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新課程理念下物理學史的教育價值
新課程理念下物理學史的教育價值許文
新課程理念下的三維教學目標的確立是以社會的發(fā)展對人才的整體素質(zhì)要求為根本依據(jù)的，以提高全體受教育者的基礎教育水平為目的的全面發(fā)展教育。它要求受教育者在思想素質(zhì)、文化科學素質(zhì)、勞動技術(shù)素質(zhì)、身心素質(zhì)及健康個性等方面都得到全面發(fā)展。物理學史研究了物理學的發(fā)生、發(fā)展的規(guī)律，說明了物理學中的概念、定律和理論體系的產(chǎn)生、形成和發(fā)展的辯證思維過程。它蘊藏著豐富的物理素質(zhì)教育內(nèi)容，發(fā)掘物理學史的教育價值的潛能，可以鑄造學生良好的非智力因素心理品質(zhì)，激發(fā)學生的愛國主義熱情，形成科學的思想方法，造就不斷創(chuàng)新的科學精神，養(yǎng)成嚴謹認真的科學態(tài)度。
一、鑄造良好的非智力因素心理品質(zhì)
新課程理念下的物理教學，注重培養(yǎng)學生的非智力因素，鑄造優(yōu)良的心理品質(zhì)。學習中良好的非智力因素包括學習動機、學習興趣、學習方法和克服困難的堅強意志、堅定的信念、良好的情操等。物理教學可利用物理學中有關(guān)物理學史的知識來鑄造學生良好的非智力因素心理品質(zhì)，主要體現(xiàn)在以下幾個方面：
1.增強學習動機。學習動機可分為長遠的間接動機和短近的直接動機。長遠的動機與社會意義關(guān)聯(lián)，是社會要求在人們頭腦中的反映。教學中我們可以利用物理學家的一些典型事跡，來培養(yǎng)和增強學生學習的長遠動機。如法拉第為實現(xiàn)“磁向電的轉(zhuǎn)化”而艱苦探索十余年；焦耳為測定熱功當量進行了四百多次實驗，歷盡二十多年；卡文迪許將自己一身獻給科學事業(yè)，埋頭實驗室工作長達五十年之久等事跡。這些事例可以激發(fā)學生向這些科學家們學習，增強他們學習的內(nèi)在動機，為科學的發(fā)展和人類社會的進步作出貢獻。
2.提高學習興趣。愛因斯坦說過：“興趣是打開科學大門的導師。”只有學生對學習產(chǎn)生了濃厚的興趣，并使興趣由外部向內(nèi)部轉(zhuǎn)化，才能產(chǎn)生學習熱情和內(nèi)在動機。但學習興趣不是天賦的，是可以培養(yǎng)和提高的。我們在教學中應根據(jù)青少年的心理特征，善于不失時機地結(jié)合具體的學習內(nèi)容，講些趣味性的小故事，介紹物理學史中的有關(guān)名人和事。如學習“壓強”時介紹帕斯卡裂桶實驗和馬德堡半球?qū)嶒灥�，這不僅可以創(chuàng)造輕松愉快的教學環(huán)境，找到學習的興奮點，形成持續(xù)的濃厚的學習興趣，還可活躍學生思維，提高學習效率。
3.造就優(yōu)良心理品質(zhì)。作為物理教師，我們可以充分利用物理學史中這方面的大量素材來教育學生，提高他們科學的人生觀、價值觀、改變他們?nèi)松膬r值取向，培養(yǎng)他們科學的信念、堅定的意志，鑄造他們優(yōu)良的心理品質(zhì)。如牛頓在晚年時做過許多光學實驗，但他始終認為他做得還不夠充分，對光的本質(zhì)只提出了一些問題和假設，他希望“留給那些認為值得努力去把這個假設應用于解釋各種現(xiàn)象的人們自己去思考”，教育學生學習牛頓這種永無止境、不斷探索的科學精神；惠更斯對“泊松亮斑”的尋找，一定會激勵學生敢于面對挫折，在逆境中奮發(fā)向上；倫琴對x射線的發(fā)現(xiàn)會啟發(fā)學生對物理現(xiàn)象的細致觀察與思考，領悟科學家們嚴謹?shù)目茖W態(tài)度；布魯諾為宣傳哥白尼的“日心說”而受火刑，富蘭克林冒著生命危險的“費城實驗”，會使學生感到堅持真理，探求真理，獻身科學的那種執(zhí)著精神……這些具體生動的事例，一定會對學生起到潛移默化的作用，陶冶學生的情操，美化學生的心靈，促進他們優(yōu)良的心理品質(zhì)的同化與順應。
二、形成科學的研究方法
在物理教學中，我們對學生進行這方面的史學教育，將有助于學生形成科學的思想方法和研究方法，促進知識與方法的正向遷移，優(yōu)化認知結(jié)構(gòu)，并形成一定的創(chuàng)造思維能力。這是素質(zhì)教育中最關(guān)鍵、最主要的方面。
