浅议物理学史在物理教学中的作用.doc

浅议物理学史在物理教学中的作用 物理学史是研究人类对自然界各种物理现象的认识史它的基本任务就是描述物理概念、定律、理论和研究方法的脉络揭示物理学观念、方法和内容的发生、发展的原因和规律性研究学习物理学史不仅会为物理教学注入新的活力还有利于激发学生学习物理、攀登科学高峰的积极热情 一、可以了解物理学的本来面目消除对物理的神秘感 在物理教学中我们主要是引导学生学习前人已经获得的理论知识教学中的物理知识都是人们经过多次整理而形成的严密的理论逻辑体系因此我们在教学中只重视对知识本身的讲解而对于一些概念、规律产生的历史事实很少问津有的物理教师虽然试图引进一些史料但讲的不够准确常见的错误有：牛顿因为观察苹果落地而发现万有引力定律、瑞利金斯定律的失败引导着普郎克提出量子论等等这些神话使得学生对物理知识的来源、理论体系的形成等都产生很神秘的感觉往往会认为各个物理学概念、原理和定律的获得等只是历史上的某些科学伟人们的灵感创造出来的是历史的巧合和偶然的机遇对于一般人而言根本就不能及的这种认识是十分错误的进而也会阻碍学生创造思维的发展事实上对于熟悉科学创造历史过程的人都知道任何一个物理知识的获得都必须要经历一个动态的过程即从低级到高级从感性到理性从片面到全面从粗糙到严格的产生、发展和演变的过程而根本就不是任何天才的脑袋偶然地创造出来的 经过对这些物理史的本来面目的了解和熟悉学生们就会慢慢学着具体理解任何一个重要概念、定理和理论的获得都是经过“试探除错”的多次选择而得到一个动态的历史过程在物理教学中我们可以通过必要的历史回顾促使学生们了解物理学的各种原理、定律的实验基础了解各种模型所依据的客观事实的原形了解各种假说、观点和物理思想的演变虽然讲述时用的时间不多但可以使学生了解物理概念、规律、原理产生、形成和发展的过程这种做法不仅会消除学生对物理知识来源的神秘感和错误认识还可以培养学生的创造性思维能力 二、了解物理学的发展性和近似性克服对物理知识的僵化认识 在物理教学中教师不应单纯向学生传播知识而应向学生揭示物理学的发展规律了解物理概念、规律的局限性和近似性但是教学中常常对此重视不够在一味追求知识的严密性和精确性的面目下容易使学生思维单一认识僵化使他们感到物理难学没有兴趣只能机械的搬用公式这种对知识绝对化、僵化的理解影响了学生发展思维能力的发展 事实上在物理学的发展史中经常发生着各种情况的理论变迁具体表现为：以比较正确的认识代替错误认识例如以热之唯动说代替热质说;以比较全面的认识带替片面的认识例如用光的波粒二向性代替波动说和微粒说;以更加深入的认识代替表面认识例如由宏观热力学发展到统计力学;以更加普遍精确的认识代替局部的、近似的认识例如相对论和量子力学的建立揭示了牛顿力学的局限性等等这些都生动表明没有任何一个物理理论可以被看作是最终完美的它是在不断发展的人们在一定条件下获得的物理学认识只能是近似的、相对真理 随着物理学的发展其各部分理论的局限性从各个方面暴露出来它的各个基本概念和规律无一例外都在发生修正和变化人类对光的本性认识所经历的发展历程就是最好的例证人对光的认识发展过程说明在物理学发展中一个理论替代另一个理论但没有一个理论是终极真理可见在物理教学中必须结合教学内容用物理学史说明它的发展性、近似性说明物理学虽然不但向人们揭示出许多自然的最后答案但任何物理概念、规律都有其发生发展的过程都有其近似性决不可以把它们当作无条件、永恒的东西加以绝对化因此在教学中讲明一部分知识的客观真理性之后也要花一些时间讲它的发展性近似性长期坚持下去就会使学生在对知识的理解和运用上变被动为主动变僵化为灵活使学生感到物理中充满了无穷乐趣并不难学有利于创造性人才的培养 三、了解物理学家的研究方法加强对物理学研究方法的认识 物理学家的研究方法都是有自己独特的创造性思维特别是处在前沿和十字路口的物理学家们他们的方法有时真让人意料不到并不都是观察实验的方法、数学的方法、归纳推理的方法、演绎的方法如伽利略在研究自由落体运动时首先提出一个落体佯谬的理想实验从亚里士多德的重物下落比轻物快的原理中导出了重物下落比轻物慢的悖论从而否定了亚里士多德的理论接着他就用假说逻辑推理和实验验证的方法得出了正确的落体定律在这里伽利略熟练地应用了理想实验方法逻辑推理和实验验证的科学方法这些方法成了科学创造的奇妙工具正如爱因斯坦所说：没有一个概念能够无歧义地从试验中逻辑地推导出来法国物理学家拉普拉斯曾说过：“认识一位举人的研究法对于科学的进步并不比发现的本身更少用处科学研究的方法通常是极富兴趣的部分”物理概念、规律我们要学但同时还要探索其研究方法这就需要研究物理学史才能掌握其精华才是最有意义的学