物理學史在物理教學中的作用分析

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摘要：物理學史是物理學的重要組成部分,在物理教學中適度引入物理學史,有助于提高學生的科學素質。本文論述在大學物理教學中引入物理學史的作用。

關鍵詞：物理學史；大學物理；教學；作用

物理學史研究人類對自然界各種物理現(xiàn)象的認識史，研究物理學發(fā)生和發(fā)展的基本規(guī)律，研究物理學概念和思想的發(fā)展和變革的過程，物理學史中蘊含著科學發(fā)現(xiàn)的艱辛歷程，蘊含著科學家在探究規(guī)律發(fā)現(xiàn)事實過程中的成功與失敗，蘊含著執(zhí)著的科學態(tài)度、豐富的科學方法，在物理教學中引入物理學史具有重要作用。

1引入物理學史有助于加深學生對所學知識的理解

在大學物理教學中，蘊含著豐富的物理學史內容，如科學事實的發(fā)現(xiàn)過程，科學史上的奇聞軼事，科學實驗的巧妙設計，科學家的生平故事等，在教學中恰當滲入這些內容將對教學將起到促進作用。如在大學物理電磁部分電磁感應一節(jié)教學中介紹電磁感應現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)過程，法拉第在奧斯特電流的磁效應實驗的啟發(fā)下，運用逆向思維思考：既然電能生磁，磁是否能生電？經過多次實驗，制作了各種各樣的線圈，總結了實驗結果，把產生感應電流的情況分為五類：a.變化中的電流；b.變化中的磁場；c.運動的穩(wěn)恒電流；d.運動的磁鐵；e.運動中的導線。進而總結出電磁感應定律：當閉合線圈中的磁通量發(fā)生變化時，線圈中就會出現(xiàn)感應電流，在這部分教學中引入物理學史內容，將有助于學生對電磁感應定律的理解。

2引入物理學史有助于樹立學生辯證唯物主義觀點

物理學的發(fā)展始終受到哲學思想的影響，當代大學生應該以正確的哲學思想指導，樹立辯證唯物主義、科學的方法論觀點。在大學物理教學中，在傳授知識的同時，引入物理學史，對學生進行正確的理論思維和研究方法的教育，有助于學生唯物主義世界觀的形成。例如，在講授原子物理學知識時，引入相關的歷史資料，讓學生了解在古代，無論是古希臘還是中國，都談不上有“物理學”。但這一階段仍是物理學形成和發(fā)展的先導和淵源。古代物理學思想對后世也有巨大的影響。墨家認為：“端，體之無厚而最前者也”，“非半弗著斤，則不動，說在端”。意思是‘端’無厚，不可再分。墨家觀點的特征是：對物質可進行分割，但分割到‘端’就不能再分割下去。戰(zhàn)國時期公孫龍?zhí)岢觯骸耙怀咧?，日取其半，萬世不竭”的觀點，說明物質無限可分，古希臘原子論：原子是不能再分割的最小單位。后人也正是在這種思想支配下不斷地探索物質的內部結構，從盧瑟福發(fā)現(xiàn)原子的核式結構，湯姆孫發(fā)現(xiàn)電子，查德威克發(fā)現(xiàn)中子，人們逐漸認識到：原子不是構成物質的最小單位，原子由原子核和核外電子構成，原子核又由質子和中子組成，后來人們又發(fā)現(xiàn)了遠比質子小得多的幾種基本粒子。

3引入物理學史有助于對學生進行科學方法教育

物理學史研究物理學是怎樣成為一門獨立學科，怎樣不斷開拓新領域，怎樣產生新的飛躍，它的各個分支怎樣互相滲透，怎樣綜合又怎樣分化。在大學物理教學中介紹物理科學方法，讓學生了解科學家發(fā)現(xiàn)物理概念、物理規(guī)律的歷史過程，循著科學家的思維方法和探索途徑來“發(fā)現(xiàn)”物理概念和規(guī)律，從而可以使學生受到物理學思維方法的熏陶。如牛頓通過分析與綜合的方法總結前人的研究成果，在數(shù)學上梅爾頓學派提出平均速度的概念；力學上，布里丹的沖力理論、笛卡爾的碰撞理論、伽利略的運動學研究等；天文學上哥白尼的日心說理論、第谷的天文學觀測、開普勒的行星運動三定律、哈雷和胡克關于平方反比的力場中物體的軌跡形狀的探討；以及吉爾伯特的引力思想等的基礎上，得出了牛頓運動定律及萬有引力定律，將天上的力學和地上的力學統(tǒng)一起來，完成了人類歷史上第一次大綜合，科學家通過抽象與概括得出了在大學物理教學中經常會用到的質點、剛體、理想氣體、點電荷、試驗電荷等物理模型，運用這些模型使我們研究許多問題的時候得到了簡化，物理學中還有一些假說如德布羅意假說等物理假說的建立，電與磁學習中的類比方法，科學實驗的方法，物理量測量的轉換法等，在物理教學中將方法進物理教學中，讓學生掌握物理科學方法比掌握物理理論本身更重要，讓學生明白物理學家是如何進行研究工作的，可以幫助學生奠定科研基礎。

