探析物理学史在物理教学中的作用

黄豆豆

　　论文关键词：学史　物理教学　作用

　　论文摘 要：在物理教学中讲授物史能够激发学生学习的兴趣和求知欲；能够使学生掌握科 学方法；能够培养学生严谨治学的精神和对学生进行爱国主义育。

　　物理学史集中地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。了解和掌握物理学史，在教学中，恰当运用物理学史中各种生动有趣的史料,对激发学生学习兴趣，培养学生科学的探索方法,对学生进行爱国主义等方面起着积极的不可估量的作用。
　　一、学习物理学史，激发学生学习的兴趣和求知欲
　　爱因斯坦说过：“兴趣是最好的老师”。培养学生学习物理的兴趣，是搞好物理教学，提高教学质量的一个重要环节。我在教学中经常依据具体的教学内容引用一些精彩生动的物理学史料来激发学生的学习兴趣，增强求知欲。例如在讲“库仑定律”时，让学生了解在电磁学发展中不只库仑，还有卡尔文迪许、富兰克林及普里斯特利等科学家都为此项工作进行过不懈的努力，最终由法国的物理学家库仑利用库仑扭秤实验直接进行了证明。后人为了纪念他，把电量单位规定为“库仑”。 在物理教学中，通过生动有趣的物理学史来讲述物理理论，就能克服单纯的物理概念和物理理论的枯燥讲解，使教学显得生动活泼，使学生的学习兴趣得以培养和提高。
　　二、学习物理学家的探索过程，使学生掌握科学的探索方法
　　物理学是研究自然界中各种物理现象的规律和物质结构的一门科学。而观察是研究物理问题最基本，最重要的方法。要学好物理，必须要善于观察，勤于思考。大家都知道，亚里士多德的落体观念认为：“重物比轻物下落得快。”伽利略从由思想实验得出的一个佯谬入手，对亚里士多德的落体学说提出了反驳。他提出，如果亚里士多德的学说是正确的，即物体下落的速度与其重量成正比，重物的下落速度肯定比轻物为快，那么就可以设想一个简单的实验：把两个轻重不同的下落物体连接在一起，由于两个物体原来的各自的下落速度不同而相互影响，它们连在一起后将以中间大小的速度下落；但是两个物体连在一起时当然要比原来较重的物体下落得更快些，由此可以得出，我们可以从“较重物体比较轻物体运动的快的假设推出了较重物体运动较慢的结论来,”从而证明了亚里士多德的学说是错误的。
　　物理学是一门以实验为基础的科学，实验是真理的重要手段。1878年，德国著名的物理学家赫尔姆赫兹向他在柏林大学的学生提出了一个竞赛题目，即用实验方法验证麦克斯韦的理论。赫尔姆赫兹的学生之一赫兹从那时起就致力于这个课题的研究。1886年，他在做放电实验时发现近处的线圈也发出火花，他敏锐地意识到这可能是电磁波在起作用。为了更好地确认这一点，赫兹再度布置实验。他设计了一个振荡电路用来在两个金属球之间周期性地发出电火花，按照麦克斯韦理论，在电火花出现时应该有电磁波发出。然后，赫兹又设计了一个有缺口的金属环状线圈，用来检测电磁波。结果，当振荡电路发出火花时，金属缺口处果然也有较小的火花出现，这就证明了电磁波的确是存在的。赫兹还进一步在不同的距离观测检测线圈，由电火花的强度的变化大致算出了电磁波的波长。1888年，赫兹发表了《论动电效应的速度》，证明了电磁波具有与光完全类似的特性，还证明了麦克斯韦理论的正确，也为人类利用无线电波开辟了道路。[1]
　　三、运用物理学史培养学生严谨治学的精神和进行爱国主义教育
　　介绍科学家在探索物理规律中一丝不苟的治学精神，介绍他们如何以毕生精力锲而不舍地从事科学研究，可以培养学生严谨的治学精神。在 粒子散射实验中马斯登与盖革若没有观察到“入射的 粒子中每8000个粒子有一个要反射的结果，卢瑟福也就不可能提出正确的原子结构模型；居里夫人为发现新元素，进行了1000多个日日夜夜的艰苦实验，终于从数十吨的铀矿渣中分离出了0.1克镭；[2]密立根关于基本电荷的测量，总共经历约21年的时间，进行了无数次的测量才于1910年发表了他精确测定基本电荷的实验。
　　在有关物理知识的教学中，适当介绍中国古代的物理学成就，是进行爱国主义教育的有效手段。中国古代有着光辉灿烂的科技成就，不少方面长期处于世界的领先地位。战国时代墨家关于杠杆和浮力知识的成就，比西方阿基米德早约两个世纪。西汉时期写成的《春秋纬•考灵曜》中关于地动和运动的相对性的叙述，比伽利略早出16个世纪。公元前11世纪沈括又叙述了用纸游码演示的弦的共振现象，比欧洲早了6个世纪，沈括关于地磁偏角的发现比欧洲人早约400年。英国科学史家李约瑟在他所著《中国科学技术史》的序言说：“中国的这些发明和发现往往远远超过同时代的欧洲，特别是在15世纪之前更是如此。”“在人类了解自然和控制自然方面，中国人是有过贡献的，而且贡献是伟大的。”[3]
　　综上所述，物理学史的引入，可以使科学的内容和思想内容有机结合，把物理规律的学习上升为科学的世界观和方法论的学习，在物理教学中产生积极的效果。
　　参考文献
　　[1] 吴国盛《科学的历程》[M] 北京大学出版社 326页
　　[2] 李艳平、申先甲《物理学史教程》 [M]科学出版社
　　[3] 李约瑟，《中国科学技术史》[M]第一卷第一分册，科学出版社，1975年，3、18页