物理学是人类社会实践的产物。作为人类对物理世界客观规律认识的结果,物理学有一个不断积累和发展的过程。它的每一个基本概念、基本定律和基本理论,都有一个萌芽,形成和发展演化的曲折过程。但是,在大量的物理教科书中,人类对物理学认识的历史痕迹被擦拭殆尽,物理学家们的曲折顽强的创作过程常常被物理学理论严格、精美的逻辑体系的面纱遮盖起来,人们只能通过具体的物理定律或公式前面所具有的科学家的名字,模糊地了解那一段历史。我国物理学前辈钱三强先生指出:“科学经历的是一条非常曲折,非常艰难的道路,然而,我们的教师在对学生进行教育的时候往往是应用经过几次消化了的材料来讲授,或者经过抽象的理论分析加以表述,把已有的知识系统归纳,形成简明扼要的理论体系,这当然是必要的,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,失去了对观察和实验的兴趣。这样的结果使学生们不了解科学是怎样来的。”把物理学史的内容溶入课堂教学,可以让学事了解物理学的学科特点,激发学生学习物理的兴趣-让学生从物理学发展的角度来理解物理知识,促进知识的掌提;并从物理学家的事迹中感受科学精神,人文精神。
1 通过物理学史的学习,使学生了解学习物理的重要性,激发学生对物理学科的兴趣和探究欲
物理学是研究物质的基本结构、相互作用和物质最基本的最普遍的运动形式及其相互转化规律的学科,是自然科学的基础学科和带头学科,它的基本原理和方法渗透到了自然科学的一切领域,应用于生产技术的各个部门,是自然科学的许多领域和工程技术的基础。通过学习物理学史。我们可以发现正是物理学的发展推动了自然科学的其他学科,诸如化学、生物学、天文学等学科的发展与新的交叉学科的诞生,同时极大地促进了科学技术的发展。比如现今的尖端技术领域一一核能与核能技术,航天与空间技术、信息技术、激光技术,生物技术等,或是物理学本身的发展,或是植根于物理学。历年来科技界最高奖项——诺贝尔奖的获得者们当中除了诺贝尔物理学奖的获得者外,还有相当一部分人是具有物理背景的,他们的成功与其物理背景的关联甚大。
孔子曰:“知之者不如好之者,好之者不如乐之者。”浓厚的学习兴趣一直被认为是学习的“催化剂”。只有学生了解了物理学的重要性,才能激发学习的兴趣,从而调动学生学习物理的积极性。而且在教学中经常穿插一些物理学史的材料,把物理学上一些重大知识的发现历程融入到教学中,就会为学生创设一个生动活泼、自觉主动的学习环境。物理学史向学生展示了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,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。
2 通过物理学史的学习,增强学生对物理知识的全面理解和掌握
物理学是以实验为本的科学。而不仅仅是一门根据公式堆积起来的纯理论学科。物理理论与物理实验就如同物理科学的两条腿一样使得物理学得以发展和前进,两者是相辅相成的。现代实验物理大师密立根的名言:“科学是在用理论和实验两只脚前进的,有时是这只脚先迈出一步,有时是另一只脚先迈出一步,但是前进要靠两只脚,先建立理论然后做实验,或者是先在实验中得出了新的关系,然后再迈出理论这只脚并推动实验前进,如此不断交替进行。”物理学最重要的研究方法是:假说→实验→理论。科学家在研究物理问题时,一般是依据以往的观察和实验经验进行推断,得出初步的结论,这就是“假说”。为了进一步检验假说是否正确,需要进一步“实验”,如果大量的实验结果证明假说是正确的。这种“假说”就上升为“理论”;否则,就要被修改或补充。这就是物理学发展的重要规律。
对于物理学中各个基本概念、基本原理和定律,只有了解它们如何产生,形成和发展的过程,即了解它们是如何得来的,又如何演变发展成为现在这个样的,才能真正懂得它们的本质,在教学中也才能深入浅出,讲深讲透。通过物理学史的学习,有助于学生了解具体的概念、定理,定律的来龙去脉和具体的发展过程,可以使学生对该知识有更深层的理解和掌握,而不再是简单地记住一些概念、公式和定律。
3 通过物理学史的学习,使学生树立正确的价值观
物理学史集中体现了人类对物理世界的探索和逐步认识的历程,每个科学家的成就不是一蹴而就的。他们的事迹留给我们更多的是一种精神:探索未知,发现真理、献身科学事业的精神。在物理学史上,有许多物理学家具有难以想象的毅力、信心和意志。他们与困难或过时传统的观念作斗争,以及与科学界内部和外部的阻力作斗争,甚至还要经受恶势力的迫害,这需要科学家顽强的意志和献身科学的牺牲精神。居里夫妇研究放射性元素,受放射性元素射线的危害,历经四十多个月艰苦劳动,数万次的反复提炼,才从几吨沥青铀矿渣中提炼出了0.12克的氯化镭,布鲁诺为扞卫科学真理义无反顾地走上了火刑场,像这样一些生动的事例,在物理学史上比比皆是。物理学史在培养学生高尚的情感、进取的人生态度、树立正确的价值观方面具有不可替代的作用,运用物理学史培养学生情感态度、价值观是一种可行性途径。
4 结语
教学实践告诉我们,不仅要教给学生现代科技所必需的物理知识,还应教给学生科学的学习和研究方法。科学既是一种知识体系,又是一种人类认识世界的方式和探索过程,而一般的科学方法部贯穿物理学发展的过程中。在教学中穿插物理学史的知识,具有重要的教育功能,有助于提高学生的科学理性,培养学生的创新思维能力,加强学生的科学素质教育,有助于学生建立起自己正确的价值体系。总之,在物理教学中有目的地渗透物理学,是完全有必要的,也是切实可行的
