物理学史与中学物理教学重庆教科院周智良

1、物理学史与中学物理教学,重庆市教科院中教所 中学物理教研室 ,吾生有涯，而知亦无涯（庄子 ） 路漫漫其修远兮，吾将上下而求索（屈原）,提纲 一、几个概念 二、几个人物、事件、实验 三、几点看法,一、几个概念,1、物理学 物理学研究自然界最基本最普遍的运动形态及其运动发展的规律，这种最基本最普遍的运动形态寓于各种高级复杂的运动形态之中，成为其组成的基础；物理学研究过程中所形成的物质观、自然观、时空观和宇宙观对整个人类文化都产生了极其深刻的影响，是各行业科技工作者必须具有具备的基本观点。 物理学研究过程中积累的基础知识，是科学技术的基础也是各行业科技工作者必不可少的基本知识，物理学研究过程中所形的

2、各种思想方法，是科学研究的有效方法，也是培养和提高人才素质的最有效方法；物理学研究过程中所树立的崇尚实践、崇尚理性思维的精神，是创造性人才必须具备的品格。,基础性：物理学是自然科学中的一门普遍适用的基础科学，它研究的是大到天体、小到基本粒子的各种物质的性质和相互作用，以及它们的运动规律（从宇观世界到微观世界）。物理学的研究对象可以是无生命的，但生命活动却绝对不会违背物理规律。物理学是一门具有方法论性质的科学，它从萌芽开始直到近代、现代的发展，始终以其丰富的方法论和世界观等充满哲理的物理思想、方法，影响着人们的思想、观点和方法，甚至影响着整个社会的思潮和生活。,实践性：物理学是一门以实验为基础的

3、学科，观察实验及实验方法是物理学发展的基础，实验既是建立物理概念、探索物理规律、认识物理世界最基本的手段，又是验证物理假说、检验物理理论真理性的唯一标准。物理学是一门应用性极强的学科，物理学的发展来源于社会生活，它发展到今天已经深入到各种产业和日常生活的各个方面，可以说在生活中到处都能碰到物理问题，将已掌握的科学知识、方法应用到日常生活和工作中，必将提高生活质量和工作效率。,开放与发展性：物理学是所有自然科学和工程技术的理论基础，物理学代表着一套获得知识、组织知识和运用知识的有效步骤和方法，把这套方法运用到什么问题上，这问题就变成了物理学的研究内容。可以肯定地说，出现了跃进式发展的学科，必然广

4、泛地应用了物理学的研究成果和研究方法。 纵观人类社会的发展，物理学已成为整个科技的先行者，现代技术的基础和人类文化、理性文明的基本组成部分。可以说，如果没有物理学，现代世界将失去它的色彩；如果没有物理教育，人类社会将失去它的未来。（赵凯华、 王渝生）,吴加澍老师教育思想观点,2、物理学史,“一门科学的历史，就是这门科学本身。” 歌德,科学史在国际上是一门相对较新的学科，在我国这个学科地位还不太高，还不太为人所知。但是在推进素质教育和通识教育方面，科学史能起到非常巨大的作用。科学史科的创始人乔治萨顿说得好，科学史是自然科学与人文学科之间的桥梁，它能够帮助学生获得自然科学的整体形象、人性的形象，从

5、而全面的理解科学、理解科学与人文的关系。,物理学史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，很多物理教育家指出，物理教学不仅要给出物理事实, 物理规律，而且要对学生进行科学思想与科学方法教育。 由于物理事实，物理规律具体，较容易把握，而科学思想与科学方法隐含在其中，较为抽象，因此容易被我

6、们忽略。物理学史含有的极为丰富的科学思想，科学精神与人文思想，是进行素质教育的极好的内容，能够培养学生多方面的能力，是进行物理教学十分必要的一部分。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。,What? Why ? When ? Where? Who ? How ？,在英文What、When、Where、Why 、Who和How中，我们往往只重视第一个，学生不知道这个定理或定律在何时（When）何地（Where）为什么（Why）被谁 （Who）提出来作为研究的前沿问题，不了解当时某个问题是如何（How）解决的，一句话，不了解先辈们是如何发展和创造知识的。这绝不利于培养学生良好的科学

