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浅谈物理学史在教学中的作用①

2016-04-09魏增江刘俊娟

名师在线 2016年4期
关键词:物理学物理过程

魏增江 ,刘俊娟

(1.石家庄理工职业学院,河北石家庄 050091; 2.河北师范大学附属民族学院,河北石家庄 050091)

物理学史研究了物理学的发展规律,是人类社会实践的产物,是人们对物理世界观不断积累和发展的过程,说明了物理学中的概念、定理、定律和理论体系的产生发展的历程。它蕴含了丰富的史学知识,能够铸造学生的心理品质,激发学生的爱国热情,培养严谨认真的科学态度,形成辩证唯物主义观点,树立正确的人生观。

一、物理学史中的素材教育,有利于学生树立正确的人生观,价值观

教材中的素材教育有利于培养学生的科学信念、意志,铸造优良品质。物理学家顽强曲折、激动人心的创造过程往往被严密精美的逻辑推理掩盖了,学生只能通过具体的物理定律、定理、公式前面的物理学家的名字,对定律定理的建立过程有模糊的了解,学生对物理学家的创造工作有神秘感,认为物理学家都是天才,都是具有超能力的圣哲,认为他们的成就是很难逾越的,对物理学的本质很难理解透彻。由此可见,教学过程中对学生进行物理学史的教育尤为重要,有助于学生了解建立的过程,比如牛顿“站在巨人肩膀上”让学生形成谦逊的态度;爱迪生“灯泡的发明”经历了艰辛的挫折,培养学生坚韧的品格,要在逆境中奋发向上;汤姆生和学生卢瑟福的师生故事,教育学生更加敬佩科学家的光辉典范人格,这些事例一定会对学生产生潜移默化的影响,陶冶情操,美化心灵,促进学生优良品质的形成。

二、我国古代物理学的成就,对世界文明的发展有重要影响

中国古代虽未形成完整独立的物理学体系,但也积累了丰富的物理知识。教学中讲授古代物理学史有利于激发学生的爱国主义情怀,增强民族自豪感。古代物理学史上,我们的祖先取得了引人注目的成果,《墨经》中把不能分割的物质为例称作“端”,亦即原子之意;《庄子》中“至大无外,谓之大一;至小无内,谓之小一”,这里的“端” “小一”“无内”都含有与原子相似的意思。王充在《论衡·效力篇》中有“人有知学,则有力矣。文吏以理事为力,而儒生以学问为力”。在西方,直到17世纪初,弗朗西斯·培根才提出“知识就是力量”的名言;沈括在宋代就发现了地磁偏角,比西方早了400多年,建于公元1056年的辽代山西应县木塔是现存世界上最早的最高大的木构建筑,所用斗拱有60余种,内涵丰富的材料力学和结构力学知识,经十几次六级以上地震,至今安然屹立。[1]

三、在近现代物理学的发展中,中国人及外国华裔也取得了辉煌的成就

钱学森是中国的“两弹一星”科学家,是著名的火箭、导弹专家,被老师冯卡门称为伟大的天才,还有杨振宁、李政道、丁肇中、朱棣文、崔琦等,获得了诺贝尔物理学奖,这些科学家的事迹能激发学生的爱国热情,帮助其树立远大理想目标,产生为祖国而学习的强大动力和兴趣。兴趣是最好的老师,只有学生产生浓厚的兴趣,才能有学习的动力和热情,但兴趣不是天赋,不是天生就具有的,在教学中,要培养,要提高,不失时机地讲一些趣闻故事,创造轻松愉快的学习环境,形成浓厚的兴趣,活跃氛围,以提高学习效率。

四、物理学史的介绍有利于培养学生的辩证唯物主义观点

物理学史本身就是一部辩证唯物主义的历史,是在经验、实验的基础上发展起来的,是继承与突破的过程,包含了丰富的唯物主义观点,比如光学中的波粒二象性为矛盾的统一性,对光有了更深的认识;质点、刚体等理想化模型的建立是抓住主要矛盾的研究方法;人们对原子结构的认识是几代科学家的研究成果,是不断修正补充的结果;量子力学的建立更是经历了许多科学家的努力,在爱因斯坦和玻尔的论战中,促使量子力学的完备性得到系统研究,推动了量子力学的进一步完善和发展。这些知识的讲解有助于学生对教材的理解,有助于学生了解其发展的背景,从而对各知识点形成深刻记忆。

教学实践告诉我们,不仅要教给学生现代科技所必需的系统的物理知识,还应教给学生科学的学习和研究方法。科学既是一种人类的知识体系,又是人类认识世界的一种方式和探索过程,而通常的科学方法都贯穿在物理学发展的过程中。物理学具有很强的继承性,许多科学家就是从对本学科的历史研究中,开始自己的创造活动的。牛顿说过:“如果说我比别人看的远一点,那是因为我站在巨人的肩上。”不仅牛顿如此,凡是作出重大贡献的物理学家都是善于批判和继承的。学习物理学史有助于活跃思维,增强胆识,使学生更自觉地继承前人的事业,有效地进行学习研究。而将“研究性学习”纳入新的课程体系,通过物理学史进行科学方法教育变得尤为重要。

总之,物理教学过程中,要深入挖掘物理学史上的价值功能,也可结合物理学史开展展板展示,开展专题讲座,组织学生参观,并举办物理学史知识竞赛,也可充分利用多媒体教学,播放录像电影等[2],能提高学生的综合素质,适应社会发展需求,培养严谨认真的科学态度,形成唯物主义世界观,激发学生的爱国热情,树立远大理想目标,成人成才。

[1]物理学史[M].北京:清华大学出版社,2005.

[2]物理课程标准解读[M].长沙:湖南教育出版社,2002.

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