浅谈新课程背景下物理学史的教育功能

摘要：新课程背景下要求学生多方面发展，全面系统地掌握知识，而物理学史在物理教学中的引入正能充分发挥该效用，本文从新课程背景出发详述了物理学史的教育功能。
　　
　　关键词：物理学史；新课程；物理教学；教育功能
　　
　　美国哈佛大学J·B·Conant在20世纪50年代初倡导把科学史引入科学教育以来，物理学史无论是在研究领域还是在教学领域，都日益引起人们的重视。郭奕玲和沈慧君两位先生编著了《物理学史》，著名物理学家钱三强先生为其作序，序言开宗名义：“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。”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，它包含了认识论和方法论的因素。物理学的发展史，实际上也是科学方法的发展史，另外，在物理教学中把科学理论的建立，科学发现的过程，科技发明对人类社会发展的贡献用生动事例展示给学生，了解物理学家的生平，各学派间的争端以及尚未解开的物理课题来激发学生学习物理的兴趣，使学生从中学习到严谨的科学态度，科学的思维方法，养成良好的学习习惯，变被动学习为主动获取知识。
　　
　　本文就新课程背景下，教师在物理教学中，运用物理学发展史知识的教育功能谈点笔者的管中之见。
　　
　　一、物理学史的引入可激发学生尝试科学探究与实践的兴趣
　　
　　新课程重视科学探究对激发学生的求知欲，使学生受到科学方法的训练，培养学生良好的科学素质、创新意识和创造能力方面的重要意义。科学探究的要素包括：提出问题、猜想与假设、制定计划与设计实验、进行实验与收集证据、分析与论证、评估、交流与合作。物理学史中这方面的例子很多，如在讲到法拉第电磁感应定律时，通过相关物理学史的介绍，使问题的引入自然。1820年，奥斯特发现电流的磁现象不久，英国实验物理学家法拉第从朴素的辩证法思想出发，于1821年提出“磁”能否产生“电”的想法。经过十年的精心实验研究，终于在1831年发现了电磁感应现象：只要穿过闭合回路所围面积的磁通量发生变化，回路中就会产生感应电流，总结出了电磁感应定律。这一定律成为发电机的理论基础，开创了人类利用电力的新时代。
　　
　　科学来源于实践，科学的动力在于人类的求知本性和在大自然中生存和发展的需要。教师可介绍富兰克林在用莱顿瓶进行放电实验的过程中，面对着电火花的闪光和劈啪声，总是禁不住联想到天空的雷电。他意识到莱顿瓶的电火花可能就是一种小型雷电。为了验证这个想法，必须将天空中的雷电引到地面上来。1752年7月的一个雷雨天，富兰克林用绸子做了一个大风筝。风筝顶上安上一根尖细的铁丝，丝线将铁丝联起来通向地面，丝线的末端拴一把铜钥匙，钥匙则插进一个莱顿瓶中。富兰克林将风筝放上天空等待打雷。突然，一阵雷电打下来，只见丝线上的毛毛头全都竖立起来，用手靠近铜钥匙，即发出电火花，天电终于被捉下来了。富兰克林发现，储存了天电的莱顿瓶可以产生一切地电所能产生的现象，这就证明了天电和地电是一样的。
　　
　　二、物理教学中穿插物理学史有助于学生全面理解物理规律
　　
　　物理规律（包括物理定律、定理、原理、法则、公式等）反映了物理现象、物理过程在一定条件下发生、发展和变化的规律。在进行物理教学时，为了让学生最有效地掌握好物理规律，应使其对物理规律的建立过程有一定的了解，这就需要教师经常把物理学史知识渗透到物理教学之中。这是由于物理学的创立和发展是具有连续性的，后人的研究工作总是以前人的研究成果为基础，重要的物理规律都是经历了艰难和曲折的历史发展过程的。让学生了解这些规律的发现过程，会对学生学习物理规律、形成严谨的工作态度和作风产生重大的影响。例如在讲述万有引力定律和牛顿运动三定律时，可以给学生介绍当时的社会背景：l6世纪以后的欧洲，由于航海、战争和工业的需要，大大地促进了力学的发展，推动了对天体的观测和研究。波兰的天文学家哥白尼对天象进行了长期的观测，获得了大量的观测资料，在对这些观测资料进行了整理和分析后，提出了“日心说”的理论体系，推翻了统治天文学领域一千多年的托勒密“地心说”体系，打开了自然科学的大门。继哥白尼之后，丹麦天文学家第谷以他惊人的毅力和毕生的精力对行星的运动进行了精确地观测，并采集到大量的观测数据，这为他的学生开普勒的进一步研究打下了良好的基础。开普勒有着丰富的想象力和杰出的数学才能，在整理和研究第谷所观测到的数据中总结出了开普勒三定律。
　　
　

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