学《物理学史》有感

物理学史

学《物理学史》有感

在中学基础教育的改革中，在科学教育中加强人文因素的教育，或者更具体地说，将与科学教育关系最为密切的科学史内容结合到基础科学教育中去，是一个尤其值得关注的方面。科学史现在已是世界公认的一门独立学科。其中物理学史是科学史的重要组成之一，它是研究物理学辩证发展过程规律的一门学科。作为人类对自然界各种物理现象的认识史，它将揭示物理学作为一个整体的发展进程，特别是揭示物理学思想的发展和沿革的历史，研究物理学发生和发展的基本规律。

在《科学史与新人文主义》一书中萨顿曾说：“在旧人文主义者同科学家之间只有一座桥梁，那就是科学史，建造这座桥梁是我们这个时代的主要文化需要。”萨顿去世已近半个世纪了，但他70年前的话同样是适用于今天的时代的，对我们仍有启发：物理学史的教育价值不容忽视。接下来，我就一些实践体会谈谈对高中物理课堂教学中渗透物理学史的认识。

物理学是什么?记得有人曾说过：物理学是一门科学，是一门智慧，是一门文化。我觉得很有道理。物理学是以物质基本结构、相互作用和基本运动规律为研究对象的自然科学，是人们认识物质世界的本质，揭示物质世界的规律，具有基础性和应用性的重要学科。物理学的知识和方法促进了许多相关学科和生产技术的发展，有力地推动了人类社会文明的进步。

中学物理课程是以观察和实验为基础，以物理现象、物理概念和规律、物理过程和方法

为载体，以科学探究为主线，以提高全体学生科学素养为基本目标的基础性自然科学课程，是中学自然科学学习领域的重要组成部分。

关于物理学史，前人从不同的角度曾作了诸多的定义，如物理学史可视为科学史的一个分支。歌德曾说过：“一门科学的历史，就是这门科学本身。”而美国科学史家G·萨顿将科学史定义为“如果把科学定义为系统的实证知识或看作是在不同时期、不同地点所系统化了的这样一种知识，那么科学史就是这种知识发展的描述和说明”，从这一意义上讲物理学史就是：人类在长期的社会实践活动中对自然的物理知识系统的历史的描述，是物理学家征服世界、改造自然、创造发明的奋斗史，记述了物理知识的累积过程，以及物理科学的发展演变规律的发展史。

渗透物理学史的高中物理课堂教学是指在高中物理教学中根据具体情况适当的渗透物理学史而进行的一种课堂教学活动。物理学史教学价值研究出发点也不是为了对物理发展的历史进行实证性的考察，而是利用物理发展过程中的重要史实、物理学家探索的经历、相关的概念、科学技术的变迁过程，来构建物理学史的教育价值，对学生进行“知识与技能”、“过程与方法”、“情感态度与价值观”等多方面的培养，以提高学生的科学素养，促进学生人格的全面发展。

著名物理学家钱三强教授在为《物理学史》做序时谈到：物理学发展史是一块蕴藏着巨大精神财富的宝地。这块宝地很值得我们去开垦，这些精神财富很值得我们去发掘。如果我们都能重视这块宝地，把宝贵的精神财富发掘出来，从中吸取营养，获得教益。我对此深有体会，综合自己实习教育教学实践，我觉得有以下几点：

1、物理学史中闪动着德育的火花

物理学史集中体现了人类探索和逐步认识物理世界的现象、特性、规律和本质的历程。任何一个具体的物理知识和理论体系都是汇集许多人的研究成果而建立起来的，常常是几十年、甚至上百年的努力才能迈出有意义的一步，它包含着认识论和方法论的因素，包含着探索者的艰辛与悲欢，又体现着认识过程中理论与实践、继承与突破、理性与非理性的辨证统一，因而也包含着丰富的“教书育人”的教育因素。

如在谈到电磁感应知识点时，我适时向同学们分享了英国物理学家法拉第的一些经历：1820年奥斯特发现电流的磁效应之后，法拉第于1821年提出“由磁产生电”的大胆设想，并开始了十年艰苦的探索。在这十年中，他失败了，再探索，再失败，再探索……终于于1831年8月29日发现了电磁感应现象，开辟了人类的电气化时代。通过这些资料的分享和交流让学生体会法拉第不畏艰难、勇于探索的意识，不怕挫折、坚持不懈的精神；也让学生清晰的

认识到：科学经历是一条非常曲折、非常艰难的道路，科学的道路是不平坦的，生活的道路也一样。并适时联系高中的生活，引导我们的学生在日常学习生活中学会正确面对学习生活上的困难，学会以积极的生活态度面对人生的一次次经历、一次次挑战。

