破傳統偏見,大膽進行科學探索的精神,是科學偉人們取得科學成效的重要思想基礎。認識真理除了要克服科學實驗上的困難和危險以外,還要克服傳統觀念的束縛。因此,要推動科學發展,不僅要尊重權威,虛心學習繼承前人的正確理論知識,還要破除迷信和固守傳統觀念的思想,要敢於探索,創造力是屬於愛追根究底、獨立思考的人。簡言之,在物理教學中,介紹物理學史,能夠幫助學生掌握科學發展規律,瞭解科學的社會功能,認識社會實踐和物理學發展的關係,學習物理研究方法,繼承科學研究的優良傳統,擴大知識視野,活躍科學思想,激勵科學創造精神。二、瞭解物理學發展的歷史,可以加深對物理學基本概念、基本原理和定律的本質的理解。 對於物理學中各個基本概念、基本原理和定律,只有瞭解它們如何產生、形成和發展的過程,即瞭解它們是如何得來的,又如何演變發展成為現在這個樣的,才能真正懂得它們的本質,在教學中也才能深入淺出,講深講透。一個基本概念,它是根據哪些客觀現象,由於何種研究的需要被引進物理學的呢?其原始意義是什麼?隨著物理學的發展,它又得到哪些補充和修正?……這一切,只從一般教科書上難以全面瞭解。教科書往往只以一個定義的出現,可能完全掩蓋了它在發展過程中所蘊含的豐富內容。這容易使學生斷章取義,對物理概念、規律進行片面性的理解,抹殺了學生的創造性思維,使學生錯失了進行探究學習的機會。因為一個基本概念、規律的形成及發展過程,本身就是使學生進行探究學習的不可多得的良好素材。教師在教學中,如果只重結論、只給結論,不重過程。教學中就會缺少懸念,教學就會成為簡單重複課本知識的過程,課堂將會失去生機與活力,缺少意外的“驚喜”,直接造成的後果是學生只會記結論、背結論,而不會真正理解結論,學生的綜合思維能力和創造能力也不能得到充分地發展。三、瞭解物理學發展的真實歷史,可以破除科學創造的“偶然性”和“神秘感”。教學任務之一,是傳授前人經獲得的理論知識,反映在現在課本中的物理學習理論,都是人們根據教學的需要經過多次編輯整理,形成的嚴密的理論邏輯體系。教師在講課中,也往往只注意理論本身的邏輯結構,習慣於從少數幾個基本假設或定律出發,運用數學方法推匯出結論,這就掩蓋了科學認識:由感性到理性、由現象到本質、由個別聯絡到普遍聯絡的具體發展過程。這樣就會使學生對這些知識的來源、理論體系的形成,感到深奧莫測,認為各個物理學概念、原理和定律的獲得都是一蹴而就的,只是歷史上哪些智慧超人的科學偉人們的“靈感”創造,是歷史的巧合和偶然的機遇,是常人的不能及的。這種認識是十分錯誤的。事實上熟悉科學創造歷史過程的人都知道,任何一點物理知識的獲得,都是一個動態的、歷史的過程,是經過“試探——除錯”的多次選擇而得到的。都有一個從感性到理性、低階到高階、片面到全面、粗糙到嚴格的產生、發展和演變的過程,它決不是任何天才頭腦的人偶然性所創造的。在教學中,適當地做一些必要的歷史回顧,將會使學生了解各種理論建立的實驗基礎,瞭解各種抽象模型所依據的客觀實際,瞭解假設、觀點和物理學思想的演變,使學生在課堂上“親身經歷”一下物理學基本概念、原理和理論的產生、形成和發展的“系統發音過程”,這種做法的本身,就有助於消除學生對物理學知識來源的偶然性和神秘感。使學生認識到,發明創造,不是某些人的特權,但成功只會屬於哪些用百分之九九的汗水,敢於實踐、勇於實踐、善於實踐的人。同時使學生意識到,物理是一門以實驗為基礎的學科,實踐出真知,學好物理必須重視實驗、學會觀察、體驗生活。四、瞭解物理學理論的發展性和近似性,可以克服僵化的認識和絕對論的真理觀。在物理學的發展史上,經常發生著以下各種形式的理論變遷:以比較正確的認識代替錯誤的認識,例如以熱之唯動說代替熱質說;以比較全面的認識代替片面的認識,例如光的波粒二象性代替原先的粒子說和波動說;以更深入的認識代替表面的認識,例如從哥白尼學說到開普勒說,再到牛頓萬有引力定律的提出,就是一個不斷深化的過程;以更加普遍、精確的認識代替區域性的近似的認識,例如相對論和量子力學的建立,提示了牛頓力學的侷限性和近似性,把它作為一種極限情況概括在新理論之中……。這生動地表明,沒有任何一個物理學理論可以被看成是最終完美的,因為它的內容的有限性總是和可能觀察到的無限豐富多樣是相對立的。人們在一定條件下獲得的物理學知識只能是近似性的、相對的真理。 如果物理教師是有較豐富的物理學史知識,就會在教學中自覺地對學生進行辯證唯物主義真理觀的教育,以幫助學生克服對物理知識絕對化、僵化的理解,防止學生不能限制地、不講條件地機械搬用物理定律、公式來解決問題。