物理學史在教學中的作用

閆紅星

(西藏日喀則市第二高級中學 西藏 日喀則 857000)

如果我們在進行物理知識教學的同時能把濃縮于其中的“知識的邏輯和理性組織進程(科學史)”(皮亞杰語)重現，讓學生沿著前人思維活動的足跡，從中體驗和學習科學思維方法，那無疑是交給學生一把打開思維寶庫的鑰匙。

通過描述物理學家探索科學的成功與失敗、喜悅與懊悔、曲折與反復、分歧與爭論，能夠使受教育者的科學思維得以訓練，精神上受到感染，意志得到磨練，從而牢固的把握物理知識。蘇霍姆林斯基指出：“學生在學習中遇到困難的原因之一，就是知識在他們那里變成不能活動的貨物，積累知識好像是為了‘儲備’而不能‘周轉’?！蓖瑫r他也指出：為什么低年級學得很好、掌握知識不費力的兒童，隨著年級的上升，學習卻變得越來越困難？為什么兒童已掌握、積累起來的知識似乎成為一種負擔，使他越來越吃力？原因在于掌握知識與智力發展；知識的應用能力的培養之間脫節。新課程標同樣要求我們，在教學過程中不能滿足于知識積累，而要促進知識進入流通過程，注重知識應用，幫助學生打開思維的大門，主動去獲取知識。根據教材編排特點，分單元講解、分析發展史不僅有助于學生了解各概念、定理、定律的來龍去脈和科學知識的運動過程，而且有助于學生按照有規律的形式和體系來理解和把握物理知識以及應用知識，從而逐步掌握正確的科學思維方法。

例如，在講到力的概念時，從古希臘的亞里士多德，到伽利略、牛頓，循著偉人的研究歷程，從而加深學生對力的概念的理解，在講高二年級“電磁感應”的時候，以奧斯特發現電流的磁效應為線索，向學生介紹人類對磁及電和磁關系的認識過程。通過講解安培、法拉弟、愣次和麥克韋等人在揭示電磁關系工作中的艱辛努力和所取得的成果，使學生在有了對電磁發展總體認識的基礎上，加深對教材的理解和對左、右手定則、法拉弟電磁感應、愣次定律等關鍵點的把握。

又如對光學知識部分的學習，光學共分為兩大塊知識部分，一部分是幾何光學，也是比較容易掌握的部分；另一部分，是光的本性的研究，人類對光的認識也是有一定的過程的。從能形成學說的是在17世紀末期的以牛頓為首的“微粒說”和與牛頓同一時期的荷蘭物理學家惠更斯的“波動說”，支持他們各自的學說均有相關的實驗，當然由于牛頓的地位顯赫，所以微粒說事占上風的。后來，再到19世紀后期，偉大的物理學家麥克斯韋提出了電磁說，并預言了電磁波的速度和光速在真空中是相同的。于是便又有了“電磁說”即麥克斯韋認為光的本性應該屬于電磁波。比如光的干涉、衍射、偏正等實驗現象均說明光是由波動性的。再到了20世紀，在電磁說達到鼎盛時期時，歷史又開始轉變，著名的“光電效應”現象發現了，這使電磁說陷入困境。于是，又一位偉大的科學家—愛因斯坦提出了“光子說”的觀點。當然，這其中也有其他物理學家的探索和研究。到了現在，人們對光的本性認識統一到了“波粒二象性”。這一歷史發展過程是在曲折中前進的，但也是很有邏輯性。有了這么一個知識作為背景，學生掌握光的本性時能夠更加快捷，記憶更深刻。

再如在講大氣壓強時，我們可以從古代科學家關于真空的種種爭論開始，繼而介紹這種爭論波及到法國、德國，當時德國的馬德堡市市長格里克也卷入了這場爭論，他花了大筆資金從事獲得真空的實驗，經過多次失敗之后，結果用一個又大又堅固的中空金屬球終于獲得了成功。1654年他又做了兩個中空半球(直徑為30多厘米)，扣在一起，將內部的空氣抽去，這樣大氣把兩個半球緊壓在一起，直至用16匹馬才把它拉開，這就是他在當時的德皇和眾議員面前所做的物理學史上傳為美談的“馬德堡半球”實驗。學生聽了思想為之活躍，不僅了解了人們認識大氣壓強存在這一過程，而且能更進一步具體理解大氣壓的性質及其種種測量方法。

總之，物理學史是通過介紹人類歷史上成功的優秀物理學家面對物理問題是如何思考和解決的，其中哪些得到成功，哪些遭到挫折或修正，從而達到“益人神智”的作用?？梢哉f，在物理教學中講物理理論，會給學生以知識；講物理學史，會給學生以智慧，二者是不可偏廢的。物理教師不僅僅要善于運用邏輯的手段循序漸進地講解定理、公式、習題，還要善于生動地描繪人類探索物理世界奧秘的艱苦歷程，以其中的歡樂、痛苦、困惑、遺憾和哲理感染學生，樹立起他們物理學習的歷史意識。