浅谈开展物理学史教学促进学生素养提高

尹建壮

摘要：在中学物理教学中，适当引入物理学史教育，让学生更多的了解物理学发展的历程，从前人的经验中受到启发、教益，从而感悟科学方法。这有助于激发学生学习物理的兴趣，培养良好的学习习惯；可以使学生正确理解物理概念、领会物理思想；有利于学生的提高观察分析问题能力、培养质疑精神；有利于学生人文精神底蕴和思想品质素养的提高。

正文：

在中学物理教学中，教学目的不是只教给学生现成的物理概念、规律和解题方法，还要让学生深入了解物理学的思想方法特点，了解物理学的发展的规律性，培养学生学习物理的兴趣，提高学生将物理知识应用到生活实际中的能力，提高学生人文精神底蕴和思想品质素养，为学生终身发展、形成科学的世界观打下基础。

物理学史是一门自然科学、人文科学、社会科学、思维科学等紧密交叉渗透的理学综合学科，它融合了与物理学有关的自然科学以及与人类思想、社会历史发展有关的文、史、哲的多学科知识。所以，在物理教学中适当引入物理学史教育，让学生更多的了解科学发展的历程，并从前人的经验中受到启发、教益，从而感悟科学方法，提升人文素养，培养创新意识，是素质教育全面发展观的基本要求，也是落实新课程改革的必然选择。

一、讲课穿插物理学史，有助于激发学生学习物理的兴趣，培养良好的学习习惯

中学生好奇心强，求知欲强，同时又有强烈的自尊心，希望自己能独立的去解决一些问题。当学生学习有了兴趣，就会表现出强烈的学习的自觉性、主动性，就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。因而为学生创设一个生动活泼、自觉主动的学习环境是很重要的。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。物理学发展史是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，是一部跌宕起伏、曲折前进的英雄乐章。教师把科学理论的建立，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事迹、高尚情操、成功与挫折、智慧与幽默、分歧与争论，物理学思想与方法的演变、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。

将物理学上一些重大知识的发现历程渗透到教学中，让学生自己参与物理知识的发现过程，体会科学发现的乐趣和心理上的满足。这样，我们就能在物理教学中培养并不断发展学生学习物理乃至整个自然科学的兴趣和信心。

二、适当进行物理学史教学，可以使学生正确理解物理概念、領会物理思想

在物理基本概念和规律的教学中，教师往往比较重视由观察、实验得到的事实依据，为建立物理概念提供必要的感性认识。如果能在此基础上渗透一些概念逐渐建立的历史背景和过程，使概念形成的现实性、逻辑性和历史性相结合，更有利于学生对知识全面正确的理解和建构。物理学史可以提供丰富的物理科学发展的史料，将物理概念、定律的历史发展过程展现给学生，使之熟悉科学家发现规律的思维过程和科研方法，并从科学家的成功中得到启示。从长远意义上讲，对于学生来说掌握这些内容比学习物理知识、技能更为重要。学生在学习过程中不断接受科学方法教育，潜移默化地培养他们科学的思维模式。

在教学实践中发现，历史上科学家在形成物理概念、认识物理规律的过程中所遇到过的困难、所产生过的错误想法、所做出的一些错误判断等，学生在学习过程中也往往容易产生类似的情况。对“力与运动关系”、“落体规律”、“热的本质”、“光的本性”等知识的认识，学生头脑中的错误观念与历史上曾产生过的错误观念非常相似，而且这种习惯性的、想当然的、经验性的错误观念是很不容易抛弃的。在教学过程中，如果教师熟知物理学史，就会预测到学生可能出现的问题和可能遇到的困难，同时正视具体的难点，除了引导学生在实验的基础上进行正确的思维外，让学生踏着历史的足迹，从认识发展的历史中知觉到自身的错误观念。只有纠正了错误观念，才能建构起正确的物理概念和规律。

物理学的每一个重大的发展，总是以物理观念、物理思想的突破为先导和基底的。物理学理论的发展，最本质的表现是在物理学基本观念的演变上。不同的物理学基本观念，描绘出不同的物理世界图景：正是由于伽利略否定了亚里士多德关于自然运动和强迫运动的思想，得出了惯性原理，才把力学的研究引上了正确的途径；“中心力”的传统观念，使奥斯特寻找电流对磁针作用的实验屡遭失败，当他从通电导线发热乃至发光的现象受到启示，考虑电流对磁针的作用可能是一种“横向力”时，才获得了成功，并第一次发现了“非中心力”，萌生了场的初步观念。物理教学不仅要使学生掌握物理概念和概念间的联系即规律，还要结合物理学的发展史引导学生了解物理学的基本观点、基本思想及其变革。让学生了解物理学基本思想和观念产生的历史背景，以及这些物理学基本观念和思想的历史变革过程，使学生每在学习一个新的物理理论的同时，逐步改变自己陈旧的思想观念和思维方法，从而实现从整体上把握物理世界图景、深刻领会物理学思想的真谛。

