浅谈物理学史与物理教学的关系

浅谈物理学史与物理教学的关系

豳豳

Ｏ陈钦生

中国成人教育２００６年＠月

浅谈物理学史与物理教学的关系

【摘要】本文探讨在物理教学中引进物理学史，对于开阔学生眼界、增长知识、激发非智力因素、掌握方法，形成辩证唯物主义世界观的重要作用。

【关键词】教学；物理学史；物理学方法；培养

物理学史是研究物理学知识，理论和方法发展规律的一门科学，是人类思想宝库中的精神财富。在物理教学中引

人物理学史，要涉及怎样引入，为什么要引人，引入的必要

最大限度地提高教学效果呢？爱因斯坦说过，“热爱是最好的老师”。许多物理学家之所以取得成就，是由于他们具有强烈的求知欲和浓厚的学习兴趣。要想让学生学好物理学，就必须促使其热爱物理学，激发并保持他们学习物理的兴趣。怎样才能做到这一点呢？首先在物理教学中引入一些物理学发展史的趣闻轶事，调节课堂气氛，保持学生的听课兴趣，消除课堂的枯燥、死板现象。其次，运用一些有趣的、能打动学生的历史过程，或物理应用的史料，特别是与专业有联系的史料，会较好地唤起学生的求知欲望。如十七、十八世纪，由于牛顿力学的建立和热力学的发展，不仅有力地推动了其他学科的进展而且适应了研制蒸汽机和发展机械工业的社会需要，引起了第一次工业革命，极大改变了丁业生产面貌。到了十九世纪，在法拉第、麦克斯韦电磁理论的推动下，人们成功地制造了电机、电器和各种电讯设备，引起工业电气化，使人类进入应用电能的时代，这就是第二次工

第一，学习兴趣的培养和激励

业革命。二十世纪以来，由于相对论和量子力学的建立，人们对原子、原子核结构的认识日益深入，人们实现了原子核和人工放射性同位素的利用，而由于量子力学微观理论的

性等一系列问题。这些问题的解决既需要开展讨论研究，又

有待于积累实践经验，这是当前改革物理教学、提高课程质

量的一个重要方面。笔者结合在物理教学中引进物理学史

的经验，就物理学史与物理教学的关系、物理学史与提高教

学效果等问题谈谈自己的几点体会和想法。

一、物理学史与培养学生非智力因素的关系

一个学生的学业成绩是由两种因素决定的：一是智力因素，二是非智力因素。老师在教学中不可能给学生智力，更不能代替学生学习，老师最大的任务是对学生给予内在的驱策和激励，引发良好的智力因素。实践表明．在物理教学中运用物理学史是引发学生良好的非智力因素的一种方法。

在物理教学中，多数学生反映物理学是一门难学的课

程。怎样才能运用物理学史启发学生思维，活跃课堂气氛，

的重要指导意义！国际社会对文盲下了一个新的定义：不会主动寻求新知识或不会把学到的知识应用于实践的人就是文盲。人们不可能也没有必要去

主’到‘教与学相结合’，并逐步过渡到‘以学为主’，就更需要系统全面的参考教材。

第二，教材内容必须现代化，不能

思想。

计算机教学在高校教育中的地位越来越重要，而且，随着时代的发展，这种重要性会越来越突出。同时，计算机又是一门飞速发展的课程，所以，它的教学方法当然也应该是在不停地发展变换的。这对于我们所有的计算机

