探究物理学史在物理教学中的应用

摘 要 物理学史是一门研究物理学的理论知识，物理定律的产生和发展，以及整个物理学发展的过程的历史学科。如果能将物理学史这门学科引入到物理学教育之中，将会起到很重要的作用。我们可以通过物理学史了解科学家们的研究经历以及过程，在日常的物理教学中，适当地向学生介绍科学家们的故事，不但可以提高学生的学习兴趣，开拓学生的视野。同时还能让学生体会到科学家们百折不挠、持之以恒的精神和淡泊名利、一心为国的高尚品德。将物理学史引入物理教学不是简单的讲故事，更不是传统的生搬硬套，怎样将物理学史的作用发挥到最大，这是我们接下来要讨论的问题。

关键词 物理学史 物理教育 教育意义

中图分类号：G424文献标识码：A

Explore the Application of Physics History in Physics Teaching

Huhe Mandula， ZHANG Xiue， QI Lei

（Department of Physics， Jining Teachers College， Wulanchabu， Inner Mongolia 012000）

Abstract History of Physics is a study of the theoretical knowledge of physics， the laws of physics to produce and develop， as well as the historical development of physics disciplines throughout the process. If you can discipline the history of physics education being introduced into physics will play a very important role. We can understand the experiences and research scientists through the process of the history of physics in daily physical education， and appropriate to introduce students to the story of the scientists， not only can improve the students" interest in learning， to develop students" horizons. Students appreciate the scientists" perseverance， perseverance and fame， as one of the country"s noble character. The history of physics Physical education is not simply introducing stories， more than the traditional rote， how to play a role in the history of physics to the maximum， this is an issue we are going to discuss.

Key words history of physics; physical education; educational significance

0 引言

将物理学史引入物理教学中的研究由来已久。国外的很多国家，例如美国在上个世纪就开始了将物理学史引入物理课堂的研究。而我国对这方面的研究起步较晚，了解其他国家的研究成果和过程，可以使我们少走一些弯路，同时也能知道自己的不足之处，从而可以使我们更好地研究物理学史教育的问题。

1 国内外对物理学史融入物理教学的研究

1.1 国外研究概况

国外将科学史引入教育中的研究有很多的事例，英国学者斯诺曾提出了科学文化和人文文化的分裂问题。引起人们的广泛重视和争论，而且对科学史教育之后的发展产生了影响。通过教育的改革来弥合文化间的分裂，在总的方向上，各个国家已经基本达成一个共识。也就是改变传统科学教育的方式，将科学史引入教学中，因为人们可以通过科学史了解科学家们研究的经历和成果以及科学家们持之以恒的精神和为国家事业献身的高尚品质。自此，将科学史引入教育中更是得到进一步的发展。

经过斯诺的言论之后，两种文化的问题在教育界已成为一个恒久的话题，讨论一直延续到现在。而关于将物理学史引入物理教学的诸多方法也成了人们不断研究的问题。美国在这个问题的研究上一直处于领先地位，并于1982年成立了美国物理学会物理学史分会，主要从事物理学史的研究以及应用。美国能有一只这么庞大的队伍研究物理学史足以说明物理学史在物理教学中的重要性。

1.2 国内研究概况

我国对于物理学史引入物理教学的研究起步相对国外许多国家较晚，与国外的研究成果还存在一定的差距。1990年，在北京举行了“物理学史和物理教学讨论班”，这次讨论班由清华大学，北京科技大学两所名校共同筹划举办的，得到了国家教育部门的大力支持。这次讨论班主要讨论的内容是：怎样将物理学史引入物理教学中，探讨物理学史在物理教学中究竟能起到哪些作用。将物理学史引入物理教学还需要注意哪些问题。这次讨论对我国关于物理学史引入物理教学的发展奠定了夯实的基础。自此，国内的许多物理学家展开了对物理学史引入物理教学的研究，物理学家们从不同的角度，不同的方面论述了物理学史在物理教学中的重要作用。

相对来说，我国对这方面的研究较晚。目前主要的研究方向是物理学史在物理教学中的使用方法以及所以能达到的效果。这需要许多奋斗在教育一线的工作者们不断地努力尝试和创新。

