浅谈物理学史在中学物理教学中的应用

詹永通 罗凤丽

摘 要：文章阐述了在物理教学中融入物理学史，可以激发学生兴趣，培养学生的科学态度，在此基础上提供教学案例以及需要注意的问题。

關键词：物理学史;物理教学;中学

中图分类号：G633.7文献标识码：A 文章编号：2095-624X（2020）27-0083-02

一、物理学史与教学目标

近几年来，各国教育都聚焦在人的核心素养上，我国新一轮教育是在三维教学目标的基础上提出核心素养。物理学科的核心素养共有四个维度：物理观念和应用、科学思维和创新、科学探究和交流、科学态度与责任。从三维目标到核心素养都强调了学生态度和情感，但是就目前来看，我国的教育还受到凯洛夫教育的影响[1]，教学中依然存在“重知识、轻学生情感”的现象。究其原因是情感态度属于内隐的且难于测量的，而知识技能是一定程度上可以量化考查的，并且一直以来人们更关注人做事的能力，这就导致教育评价中过于重视“知识与技能”“过程与方法”，忽略了“情感态度与价值观”“科学态度与责任”的培养，这就导致了教育的狭隘性和封闭性，渐渐地与最初的“促进全面发展”背道而驰。

物理学史研究人类对自然界各种物理现象的认识史，它研究的是物理学发生和发展的基本规律、物理学概念和思想的发展和变革[2]。物理学曲折的发展过程中凝结了人类的智慧，科学家建立每一个概念或发现某一个定律的背后都会有一些令人触动的故事。这些故事或经历，可以帮助学生认识到物理概念和规律的发展过程，了解科学家采用的方法。物理学史中，科学家们所表现出的求真、奉献等科学精神和态度，也是培养学生情感态度的素材。有文献表明[3]：大多数学生（77.78%）表示对物理学历史、物理学家故事很感兴趣、很喜欢，但只有少部分学生（36.73%）对物理学史有大致的了解。青少年阶段的学生一般注意力能维持15分钟左右，若教师在课堂上适当讲与概念规律有关的物理学史，可以活跃课堂气氛，让学生的注意力“张弛有度”。当然，“教无定法”，在教学中渗透物理学史并非能够完全解决目前教育的弊端，但若教师善于挖掘物理学史，巧用物理学史，则可以帮助教师更好地实现培养学生“情感态度与价值观”的教学目标。

二、物理学史在教学中的应用案例

心理学家加涅认为，态度是通过学习而形成的影响个体行为选择的内部状态。态度是由认知因素、情感因素和行为倾向因素组成的。布鲁姆认为价值观内化（态度变化发展水平）从低到高依次是：①接受，如学生愿意听教师讲雷锋精神;②反应，如学生愿意参加学雷锋活动;③评价，即行动后获得满足感，如学生刻苦学习新的写作类型;④组织，通过组织各种不同价值标准间的相互联系，克服其间的矛盾与冲突;⑤性格化，价值内化到“性格化”水平，价值标准成为个人性格的一部分，即这种稳定的价值观的态度可称为个体的价值观（皮连生，2010）。由此可见，态度不是一朝一夕可以养成的，是需要个体经过长期的学习和努力养成的，这也就是“情感态度与价值观”目标难以实现的重要原因。实际上，通过学习，大部分个体最高只能达到“组织”水平，只有少数人的态度能发展到“性格化”水平，能达到某种价值观性格化水平，比如，居里夫人的奉献精神、爱迪生的求真精神等。

对于态度学习的方式，美国心理学家班杜拉提出了亲历学习和观察学习两种方式。班杜拉曾说过，很多的社会学习都是通过观察他人的实际表现及其带来的相应后果而获得的。这也是为什么电视上常常播放“感动中国”“优秀人物事迹”等节目。因此教师可以利用物理学史让学生进行观察学习，通过观察科学家经过努力得到成功，或成功之后依然淡泊名利继续为科学献身等，培养学生的态度。教师可根据不同的教学目的来使用物理学史，以下提供三个不同教学目的的案例。

案例一：体会物理学家的艰辛和伟大

人教版高中物理选修3-5第19章第1节在天然放射性现象中提到了居里夫人，在课后“科学足迹”中，只是简单提到了居里夫妇合作发现了镭元素。众所周知，居里夫人是一位伟大的科学家、物理学家，其一生都在为人类、为科学无私奉献。因居里夫人的贡献及其优秀品质较多，教师可以让学生课后查找更多居里夫人的事迹（或提供素材[4]），并写一篇500字左右的感想。通过阅读居里夫人的事迹后写读后感，学生可以通过替代学习得到替代强化，教师可以让学生经历接受、反应、评价提高学习水平。

案例二：培养民族自信心

现在我们所说的物理学，是指在西方哲学基础上发展起来的自然学科，物理学中的概念、规律都是西方科学。殊不知，我国古代文献记载了许多古人对自然界规律的应用，但教材上较少列举出，在教学中，教师也极少跟学生讲，因此，教师有责任将我国这些优秀传统文化传播给下一代，让学生认识到我国古人的智慧，从而激发学生的爱国热情，增强民族自信心。例如，在讲到物质结构时，教师可引用公孙龙经典的分割思想名言“一尺之棰，日取其半，万世不竭”;在电荷章节中，可以给学生讲我国古人对电磁的绝妙利用——“雷火炼殿”;在声音的传播章节中，可以给学生讲《论衡·变虚篇》中对声音的传播的描述：“鱼长一尺，动于水中，振旁侧之水，不过数尺，大若不过与人同，所振荡者不过百步，而一里之外淡然澄静，离之远也。今人操行变气，远近宜与鱼等，气应而变，宜与水均”;在声音的共振中，向学生介绍“鱼洗”，可以给学生提供《异苑》中记载古人对共振的认识：“晋中朝有人蓄铜澡盘，晨夕恒鸣如人叩。乃问张华。华曰：‘此盘与洛钟宫商相应。宫中朝暮撞钟，故声相应耳。可错令轻则韵乖，鸣自止也。如其言，后不复鸣”;在声学的教学中，教师可以向学生介绍我国的古代四大声学建筑：北京天坛回音壁、潼南石琴、永济莺莺塔、三门峡蛤蟆塔。

案例三：培养学生的质疑精神和求真精神

前文中讲到过我国教育的一些弊端，现行教育缺乏对学生的质疑精神和求真精神的培养，这不禁让人想起著名的李约瑟之问：“尽管中国古代对人类科技发展做出了很多重要贡献，但为什么科学和工业革命没有在近代的中国发生？”反观我们的文化，其实对我们的思维有一定的限制。比如，明末清初刘献廷《广阳杂记》中记载：“磁石吸铁，隔碍潜通。或问余曰‘磁石吸铁，何物可以隔之。犹子阿孺曰‘惟铁可以隔耳，其人去复来曰‘试之果然。余曰‘此何必试，自然之理也。所见一书曰‘蒜可以避磁石之吸铁，尚未之试。”由此可见，中国人的思维普遍缺乏一种质疑和求真精神，对一些书上或前人说过的信息，不加思考便接受，即使有疑问，不过‘试之果然，不会进一步地追问和研究，也就是李约瑟所说的“它诱使那些对自然界感兴趣的人停留在根本不成为解释的解释上”。因此，教师在教学中应当敢于向学生说出我们文化对思维的局限作用，因为只有先认识之，才能做到改变之。