在物理教学中渗透物理学史教育_物理教学渗透德育教育
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在物理教学中渗透物理学史教育
张彬
【摘要】物理教学的一个重要目标是使学生知道科学知识体系逐步发展成熟的过程，从中体会科学研究的基本方法，养成良好的思维探究习惯。在物理教学中渗透物理学史教育，可在激发兴趣、梳理知识、培育精神、训练思维等多个方面起到关键作用。【关 键 词】物理教学 渗透 物理学史
【作者简介】张彬，女，1972年8月出生于吉林镇赉，松原职业技术学院教师，讲师，本科学历，研究方向：物理课程改革，通讯地址：吉林省松原市松原职业技术学院（138005），电话*** 信箱：1027135146@qq.com
在物理教学中，使学生知晓科学事实只是目的之一，让他们知道科学知识体系逐步发展成熟的过程，从中体会科学研究的基本方法，养成良好的思维探究习惯，是更为重要的目标。在教学中渗透物理学史教育，对后者可以起到关键的作用。
物理学史，研究对象是物理学的发展历史，它真实记载物理科学形成发展的历程, 描述科学家们探索追求真理的故事，分析物理事实规律发现的背景与规律。许多科学家都非常注重对物理学史的探究和传播，认为这对于培养物理学家是非常重要的。例如爱因斯坦、霍金等，都曾对物理学史有过精彩的论述。在物理教学中渗透物理学史教育，可在多方面起到重要作用。
一、激发学习兴趣
物理知识是比较抽象和理性的，学生思维往往难于介入。物理学故事就不同了，它有更多的感性，容易激起学生的兴趣。例如有关“两个铁球是否同时落地”的命题，如果展开一点，把伽利略对亚里士多德的怀疑，伽利略的思考论证方法，伽利略通过实验证实两个铁球同时落地这些史实像讲故事一样说给学生，就能够起到激发学生的作用。再如，讲解牛顿时，可以介绍牛顿的生平，以及牛顿如何把物理学原理通过数学方法表达出来。这些史实不仅能加深学生对所学内容的印象,且可以激起学生对科学家的崇拜，从而转化为对科学研究的热爱。
二、梳理知识体系
物理学理论体系严密，内容庞大，学生对这些知识的来源和形成常感深奥莫测,难以把握，很容易形成对这些知识的片面和僵化的理解。沿着物理学发展历程对物理知识进行梳理，是对物理知识进行体系化的一条捷径。因为物理发现的历程，常常是沿着人们的认知规律发展的，是人们的认知规律在一个大的时间尺度的折射。认知的发展历程一般是从感性到理性，从直觉到实验再到思想实验，从定性分析到定量分析，物理学的发展同样如此。对物理知识按照物理学史的方法进行梳理，不仅有助于学生了解各种概念、定理、定律的来龙去脉和发展过程,而且有助于按照学生认知规律来对物理知识进行系统化，同时让学生认识到科学动态生成的历史过程。
沿物理学发展历程对物理知识进行梳理，一个重要方法是画出“历史线条”。所谓历史线条，是一条带分叉的曲线，曲段上分布着若干结点，每个结点对应着一个物理学家。例如，关于力学，可以画出这样一个历史线条：
爱因斯坦
亚里士多德 伽利略 牛顿
波尔等
亚里士多德是研究的开端，其研究多以人的直觉为依据；伽利略发展了以实验为基础的研究方法，注重对事实的客观分析而不是主观感觉；牛顿总结和发展了前任的研究，并引入数学工具进行分析；爱因斯坦推翻了绝对时空观，提出相对论；波尔等研究了微观粒子的物理规律，发展了量子力学。
又如，关于电磁学，可以把奥斯特、安培、法拉第、楞次和麦克斯韦等画在一条螺旋上升的历史线条中，以此为线索，向学生介绍人类对电磁关系的认识过程,使学生在对电磁发展总体认识的基础上,加深对左、右手定则、法拉第电磁感应、楞次定律等关键点的把握。这样可使学生对物理知识的实质的全面理解、有助于学生更好理解、掌握物理知识内容,更好地应用物理知识解决问题。
三、培育科学精神