物理學的思想方法主要有質(zhì)疑與釋疑、假設與驗證、唯象與機理等。物理學的研究方法有觀察、實驗、抽象、邏輯、想象等。讓學生了解物理概念的建立是人們?yōu)榱苏J識和研究的需要，對感性材料進行比較、抽象、概括而形成的理性認識。如“磁通量”概念的形成，其中便蘊含了物理學家們的各種思想和研究方法。有創(chuàng)見的科學概念的提出，對物理學的建立和技術(shù)的發(fā)展有著十分重要的意義。伽利略建立的“加速度”的概念，不僅使人們明確了速度與加速度這兩個長期混淆的問題，同時也為動力學理論的建立奠定了基礎；愛因斯坦提出的“受激輻射”的概念，導致激光器的問世，使激光技術(shù)飛躍發(fā)展。物理學中許多規(guī)律的發(fā)現(xiàn)，一般都經(jīng)歷了這樣的過程：問題→觀察實驗（或假說）→歸納、演繹（或?qū)嶒烌炞C）→物理規(guī)律。如伽利略對“自由落體運動”規(guī)律的研究，首先通過落體的佯謬思想進行實驗，否定了亞里士多德關(guān)于物體越重下落越快的錯誤結(jié)論，然后運用數(shù)學工具得出初速為零的勻加速運動的位移s 與時間t 的關(guān)系滿足“s/t2 = 常量”這個規(guī)律，進而用斜槽實驗驗證物體從光滑斜面由靜止下滑符合這個規(guī)律，最后將斜槽實驗的結(jié)果推廣到斜槽傾角為90°時這個結(jié)論仍成立，得出“自由落體運動是初速度為零的勻加速直線運動”這個結(jié)論。如果我們在“自由落體運動”這節(jié)內(nèi)容的教學中，順著上面的這條思路來研究自由落體運動規(guī)律，無疑將會促進學生科學思想和研究方法的形成，同時也會點燃學生的創(chuàng)造性思維火花，提高創(chuàng)造思維能力。
三、培養(yǎng)辯證唯物主義觀點
物理學史本身就是一部唯物主義與唯心主義斗爭的歷史。從它的發(fā)展過程來看，人們對組成物理學概念的形成、規(guī)律的認識和理論的建立是在生產(chǎn)實踐和科學實驗中逐漸形成和發(fā)展起來的。物理學的發(fā)展也是一個繼承與突破交互作用的辯證過程，其中蘊含豐富的辯證唯物主義觀點。
1.對立統(tǒng)一觀點。對立統(tǒng)一是宇宙間萬物發(fā)展變化過程中所遵循的根本規(guī)律，這一規(guī)律揭示了事物內(nèi)部所固有的雙方矛盾運動，既對立又統(tǒng)一。如光的本性波粒二象性，實質(zhì)上體現(xiàn)的是矛盾的統(tǒng)一性。對光的本性的認識過程也就是矛盾的運動過程。
2.主要矛盾與次要矛盾觀點。構(gòu)成一定的物理現(xiàn)象和物理過程的因素往往會很多，其中起主要作用的因素是主要矛盾，起次要作用的因素是次要矛盾。在研究問題時，需要先摒棄無關(guān)因素，暫時拋開次要矛盾，集中精力抓主要矛盾。如理想物理模型的建立，萬有引力定律的建立等。
3.內(nèi)因與外因的觀點。事物的發(fā)展都有著內(nèi)因與外因，且外因通過內(nèi)因而起作用。如牛頓第二定律揭示了物體運動快慢的內(nèi)因與外因；歐姆定律揭示了決定金屬或電解液導電時電流大小的內(nèi)外因。
4.量變與質(zhì)變觀點。事物的發(fā)展首先表現(xiàn)為數(shù)量的變化，數(shù)量的積累，當量積累到一定程度時就會產(chǎn)生一個質(zhì)的飛躍。如凸透鏡成像時的各種情況，全反射現(xiàn)象的發(fā)生，光通過小孔直線傳播產(chǎn)生小孔成像，如果小孔減小到一定程度時光就會偏離直線傳播，發(fā)生小孔衍射現(xiàn)象。
5.否定之否定觀點。物理學中每一個重要突破都是以積累和繼承為前提的，同時又包含著對舊觀念和舊理論的批判與揚棄。如人們對光的本性的認識就經(jīng)歷了一個曲折發(fā)展，螺旋上升的過程；人們對原子結(jié)構(gòu)的認識，就是幾代科學家以前人的研究成果為基礎，進行否定之否定，不斷地修正和補充的結(jié)果，也是集體智慧的結(jié)晶，其中包含著敢于否定自我和不斷創(chuàng)新的精神。
教學中我們可以結(jié)合有關(guān)物理學史，向?qū)W生滲透辯證唯物主義思想，有助于培養(yǎng)學生辯證唯物主義世界觀，學會用辯證唯物主義觀點去分析和處理問題，把他們塑造成為一個自覺的辯證唯物主義者，從而達到全面提高學生素質(zhì)的目的。
物理教師要重視和發(fā)掘物理學史的素質(zhì)教育價值功能，合理地實施物理學史教育。在教學形式上，除了課堂教學中結(jié)合具體的學習內(nèi)容實施物理學史教育外，此外還可以進行物理學史專題講座，組織學生課外參觀、演講、舉辦物理學史小刊物和物理學史知識競賽等多種方式。在教學手段上，可充分利用現(xiàn)代教學媒體如錄相、電影、電腦、網(wǎng)絡等。對學生進行物理學史教育，可提高學生的整體綜合素質(zhì)，以適應未來社會對高素質(zhì)人才的挑戰(zhàn)。
（作者單位：華中科技大學附屬中學）
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