又如谈到光电效应时，我曾分享过一些爱因斯坦的话语，其中谈到——从物理学出发思考一切。“想象力比知识更重要，因为知识是有限的，而想象力概括着世界上的一切，推动着进步，并且是知识进化的源泉。严格地说，想象力是科学研究中的实在因素……我非常真诚地相信，一个人为人民最好的服务，是让他们去做某种提高思想境界的工作，并且由此间接地提高他们的思想境界……照亮我的道路，并且不断地给我新的勇气愉快地正视生活的理想，是善、美和真……我们的责任是要忠于我们的道德传统。这种传统使我们能够不顾那侵袭到我们头上的猛烈风暴而维持了几千年的生命。在人生的服务中，牺牲成为美德……学校的目标应当是培养有独立行动和独立思考的个人，不过他们要把为社会服务看作是自己人生的最高目的……”

总之，纵观物理学史中大量事例可以说明, 各种科学的发现往往具有一个共同点, 那就是勤奋和创新精神。只有不畏劳苦沿着陡峭山路攀登的人, 才有希望达到光辉的顶点。所以，物理学史中不缺乏德育的火花，关键是我们平时要有善于观察、善于思考、善于挖掘、善于积累，才能把这笔宝贵的精神财富奉献给我们的学生。

（2）物理学史蕴藏着教学的催化剂

高中物理的课程核心理念是在“以学生发展为本”，从“知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观”三个维度来培养学生，让学生获得必需的物理基础知识与基本技能，初步了解物理学的发展历程；经历物理知识的形成过程，感受、认识和运用物理学的基本思想和基本方法；受到科学精神的熏陶，养成良好的学习习惯和科学态度，逐步形成正确的世界观、人生观和价值观。初步具有现代社会成员所必需的基本能力和科学素养。而要实现课程的目标，通过物理学史在高中物理课堂教学中的渗透不失为一种很有效的途径。通过我的实践体会，我觉得：

①物理学史能优化学生知识结构，促进学生对知识体系的理解

现有的物理学知识都是人类从与物理世界的长期对话中，经过无数的曲折与反复，抽象、概括而获得的。以史为线索通过展示历史上的科学家努力介绍重要概念、定律和理论的过程无疑比其它任何简单方式更加吸引人更易达到目的。

例如在“惯性”概念教学过程中，我通过问题设计引导学生回顾惯性概念的历史形成过程，从亚里士多德的“运动认识”到伽利略的“理想斜面实验”，再从笛卡儿的“惯性原理”

到牛顿的“运动第一定律”，这样设计能较为自然地引导学生在回顾历史的过程中对“惯性”的物理本质有较为明晰的认识，深刻地体会到“运动不需力来维持”的涵义，对学生对惯性知识结构的优化有很大的促进作用。又如：通过对落体运动快慢争论的物理学史介绍，领略伽利略对科学严谨执著的态度和敢于对前人，尤其是权威大胆质疑的精神，激发探究的兴趣和欲望；通过对伽利略落体运动研究过程的物理学史介绍，体验和学习“提出假设－数学推理－实验验证”的科学方法，感悟科学方法在人类认识自然和应用中的作用，从而促进对知识的理解、深化。

②物理学史能丰富学生实验经历，巩固学生对学生实验地位的认知

物理学是以实验为基础的科学。物理学史告诉我们，一流的理论物理学家往往也具有扎实的实验基础。牛顿做过许多著名的实验，这不必再说，研究认为：爱因斯坦读大学时曾用很大精力作实验，这对其后来获得巨大的理论成功至关重要。正如爱因斯坦所说：“科学结论几乎总是以完成的形式出现在读者面前。读者体会不到探索和发现的喜悦，感觉不到思想形成的生动过程，也很难达到清楚地理解全部情况。”

所以，在物理教学中，结合教学内容介绍物理学史上一些物理实验具有重大意义。当然介绍时要说明实验的背景、条件、手段、方法和过程，要阐明这些著名实验的设计思想和研究处理问题的方法、实验与理论的关系以及实验所做出的重大历史贡献；使学生认识到物理实验是物理学研究的最重要的工具，是物理实践活动的最重要的手段；领悟到物理实验对物理理论的产生、发展和验证都有决定性的作用，从而深切理解实验在物理学中的地位和作用；同时也有助于增强学生的实验设计意识，提高学生对实验现象的科学洞察力和对实验结果的分析能力，从而减少物理实验中的失误。

建立在此基础之上，我曾进行过不少有益的探索，现分享如下：

二、高中物理课堂教学中的渗透物理学史的实践与探索

1、实践与探索的途径

（1）“小问题，大能量”