物理学是一门深邃、求真、细致和有着高度逻辑性的科学。在探究物理规律中，要求学生必须具备良好的科学精神。物理学史上的科学家们，都是拥有着良好学习、探究行为习惯的人，这些良好的习惯是：
1、细致观察的习惯。观察和实验既是研究物理学的基本方法,也是学习物理学的关键。历史上的许多科学家，都善于从不为人所注意的平常现象中细心地观察与思考，这些事例对学生是很好的激励。例如，法拉第经过细心观察，发现线圈通、断电瞬间的状态的变化，从而总结了电磁感应现象；而安培、科拉顿等尽管也见到这些现象，却没有留意，从而与成功失之交臂。
2、怀疑和批判的精神。物理学的发展过程，是一个不断推翻和修正前人的认识，建立新认识的循环过程。这就要求物理学的探究者们，敢于挑战权威，在科学事实基础上提出新观点、新理论，如果缺乏怀疑和批判精神，人们的思维就会被权威所左右，停滞不前。例如，亚里土多德从人们的日常经验出发得出了一个结论:力是维持物体运动的原因。此后两千年时间里被奉为真理,而正是因为伽利略具有怀疑和批判的，才用理想斜面实验推翻了亚里士多德的观点,提出物体运动时并不需要外力来维持。
在我们的教学中，往往注重知识的传授，而忽视了对这种怀疑和批判精神的培养。这是一个相当大的失误，其剥夺了学生的怀疑和批判的权力，扼杀了学生发现问题、提出问题的积极性，抑制了学生的科学精神和创新能力。在物理教学中，有意识地渗透这些物理学批判性发展的精彩事例,能促使学生养成独立思考的习惯，培育他们的科学精神。
3、严谨求实的品质。科学来不得半点虚假，在科学问题上采取随意甚至欺骗的态度，其后果往往是极其严重的。例如，欧洲粒子物理实验室宣布，他们测量到了运动速度超过光速的亚原子粒子。这一消息曾令全球为之震撼，因为这可能会导致爱因斯坦的相对论被推翻。然而事实是，他们在设计实验装置时的一个小失误，导致了这一乌龙事件。物理学史中的这类事件也有很多，在教学中适当引述，有助于培育学生严谨求实的工作作风。
4、百折不挠的毅力。要从事实表象直达物理本质，单靠兴趣和灵性是不够的，必须有百折不挠的毅力，能够始终如一的坚持，才能有所发现。爱迪生研究灯丝，实验了几千种材料；俄罗斯诺贝尔物理学奖得主康斯坦丁·诺沃肖洛为得到石墨烯，用铅笔和不干胶撕了一万多次。物理学史中，这样的事例极多，对培育学生科学研究工作的毅力，会起到很好的作用。
四、训练思维和研究方法
如前所述，物理发现的历程，常常是沿着人们的认知规律发展的，是人们的认知规律在一个大的时间尺度的折射。这就决定了科学探究过程与学生的认知过程的相似性。物理学家在发现、建立、检验、运用和发展物理规律过程中所采用和总结的思维和研究方法，也应该成为学生学习物理知识的思维和研究方法，惟其如此，才能使学生学会正确思维和研究方法，促成新的发现和新的贡献。
例如，观察——提出假说——逻辑论证——实验检验——修正推广，是科学研究的普遍过程，物理学史中的许多事例都证明了这一点，我们就应训练学生以此为基本研究方法。再如，科学研究中使用的许多类比、归纳、演绎的思维方法，在物理学史中都有描述，应提示学生，进行有意识的训练。
当前的教学中，往往把结论直接呈现给学生，却隐去了曲折复杂的思维过程，这实际上是一种买椟还珠的行为，因为学生对思维和研究方法的掌握，其重要性远远超过掌握已有知识。物理教师要通过物理学史的渗透，让学生理解科学的思维和研究方式，在教学中要有意识地使学生经历科学探究过程,从中体会科学方法、科学思维。
综上所述，在物理教学中，应有意识地渗透物理学史。它不仅可以激发学习兴趣，而且可以培育科学精神，养成科学的思维方法和学习、研究习惯。
【参考文献】
1、普通高中课程标准实验教科书《物理（必修1）》
2、普通高中课程标准实验教科书《物理（必修2）》
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