试析大学物理教学中物理学史的作用

试析大学物理教学中物理学史的作用摘要随着科学技术迅猛发展，作为研究科学发展历程的学科之一，物理学史在教育中的功能和作用日益突显出来，其教育地位也越来越受到重视。所以将物理学史引入教学中也已成为国际上物理学教育改革的趋势之一。然而由于多方面的原因，特别是认识上的分歧，致使这种思想在我国未能得到应有的重视。因此，在我国教育改革的宏观背景下，将物理学史教育引入物理教学具有非常重要的意义。关键词：物理学史教育改革教育功能教育作用从20世纪50年代以来，重视物理学史教育地位，把物理学史引入物理学教学中已成为国际上物理学教育改革的趋势之一。20世纪80年代，我国就有人提出了相应的设想和措施。然而由于多方面的原因，特别是认识上的分歧，致使这种思想未能得到应有的重视。随着科学技术迅猛发展，学科间相互融合、渗透、交叉发展已成为无法回避的客观趋势，使得物理学史在物理教育中的功能和作用更加突出的显现出来。物理学史是研究物理学发展历史的科学，它是伴随着人类的发展而形成并发展起来的，它是以人类和物理世界对话的历史为研究对象的，融合了与物理学有关的自然科学以及社会科学的知识，是一门与自然科学、人文科学、思维科学等多门学科紧密结合、相互渗透的综合科学。它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。因此，在物理教学中引入物理学史教育具有非常重要的意义。通过物理学史的学习，可激发学生对物理学科的兴趣和探究欲传统的物理教学十分重视物理体系的建立和知识的传递，却往往忽视了对学生学习欲望的培养，造成了多数学生反映物理学是一门难学的课程。而物理学史恰好可以弥补其不足。他展示了一幅理论与实验交叉、失败与成功并存、逻辑与非逻辑思维并用的丰富多彩的画面，物理学思想与方法的演变、物理学发展跳动的脉搏，都可以调动学生的情绪，唤起他们强烈的好奇心和奋发向上的激情，引起浓厚的兴趣和积极的思考。如果教师在教学中经常穿插一些物理学史的材料，为学生创设一个生动活泼、自觉主动的学习环境，将物理学上一些重大知识的发现历程融入到教学中，让学生自己“参与”物理知识的发现过程，一个自然奥秘破释了，又一个新的难题提了出来，在这种好奇心永无休止的满足中体会科学发现的乐趣和心理上的满足。譬如：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，极大改变了工业生产面貌。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，引起了工业电气化改革，使人类进入应用电能的时代，这就是第二次工业革命。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，学习动机得到了激发。可能从此就把学好物理以便将来更好地从事工作，乃至成为一名科技工作者作为自己的一种选择。通过物理学史的学习，可增强学生对物理知识的全面理解和掌握物理教学不仅要教授物理知识，还要把相关的历史背景介绍给学生。传统的物理教学主要是依据教材知识内容编排特点及顺序，分单元、分章节进行讲解。从而物理学史的介绍就较为简略，主要也已片段式介绍为主。虽然学生能够掌握相关内容的理论、事实、结论、公式和计算方法，但并不等于真正理解了知识的深刻本质和丰富的内涵。这样就容易造成学生掌握物理知识不深刻、不牢靠，知识点也较易混淆。通过教学中加入物理学史可以整合物理学的知识体系，能够为教学提供宏观、中观、微观的背景，将其融入物理教学中，不但能够克服“知识片断化”的现象，加深学生对知识结构的理解，还可以帮助学生澄清疑难问题。事实证明，教学中的难点往往是在物理学史上有过争论的问题，如果在相应教学中融入物理学史，让学生进行心理上的“重演”，则可以促进学生对这些问题的理解。例如，在讲到力的概念时，从古希腊的亚里士多德，到伽利略、牛顿，循着伟人的研究历程，从而加深学生对力的概念的理解。在讲"电磁感应"的时候，以奥斯特发现电流的磁效应为线索，向学生介绍人类对磁现象以及电和磁关系的认识过程。通过讲解安培、法拉弟、愣次和麦克韦等人在揭示电磁关系工作中的艰辛努力和所取得的成果，使学生在有了对电磁发展总体认识的基础上，加深对教材的理解和对左、右手定则、法拉弟电磁感应、愣次定律等关键点的把握。通过物理学史的学习，有助于对学生进行科