曾看过郭奕玲、沈慧君编著的《物理学史》一书，前言中写到：分析6个“W”：(1)Why？为什么会发生？一个物理事件之所以发生，必定有其历史背景和动因。(2)What？事件的性质，有何特点？有何意义？在历史上起了什么作用？(3)When？有什么时代特点？为什么在这个时候出现？有没有历史的必然性？(4)Where？为什么在这个地方？是什么社会因素决定的？5)Who？分析人物的特点，他的成功要素。为什么会作出这个成果？(6)How？他们是怎样作出成果的，所经的曲折和奋斗历程以及从中可以得到的启示。我深有启发，拥有这样

充满层次性的问题对课堂教学又何尝不是一个很好的指向呢？鉴于此，我曾在《电磁感应现象》课堂教学中，分享过以下问题：when？为什么在十九世纪二三十年代发现？who？为什么是法拉第，而不是别人？where？为什么是在英国，而不是在法国？How？法拉第是怎样发现电磁感应的？尝试下来我觉得课堂气氛很是活跃，同学们反映这样的学习活动有趣多了，我想这节课堂教学活动乐于被学生接受与这些小问题的分享是分不开的，看来在课堂中组织一些物理学史的小问题渗透在教学中所产生的能量不容小看，当然这些问题的设计一定是有条理、有层次，并且紧紧围绕课堂教学活动来开展的。

（2）“小故事，大智慧”

学生的童年离不开故事，绚丽斑斓，情节生动曲折的故事带给学生们无数的欢笑和快乐。故事是一种语言，是一种情感，是一种绘声绘色的表演，用分享物理学家故事来提高学生学习的兴趣，营造浓厚课堂学习氛围，可以收到事半功培的效果。例如：通过各种小故事的分享, 了解科学家从小长大成长的过程。他们的成长道路对学生和教师都有特殊的参考价值。科学家也有自己的喜怒哀乐。他对待困难和逆境的态度, 他对名誉地位的看法, 他坚持不懈, 顽强拼搏的毅力, 他灵活机动的风格, 他敏锐的观察和一针见血的洞察力, 他对祖国对人民的热爱, 他的献身精神, 等等, 都值得我们学习和借鉴。记得在分享《放射性的衰变》知识点的课堂教学活动时，谈到居里夫人的贡献时我曾分享过这样一个故事——荣誉就像玩具。故事的内容大致是：有一天，有位女士来居里夫人家作客。她看见居里夫人的小女儿在玩一枚奖章。她仔细一瞧，发现是英国皇家学会发给居里夫人的金质奖章，感到十分惊讶，便不解地问:“玛丽，能获取这枚奖章，是件不容易的事情。这是极高的荣誉啊!您怎能给小孩子当玩具玩呢?”居里夫人淡淡一笑，平静地对女友说:“我想让孩子们从小明白一个道理。”“什么道理?”女友急切地问。“正确对待荣誉。在我看来，所有荣誉就像玩具一般，仅仅玩玩而已。孩子不能守着这种荣誉生活，不然，她将一事无成。”女友不禁赞同地点头。学生听完后很受启发，既为她这股为科学奋斗一生的事迹所感动，又为她做出的杰出贡献所钦佩，更为她拥有这样的境界去教育自己的孩子所折服；普遍觉得在人生的道路上又多了一个学习的榜样。

当然实现课堂有效性的途径还有很多，如关注物理学家的一些至理名言、座右铭等。对于这些我也曾尝试过，效果也不错。如曾分享过杨振宁教授的一段话：“常常有同学问我做物理工作成功的要素是什么? 我想要素可以归纳为三个P：Perception，Persistence，and Power。Perception——眼光，看准了什么东西, 就要抓住不放，Persistence——坚持，看对了要坚持，Power——力量, 有了力量能够闯过关, 遇到困难你要闯过去”。又如：

爱因斯坦有一句名言, 也许大家早就知道, 有人问他成功的“秘诀”, 他写了一个公式：A = X + Y + Z，A 代表成功, X 代表不懈努力, Y 代表学会休息, Z 代表少说空话。这个公式基本概括了爱因斯坦的对为人处事、科学探索的态度和意识。类似的事例还有很多，看来这些“元素”如果在物理课堂教学中适时的加以利用分享产生的效果还真不容忽视。

我感觉，经过一段时间的摸索实践：大多数学生对物理学史有了较为浓厚的兴趣，也渐渐带动了学习物理等基础教育学科的热情，承认物理学史的分享对自己整体素质的提高有很大帮助和启发，尤其是在一个阶段以后，他们开始主动地、有意识地去关注一些物理学的发展史。