7、素养，仅仅通过专业知识教育，可以把学生培养成一种有用的工具，而无法培养成一个和谐发展的人。,3、物理教学 在课程目标上注重提高全体学生的科学素养 义务教育阶段（高中）物理课程标准中明确提出，物理教学旨在（进一步）提高学生的科学素养，从知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观三个方面培养学生，使学生通过高中物理的学习逐步养成科学方法、科学态度、科学思维习惯、科学世界观，引导学生认识科学和技术的差别、科学技术对社会的影响、技术对环境的影响，强调认识和领悟科学的本质、科学与人文的关系，培养学生的社会责任感等。 中学物理学科教学不仅能使学生获得今后进一步学习和发展所必备的基础知识与基本能力，并且对学生

8、科学精神、科学方法和科学态度的培养，以及学生科学世界观和优秀品质的形成具有不可替代的作用。,作为中学教学科目的物理课程，使学生掌握最初步、最基本的知识（知识、技能、方法），是其应具有的与现代生产和现代科学技术发展相适应的中等文化修养。 （张维善） 物理教学的价值 把人类社会积累的物理学知识转化为学生个体的知识; 把前人从事物理智力活动的思想、方法转化为学生的认识能力; 把蕴含在物理知识载体中的观念、态度和精神转化为学生的行为准则。,4、物理学史与中学物理教学,“在科学教学中，加入历史的观点是有百利而无一弊的。” 朗之万,“真正懂得科学的人都知道科学史对科学进展的重要性，真正了解科学教育的人也都

9、知道用科学史于科学教学之优点。” 科技史学家刘广定科学史与科学教学,朗之万（18721946） Langevin，Paul 法国物理学家。1872年1月23日生于巴黎，1946年12月19日卒于同地。1888年和1893年先后考入巴黎物理和化学高等学院及高等师范学院，1897年毕业后，到英国剑桥大学卡文迪什实验室进修一年。1909年任法兰西学院教授，1934年当选为法兰西科学院院士，1930年和1933年曾两度当选为索尔维物理学会议主席。朗之万以对次级X射线、气体中离子的性质、气体分子动理论、磁性理论以及相对论方面的工作著称。1905年提出关于磁性的理论，用基元磁体的概念对物质的顺磁性及抗磁性

10、作了经典的说明。1908年发展了布朗运动的涨落理论。在第一次世界大战期间，为了探测潜艇，利用石英的压电振动获得了水中的超声波。他坚决反对法西斯，反对侵略，在第二次世界大战期间，曾被德国占领军逮捕入狱，和法西斯进行了严正的斗争。中国九一八事变后，他进行了各种声援中国的活动，并批评了国际联盟对日本侵略者的纵容。,关于在物理教学中引入物理学史的问题，在国际上早已引起重视。如美国在二十世纪50年代就兴起了“新物理运动”即课程改革运动，其教学原则是：要让教师和学生以物理学家认识物理世界的本来面目去认识物理世界，获得认识世界和进行科学研究的能力和方法。国际上物理教学改革的潮流之一，就是更多地把物理学史的内

11、容引入物理教学，以增强物理教学的趣味性、思想性、启发生，提高教学质量。国外的HPS（科学史、科学哲学、科学社会学）教育也方兴未艾。,由于传统的应试教育势力强大，许多教师在物理教学过程中仍有认识误区，认为给学生传授物理知识，并能应用这些物理知识进行解题和考试就已完成教学任务，认为在课堂中讲述物理学史内容是浪费时间。这样，物理知识的真正认识过程被忽略了，物理学探索者的观察、困惑、试探、实验和创新的智慧之光被掩盖了。,物理教学要让学生经历科学探究过程、了解物理学的研究方法、理解物理学的发展历史，从物理学发展的历程中领悟到科学事业的本质特性，体会物理学对经济和社会发展的贡献、深刻地理解物理学与人的存在之关系以及科学的发展对人的精神世界的影响，逐步形成科学态度和科学精神。 把物理知识的逻辑展开与物理学认识的历史发展有机结合起来，将物理教学过程设计成是把“凝固的文化激活”的过程，把文化传播和学习转化成为历史上的创造者与今天的文化学习者之间的对话，让学生以物理学家认识世界的本来面目去认识世界，确立物理学的历史意识，在获得物理知识的同时，全面提高学生的科学素养。 （物理学史与物理教学新课程背景下加强高中物理学史教育的意义论素质教育下物理学史的教育价值功能物理学史三维目标作用）,物理课程三维目标与物理学史的