2 物理学史在物理教学中的作用

2.1 利用物理学史激发学生的求知欲望

物理学是一门研究自然现象的科学，教师在授课时，多注意对学生学习物理兴趣的培养，向学生介绍物理学家们在研究创作时的一些趣事，不但可以活跃课堂气氛，激发学生的求知欲望，还可以让学生对课堂上所学的知识印象深刻。例如，在学习万有引力定律时可以介绍牛顿的故事：在牛顿青年时期，有一天，他在一棵苹果树下小憩，却意外地被树上掉下来的苹果砸到了头，牛顿没有因为被砸而懊恼，而是思考苹果为什么要向下落而不是向上飞，这个问题一直困扰着他。经过他不断地试验和研究，终于发现了万有引力的存在。牛顿的成功不仅仅是靠他不懈的努力，还靠他对知识的渴望。教师通过这个故事让学生对牛顿产生兴趣，学生就会自主地去学习和探究有关万有引力知识。在学习牛顿定律时，教师可以先向学生讲述一个生活中有关于牛顿定律的事例，例如：交警在处理交通事故时，可以根据牛顿第二定律判断汽车的运动过程，从而断定事故的责任;在航天事业中，航天工作者们利用牛顿第一定律研究出了卫星改变轨道的方法。告诉学生们，学好牛顿定律，可以解决生活中的很多问题。这样可使是学生感觉物理知识更加贴近生活，同时也能激发学生们对知识的渴望，让学生在愉快的环境中自主学习和探索。

2.2 利用物理学史激发学生的学习兴趣

爱因斯坦曾经说过：“兴趣是最好的老师。”由此可见，学习兴趣在学习中有着很重要的作用。在日常的物理教学中，我们可以将物理学家们的故事引入课堂。来激发学生的学习兴趣。在学习狭义相对论的时候，教师可以先向学生介绍一下爱因斯坦的生平，主要贡献以及有关于他的一些趣事：爱因斯坦被称为“二十一世纪最伟大的科学家”，在相对论和量子力学两个方面做出了巨大的贡献。尤其是有他提出的相对论，揭示了时空、物质和运动三者之间密不可分的联系，对许多科学家的研究起到了举足轻重的作用。爱因斯坦在年幼时，被校长认为是“干什么都不会有作为”的笨学生，但是在他少年时受到家庭环境的熏陶，对科学产生了浓厚的兴趣，从此便疯狂地爱上了科学。爱因斯坦一生致力于科学研究，靠的便是他对科学浓厚的兴趣。这样可以使学生在学习相对论之前了解爱因斯坦在物理学中的贡献，还能让学生对物理知识产生兴趣，进而了解学习兴趣对于学习的重要性。这样可以达到事半功倍的效果。

2.3 利用物理学史增强学生的合作意识

许多专家认为，人在接受知识的过程中，只有参与到其中，相互交流和讨论才能收获大部分的知识。而单纯地通过阅读和讲授，总是达不到满意的效果。由此可见，合作学习是非常重要的。物理学史上许多重要的发现和研究成果都是科学家们合作完成的。例如，贝尔再一次实验中，偶然发现了电可以发出声音的现象，他认为人类也许可以利用电来传送声音，为了证实他这个大胆的想法，他经过了无数次的实验都没有成功。于是他找来了电器技师沃特森，两人经过大量的研究和试验，终于发明出了人类史上第一部电话。贝尔的成功说明了成功有时不仅仅是靠个人的努力，还需要靠与他人的合作。教师可以通过物理学家们合作的故事加强学生的合作意识，让学生明白共同学习才能更加有效率。

2.4 利用物理学史培养学生的爱国情怀

在物理课堂教学中不但要让学生学习到物理知识，还要利用物理学史培养学生的爱国情怀。物理学史中有许多科学家淡泊名利、不求回报，只为国家做贡献。我国科学家钱学森曾在美国麻省理工学院任教授，待遇非常优厚。当中华人民共和国宣告诞生的消息传到美国后，他便打算早日回到祖国为国效力，却遭到了美国政府的迫害，更是失去了宝贵的自由，移民局将他拘留在特米那岛上半个月之久。但是他没有放弃，经过重重阻挠终于回到了祖国并参于研制“两弹一星”，为我国的航天事业做出了巨大的贡献;为了真理放弃家庭，甚至生命，诺贝尔在发明炸药时经历无数次失败，在试验的过程中，曾多次受伤，更因此失去了父亲和兄弟，但是他没有放弃，最终取得了成功，他牺牲了自己的家庭为社会做出了巨大的贡献。这些都可以作为培养学生爱国情怀的题材。