三、学点物理学史，有利于学生的提高观察分析问题能力、培养质疑精神

发展独立思考和独立判断的一般能力，应当始终放在首位，而不应当把获得专业知识放在首位。科学史上大量事例表明，不囿于传统理论和观念，不迷信权威和书本，敢于质疑，是提出科学问题进而从事科学创造的思想前提。众所周知，在爱因斯坦之前，洛仑兹和彭加勒已经走到相对论的大门口，只是由于未能摆脱绝对时空观的束缚，才没有最终迈入相对论的门坎。正是由于爱因斯坦抛开了“绝对运动”和“静止以太”的观念，并深刻地审察了“同时性”概念的物理学根据，才创建了狭义相对论，引起了人类时空观的巨大变革。同样，1956年，正是杨振宁和李政道敏锐地审察了从未被人怀疑的宇称守恒定律的适用范围，大胆提出了弱相互作用中宇称不守恒的假说，从而导致了物理学理论的一个突破性进展。可见，批判的头脑，质疑的精神，是打开未知科学大门的钥匙。

物理学是一门以实验为基础的科学，观察和实验既是研究物理学的基本方法，也是学习物理学的基本方法，物理学史描述了许多科学家善于从不被人注意的一些平常现象中细心地观察与思考的事例。比如伦琴一生在物理学领域中进行过大量实验研究工作，一次实验中，他偶然发现包有黑纸的底片被曝光，但他从没放过这一个细小的现象。正是他这种观察能力、分析能力使他发现X射线从而获得诺贝尔奖，其实在伦琴发现X射线之前，1800年哥尔茨坦曾发现过这种现象；1887年克鲁克斯也曾发现过未知射线使他的底片变黑，他却以为是底片质量问题……。学生在了解这些真实故事后，会深刻体会到注意观察和认真进行实验是学好物理学的关键。因此在今后的学习中就要有目的地观察，亲自动手实验，逐步培养勤观察、勤思考的习惯，这种能力在今后的工作中学生将受益终身。

四、了解物理学史，有利于学生人文精神底蕴和思想品质素养的提高。

人文精神是“爱”的精神，热爱科学，热爱科学事业，热爱自己的祖国。增强学生的社会责任感，使他们学会关怀，关怀社会，关怀全球的发展，关怀人类的命运，使科学在人文的关照下，真正朝着对人类有利的方向发展。科学家在致力于科研活动的同时，处处重视人的价值，孜孜不倦地追求社會的和谐发展，是科学精神和人文精神结合的楷模。在物理教学过程中，将品德教育与知识教育有机结合，能够更好地发挥物理学史的思想品德教育功能。如，布鲁诺为追求真理而在烈火中献身；居里夫人命名自己发现的新元素为“钋”来纪念自己的祖国；富兰克林冒生命危险做“风筝实验”等等。这些科学家的真实故事对学生有着不可替代的感染力，教育效果应该是非常明显的。

强化物理学史的教学与学习，可以提高教师的自身素质和学生的品位。为了有效发挥物理学史的教育功能，物理教师本身必须具有较高的物理学史素养，这样才能在掌握物理学史知识的基础上，从认识方法论的角度，把握物理学的发展轨迹与规律，并与学生的学习和求知过程结合起来，真正挖掘出物理学史的教育功能。妥善处理物理学史教学与知识、技能教学之间的关系；妥善处理物理学史教学内容之间的关系，把科学家的故事、科学探索的背景、科学发现过程、方法等之间的关系，要理顺好；还要妥善处理教学中思想品德教育与物理知识学习之间的关系等等，这些都需要认真地探讨、协调与处理。这样才能保证物理教学质量的全面提高，而不致走向顾此失彼、矫枉过正的偏颇境地，甚至阻碍了物理学的正常教学。毋庸置疑，提高物理学史素质对教师全面理解和把握物理学科的知识体系，对提高教师教学水平，提高职校学生的科学与人文素养，具有长远的和根本的意义。

总之，物理学发展史是一块蕴藏着巨大精神财富的宝库。广大物理教师和学子们都要重视这座宝库，把宝贵的精神财富发掘出来，从中吸取营养，获得教益，使我们的教育面向现代化、面向世界、面向未来。