掌握所有的知识以适应这种变化，但

是用昨天的知识教今天的学生做明天的事情，依然是教育的一个不争的事实。比如你不可能在ｗｉｎｄｏｗｓ出现以前

迁就我国目前发育不全的软件市场。因为学生还要１—４年后才毕业，届时

计算机技术的进步又到了一个新时期。学生们都迫切希望能学到一些有

教学工作者来说都是一个严峻的考

验，要求我们要不断学习，跟上时代的步伐！

讲授它，而学生毕业后就使用它。那么，根本的出路在于学生必须学会学习，学会自己拓展知识，这就是教育的

功能。同时，计算机技术发展迅速，教学内容和课程设置必须不断地吐故纳新，实践平台必须跟踪发展，当然这些对于教师也提出了比较高的要求！

根据国家教育部提出的计算机基础教学的基本目标，达到教育部的对

用、使用的计算机知识，充实自己，为

今后找工作和可持续发展提供必备的能力。

第三，教材内容叙述强调整体性，着重原理和关键机制。

综上所述，我们认为医学院校工

参考文献：

［１】［德】克劳斯．迈因策尔著，曾国屏译．复杂性中德思维［Ｍ］．北京，中央编译出版社，２ｎ００，１１１＿

［２】谭浩强．解放思想勇于实践开创计算机基础教育新局面［Ａ］．全国高等学校计算

科计算机课程的指导思想是：转变计

算机教学思想，全面推进计算机教学

非计算机专业基础教学三层次要求，

我们认为：

第一，教材注重系统全面，而教学采用概括型，以应用开发实例为驱动，覆盖不到之处让学生自学。从‘以教为

内容、课程结构、教学手段、训练方法与考核考试方法的更新，建立培养学

生创新精神和创新能力的计算机课程

机基础教育研究会．全国高等学校计算机基础教育研究会２００２高年会学术论文集［ｃ］．

北京：清华大学出版社２（）０２．１—１０．

教学新体系。计算机课程的总体目标

是：内容要新，水平要高，效果要好。为了达到这个目标，关键在于转变教学

（作者单位：四川，泸州医学院

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成果，又直接促成了半导体、核磁共振、激光等新技术的发明，人类进入原子能、电子计算机、自动化、半导体、激光、空

理学中经常提到的“抽象与概括法”、“类比法”、“归纳与演绎的方法”、“模型法”等，都可在物理学的发展历史中找到

间科学等新技术的时代。通过这样的介绍，学生认识到了学习和掌握物理知识的重要性和必要性。学习动机得到激发，把学好物理将来从事工作，乃至成为一名科技工作者作为

自己的一种选择。

第二，运用物理学史。加强学生辩证唯物主义教育纵观物理学史可以发现，物理学从它的萌芽、产生和发展．都是建立在唯物主义基础上，有许多辩证唯物主义的认

成功的例子。例如，质点、刚体、简谐振动、理想气体、点电荷

等都用到了模型法。在学习上，凡是在一定程度掌握了上述方法的学生，他们对物理概念理解都比较深刻，对物理规律应用得比较灵活，也不感到物理学抽象难学。因此，在物理教学中有目的地将物理学家们在物理研究中的方法介绍给学生，可以大大提高学生理解问题、分析问题和科学想象的能力。

识论和辩证法等观点的例证。因此，运用物理学史辅助物理

教学可以加强对学生的辩证唯物主义教育。下面以在物理教学中进行的教育为例，扼要介绍运用的史料。（１）成熟理论来源于实践。许多物理定律是从大量的实验事实中总结出来的，如能量守恒定律、开普勒定律、库仑定律等。（２）实验是验证是非的标准。物理学中经常出现对同一问题的两种不同的观点，是非最终由实验事实给出判定。十七世纪以来，象光的微粒说和波动说，到二十世纪初爱因斯坦提出光的波粒二象性，无不和历史上光学实验一步步的发展有关。（３）

第二，提高学生观察和思维能力、解决实际问题的能力物理课程的作用一方面是较系统地打好必要的物理基

础，另一方面使学生初步学习科学的思想方法和解决问题的方法。物理教学要求学生提高三方面的能力，即观察和实验能力、思维能力、运用数学工具解决实际问题的能力。利用物理学史教育学生，对于培养和提高这三方面的能力是比较有效的。