2.5 利用物理学史培养学生无私奉献的精神

在中学的物理教学中，教师不只是向学生传授物理知识，还要对学生的品格进行培养，培养学生无私奉献的精神。教师在传授知识的同时可以适当地用物理学家的事迹培养学生的品格。诺贝尔的事迹就是一个培养学生良好品格的题材，在课堂上，教师可以这样介绍诺贝尔：诺贝尔的一生可谓精彩之极，他是炸药的发明者，也是一位化学家，工程师同时他还是一位军工装备商，他的财产在当时的社会中可谓是富甲一方，但是他没有因为自己的身价去享乐，而是坚持不懈地做着科学研究，一直为社会的进步努力着。他曾说过：我的理想是为人类过上更幸福的生活而发挥自己的作用。诺贝尔在发明炸药时，曾多次与死神擦肩而过，而他的朋友，父亲和弟弟更是在研究的过程中失去了生命。诺贝尔没有被吓倒，他坚信自己只要不断尝试就一定会成功，这一定会是一项对社会很有用的发明。在经历了无数次的失败和尝试后，他终于成功了。诺贝尔这种为科学献身的精神一直被后人所赞扬。诺贝尔在遗嘱中，用自己巨大的财产创立了诺贝尔奖。意在鼓励那些为人类社会做出过巨大贡献的人。由此可见。诺贝尔将自己的一生都奉献给了人类社会，他这种无私奉献的精神，非常值得后人学习和发扬，教师可以以此来激励学生不断努力，为国家和社会做贡献。

3 在教学中应用物理学史需要注意的几个问题

3.1 不盲目崇拜物理学家

科学家曾经对科学的发展做出了非常巨大的贡献，而社会和历史也给予了他们极高的赞誉和评价。牛顿一生中在力学、光学、原子理论以及数学方面都做出了非常大的贡献，被人们称为“最伟大的天才”。教师在向学生介绍牛顿时，不能只介绍他为社会做出的巨大贡献，那样会使学生产生一种盲目的崇拜，从而失去了物理学史在物理教学中的价值。牛顿性格古怪曾同许多人发生战争论，更是在晚年时误入歧途，一心研究上帝第一推动，却一无所获。这样，就可以使学生对牛顿的各个方面都有所了解。

3.2 注重物理史料的权威性和真实性

在讲述科学家的经历、思想和发现时要务必保证真实，不能道听途说。在选用参考资料时，要选择影响意义较大的权威性著作。学生对教师所讲的知识是非常相信的，同时教师对学生的影响也是巨大的，所以我们在讲授历史方面知识的时候，不能生搬硬套，信口开河。否则出现了错误，将造成不可弥补的损失，也会对学生以后的学习造成困扰。

3.3 注重物理知识的继承性和连贯性   （下转第198页）（上接第151页）

物理学史是关于物理学的发生、发展和发现的历史。每一个新的理论都是在之前的基础之上建立起来的，即知识的本身具有继承性。物理学史上对于力学的研究，从亚里士多德的“给我一个支点，我可以撬动整个地球”到牛顿定律;对于电磁学的研究，从奥斯特发现电流磁效应到法拉第电磁感应定律。都足以说明知识是具有继承性和连贯性的。经过对历史事件的了解，不但让学生掌握了知识，还拓宽了学生的视野，增加了学习的兴趣，更能体会到物理学自身的系统性和完整性。

4 结束语

研究物理学史对于物理教学本身具有重要的意义。对于奋斗在教学一线的物理教师，要适当地向学生讲述物理学的历史，可以帮助学生了解物理学的发展过程和很多定理的发现过程。还可以向学生讲述科学家们的励志故事和爱国情怀，通过这些可以培养学生的学习兴趣、自主创新能力、团队合作精神以及热爱祖国的品质。总而言之，将物理学史引入物理教学是一个正确的方向，我们要坚定不移地走下去，汲取前人经验和成果，不断创新，为中国的素质教育做贡献。

基金项目：内蒙古自治区高等教育科学“十二五”规划课题项目基金（NGJGH2013048）

参考文献

[1] 陈毓芳，邹延肃.物理学史简明教程[M].北京：北京师范大学出版社，2012：1.

[2] 国家教委高等教育司.物理学史与物理教学讨论班纪要[J].物理实验，1991.1（1）：2-4.

[3] 课程教材研究所.物理课程教材研究开发中心.高中物理必修（1）[M].北京：人民教育出版社，2005：67-81.

[4] 赵凯华，陈熙谋.电磁学[M].北京：高等教育出版社，2006：407-409.

[5] 赵凯华，罗蔚茵.新概念物理教程力学.第二版.北京：高等教育出版社，2003：364.