4引入物理學史有助于學生樹立正確的學習態(tài)度

科學家的故事給人啟迪，催人奮進。大學物理教學中引入物理學史，有利于幫助學生助理正確的學習態(tài)度。例如:我們知道貝克勒爾和居里夫婦發(fā)現(xiàn)了放射性，居里夫婦在艱苦的實驗條件下不懈奮斗，歷經4年，從8噸礦渣中提取了0.1克的純鐳鹽，居里夫人由于長期從事放射性的研究，得了白血病而逝世，五十年后，她用過的烹調書仍有放射性，居里夫人因放射性的發(fā)現(xiàn)，及釙和鐳的發(fā)現(xiàn)而兩度獲得諾貝爾獎，1903年的諾貝爾物理學獎和1911年的諾貝爾化學獎，法拉第擔任英國皇家學會物理實驗室主任，經過反復實驗終于發(fā)現(xiàn)電磁感應現(xiàn)象，他舍棄榮華富貴，幾次拒絕接受封爵而甘當“平民法拉第”；著名的物理學家安培思考問題專心致治，曾因思考問題而把一輛馬車的背面當作黑板演算而不自覺地跟著馬車前行，直到追不上而看著馬車漸漸遠去。盧瑟福曾經因學生整日在實驗室工作而訓斥學生，你一直在實驗，什么時候思考呢？他也曾因看到學生將實驗記錄隨意記在零散的紙上而大發(fā)雷霆。通過生動的事例，學生們不僅會對科學家增加了解。更重要的是，他們能夠明白在學習上取得成功要付出努力。

5引入物理學史可以培養(yǎng)學生的愛國主義情懷

物理學史中蘊含著豐富的對學生進行思想品德教育的素材，引入物理學史，科學大師們的楷模形象、榜樣作用，會給學生人生價值的追求以深刻的影響。如諾貝爾物理學獎的獲得者華裔物理學家丁肇中在獲獎后特意用中文發(fā)表了一封信，指出實驗工作的重要性，鼓勵青年學者投身物理實驗研究。李政道先生倡導成立了中國博士后流動站和中國博士后科學基金會，并擔任全國博士后管理委員會顧問和中國博士后科學基金會名譽理事長。他將畢生積蓄以他和他的已故夫人秦惠的名義設立了“政基金”，資助北京大學、復旦大學、蘭州大學、蘇州大學以及上海交通大學的本科生從事科研輔助工作，為中國教育事業(yè)的發(fā)展做出了突出的貢獻。大學物理教學中介紹這樣的事例有助于激發(fā)學生的愛國主義情懷。

6引入物理學史有助于培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力

創(chuàng)新是一個民族的靈魂，素質教育的實質是以創(chuàng)新精神為核心的素質教育,創(chuàng)新能力的培養(yǎng)是素質教育的關鍵。在大學物理教學中適當引入物理學史，是培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力的一種有效途徑。物理學是一門基礎學科，它是一切工程技術的基礎，在大學物理教學中適當引入人類發(fā)展過程中的重大發(fā)現(xiàn)，如放射新的發(fā)現(xiàn)、電子的發(fā)現(xiàn)、X射線的發(fā)現(xiàn)，改變人類生活的重大發(fā)明如激光、飛機、核能的利用、光纖通訊、量子衛(wèi)星、量子計算機等，有助于培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力。物理學又是一門實驗科學，在物理實驗教學中鼓勵學生動手操作、動腦思考，提出新問題，產生新思考，提出實驗的不足之處，提出改進建議等，利用第二課堂，帶學生參觀演示實驗室、鼓勵學生參加科技競賽等都有助于學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

參考文獻

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作者:朱銀 梁紅 張強 鄧思凡 單位:哈爾濱學院