物理学是在十七世纪以后建立和发展起来的，在这以前没有形成系统的物理知识。自然科学经厉了“哥白尼革

实验是修正错误理论的依据。如十九世纪末，经典物理学达

到了辉煌的盛世，出现了经典物理学发展的“顶峰论”，由于

命”以后，观察和实验才得到重视。伽利略利用自己造的望

远镜观察天体，发现了许多天文现象。他还通过一系列有关物体运动的实验，推翻了传统运动观念。自那以后，科学的发明与发现如雨后春笋般出现。在教学中教育学生重视观察和实验，会提高他们的实验能力。另外，利用物理学史激励学生的创新意识，也是发展思维能力的重要方法。物理学

实验技术的进一步发展，发现了一系列经典理论无法解释

的新现象，否定了“顶峰论”这一形丽上学的观点。ｆ４）理论的确立有赖于实验的检验。德布罗意一九二四年提出物质波

的概念，虽有爱因斯坦巨大的支持，但仍遭到许多科学家的反对，直到一九二七年戴维逊一革末实验，为物质波试验提

供了实验依据，才为人们广泛接受。从以上几个方面可以看

史告诉我们：要创新，首先要善于质疑。牛顿发现万有引力

定律，玻尔建立玻尔理论等，都是不断地提出问题、发现问题、解决问题。思维是一种极其复杂的认识过程．它包括归纳与演绎、抽象与概括等过程。在教学中采用物理学史上科学家进行科学发现的思维方法，有利于学生思维能力的培养，如玻意耳、盖吕萨克与查理在各自发现有关理想气体的定律时，采用了分析思维。牛顿发现的惯性定律就是抽象与概括的结晶。

物理学史表明：数学是物理学研究的重要工具，它不仅

到，理论来源于实验，并接受实验的验证。在物理教学中，培

养学生实践第一的世界观，把它渗透进去，就能对学生有效地进行教育，有助于学生辩证唯物主义世界观的形成。这

样，不仅对学生的学业有益，也可使学生在今后遇到其他问

题，甚至对社会现象进行冷静思考，在正确分析中得出正确

结论。

二、物理学史与培养学生物理学方法的关系

教育理论强调在对学生进行基础知识和基本技能教育的同时，还要进行科学方法的教育，天文学家拉普拉斯说“掌握一个天才的研究方法，对科学的进步不比发现本身更少有用处”。物理学方法不仅能对学生学习物理知识起到指导作用，并且也是从事各项工作的重要方法，纵观物理学史，凡在物理学中卓有成就的物理学家，都有自己的研究方法，将这些方法进行概括整理，就构成了物理学方法。

第一，对学生进行科学方法论教育

可以严密地表达物理概念和规律，而且应用它进行严密的

理论推证和计算。在物理教学中，把物理学史中科学家们曾用过的数学解决处理问题的方法再现给学生，可培养和提高应用数学解决问题的能力。

总之，物理学史应是物理学知识的一个重要组成部分，虽然教学大纲没有要求必须讲解，但恰当引用能使物理教学更加丰富多彩。教师根据不同层次的学生，不同院校和专业实际，恰倒好处地选用物理学史料，使学生不是单纯地理解物理学的基本概念和基本规律，而是通过物理学家们发

物理教学不仅是为了传授知识，还要对学生进行科学

方法论教育，培养其物理思维方式、理想素养和态度，使其在其它的学习和工作中，运用以物理为代表的科学方法论

现和建立这些规律的过程学到获取知识和研究、探索问题

的基本方法，从而达到开发智力，培养解决实际问题能力的目的。

和认识论去探索问题和解决问题。法国生理学家贝尔纳说

过，“良好的方法能使我们更好地运用天赋的才能，而拙劣的方法则可能阻碍才能的发挥”。由此可见，学习科学方法对培养学生的智能是至关重要的。如果教师在教学中能结

参考文献：

【１］厚宇德著．《物理文化与物理学史》．浙江科学技术出版社，

２００５．４．

合具体问题，注意讲清思考问题和解决问题的方法，无疑会

有益于学生思维能力和学习能力的提高。在物理教学中，结合物理史对学生进行科学方法论教育，可收到良好效果。物

［２］李艳平、中先甲主编．《物理学史教程》．科学出版社，２００３．１．

（作者单位：山东理工大学物理学院）

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