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物理学史是人类对自然界各种物理现象的认识史，它揭示了物理学发展的规律及其内在逻辑性，集中体现了人类探索和逐步认识物理世界的历程。学生的认识过程与人类认识的历史发展过程有着许多相似之处。因此，在物理教学中正确而恰当地运用物理学史，介绍物理史实，不仅使学生从历史的素材中，透视物理知识发现和发展的来龙去脉，认识物理学家的科学方法和科学思维特点，加深对物理知识的理解，而且可以从中得到教益，受到启示，提高自身的科学素养。在物理教学中贯穿物理学史的教育，对培养创造性人才有着重要作用。 一、优化教学过程 在传统的物理教学中，对物理学的概念、规律教学的标准主要是放在讲清内涵，即它的物理内容和物理意义；讲清外延，即它的适用条件和范围；讲清相关概念、规律间的联系与区别。这种教学方法，注重的是教学的状态，着眼的是教学的结果，而忽视了教学的过程，忽视了物理概念、规律的形成和发展的过程及方式，忽视了对知识的探索，消弱了对学生思维方法的教学及能力的培养，不利于发展科学思维能力，不利于学生创新能力的培养。而物理学史有助于学生了解物理知识的产生和发展过程的丰富内容。如，在讲授牛顿第一定律时，介绍亚里士多德的力是维持物体运动的观点和伽利略的力是改变物体运动的论证，同时介绍伽利略的理想斜面的实验，能帮助学生深刻理解力的概念和牛顿第一定律。 二、激发学生兴趣 理学的历史是人类创造的，这种创造的过程是生动而多彩的。但在教科书中，这种过程被隐去了，而出现在学生面前的，欧姆只是一个定律，开尔文是一个温度，阿佛加德罗仅仅是一个常数，而富兰克 — 赫兹和迈克尔逊 — 莫雷往往又会被认为都是一个人。如果教师只是概念化地讲授物理知识，那么物理学就完全变成了一门干巴巴的枯燥无味的学科。 爱因斯坦曾说过“兴趣是最好的老师”。物理学史中有许多有趣、有用的史料可以使学生充分认识到物理学是一门充满生机的学科，可以激发学生学习物理的兴趣，并逐步引导学生由兴趣转化为志趣，从而形成学生的物理学科情感。 例如，在讲自由落体这节课时，可以这样通过物理学史引入新课： 教师：落体运动有什么规律？ 学生大都回答：重的物体落得快，轻的物体落得慢。 教师：两千多年前，古希腊的学者亚里士多德也是这样认为的。但大家听说过意大利的比萨斜塔吗？ 接着教师叙述，有资料显示，素有“近代科学之父”之称的伽利略曾于 1591 年在斜塔边作了一次落体实验，以无可辩驳的实验“事实”否定了亚里士多德的落体理论，后来有不少人把斜塔落体实验称作为“历史上最杰出的成就”。 由以上物理学史吸引学生的注意，给他们造成悬念，激发他们的兴趣，把学生带进趣味盎然的知识海洋，同时也扩大了知识面，收到事半功倍的效果。 三、培养科学思维 科学思维主要采取直觉思维和逻辑思维两种形式。这两种形式在科学创造活动中的作用是不同的，前者在探索、发现规律的过程中起主导作用，后者在概括总结规律的过程中起主导作用。在物理学史上，伽利略能直觉地抓住力学现象的内在联系，而牛顿则把它概括总结为体系完整的三大运动定律；法拉第凭直觉认识到电磁场的存在，并想象出用力线来表示场的性质，麦克思韦则把它化为一组逻辑严密的数学方程。伽利略 — 牛顿和法拉第 — 麦克思韦这两对科学巨人可以说是这两种思维的典型代表。 用物理学史中科学家的科学思维方法尤其是逻辑思维方法培养和训练学生的逻辑思维能力具有很强的说服力。因此在物理教学中一些重大的物理发现、重要的物理概念和规律，不但要注重教学过程，还要介绍其深刻而独特的思维过程，培养学生的科学思维能力，引导学生认真学习、仔细揣摸物理学家分析问题、解决问题的科学思维方法，树立辩证唯物主义和历史唯物主义的思想。 四、学习科学方法 物理学史上的重要突破和有代表性的事例，往往揭示了物理学家们科学的研究方法，可以说一部物理学发展史就是一部物理研究方法论的发展史。 纵观物理学生机勃勃，曲折复杂的征途，许多物理学家在科学研究的崎岖道路上，取得了一个又一个的新发现，同时也创造了引人注目的方法论。如牛顿建立经典力学体系、爱因斯坦提出相对论、普朗克提出量子说、密立根的油滴实验、伽利略的理想实验等等，无不显示出非凡的想象力和独特的科学研究方法。 在物理学史上一些物理模型的提出、修正、完善和被新的模型所取代的过程，也是人类认识自然的能力不断提高，不断深化的过程。比如，质点、刚体、简谐振动、理想气体、原子核结构等模型的建立和发展就说明了这一点。 因此物理教学中一定要重视培养运用科学方法解决物理问题的能力。著名科学家巴甫洛夫曾说过：“有了良好的方法，即使是没有多大才干的人也能作出许多成就。如果方法不好，即使是有天才的人也将一事无成。” 五、培养爱国主义精神 中华民族具有悠久的文明历史和珍贵的文化遗产，历代曾有不少杰出人物对物理学的发展作出了贡献。尤其是新中国成立以来，原子弹、氢弹爆炸成功；核电站的建成和核能和平利用；正负电子对撞机对撞成功；航天技术的飞速发展；华裔物理学家的卓越成就及所获得的诺贝尔奖……把这些丰富的史料贯穿在教学中 , 可以激发学生的爱国热情，增强民族自豪感、自信心和责任感，树立为提高我国科技水平而努力奋斗的志向。 六、接受美的熏陶 “美是真理的光辉”，物理学史中蕴涵着大量的科学美。许多杰出的科学家在探索大自然取得巨大成功的过程中，无不存在对科学美的追求。 开普勒相信大自然的内在美，具有象音乐那样令人神往的韵律。他致力于寻找行星运动中的音乐美感，找到了形式简单、内容深刻丰满的行星运动规律，并用乐谱的形式把六个行星的近日点和远日点的速度情况表达为一首“行星协奏曲”，让人感受到物理世界充满着极其丰富的科学美。 牛顿力学对地球和天体运动的统一；麦克斯韦电磁理论对电现象、磁现象和光现象的统一；光的波粒二象性概念对粒子运动和波动的统一等等，无不体现出大自然本身具有的统一美。谁找到了这种统一美，谁就找到了真理。 在教学中挖掘物理知识的美质对学生进行美学教育，可以培养学生的科学美感，激发学生的学习兴趣，把学习物理知识当成对美的追求和享受，从而进一步提高学生创新思维及创造能力。 |
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