整合物理学史强化情感教育お

黄芳琳

高中物理课程中适当地进行学史内容教学，让学生从学史文化中汲取养分，从中感悟物理学家的献身精神和创新意识，从而以物理学史为载体对学生实施情感教育，对我们的教学工作有着建设性的意义.教师在此过程的首要任务就是要对与高中物理相关的学史内容进行选择和整合.

1物理学史内容的选择

物理学史有着庞大的内容体系，那么哪些内容才是高中物理教学所需要的呢？笔者认为以下两点需要教师进行针对性选择.

1.1物理对社会进步的影响

物理学的发展历程也正是人类社会不断变革进步的过程.瓦特改进蒸汽机推动着工业革命的兴起，热力学的研究加速了工业化社会的到来，电磁理论的蓬勃发展给人类社会带来极其深远的影响，近代物理的发展特别是原子物理和航天科技等领域的成就推动了社会发生着更深层次的变革.

高中生通过学习物理学史，能够看到人类探索自然世界的历程，同时人类的发现、创新和变革也最大程度地促进着文明的繁荣和社会的进步.在此基础上，学生会产生崇敬科学、坚持真理、勇于探究的科学情感，并能由衷地产生对科学理论的敬畏之心和对物理学家的敬仰之情.

1.2物理学家和他们的成就

分析整个人类科技发展史，很多重大发现和技术革新都是诞生于才华横溢的科学家具有创造性的工作之中.物理学的发展也不以外，而物理学史不仅记载着物理学家的个人成就，也记载着一个个充分智慧团队的卓越功绩.

例1卡文迪许实验室就是无数物理学家心中的“麦加圣地”，在那里产生了近30个的诺贝尔奖获得者；贝尔实验室至今总计产生了两万六千多项专利，平均每天就有一项专利产生，其中有声电影、晶体管、激光、可视电话、计算机等等，都是具有划时代意义的发明，在那里每年会发表上以千计的科技论文，造就一大批在各领域都堪称尖端的科学家.

物理学的发展和突破既有偶然性，也有必然性.科学家彼此合作，又相互竞争，他们以特殊的协作方式引领着一个又一个辉煌成就的诞生.让学生在学习中感悟这一点，也是对学生一种进行情感教育的渗透，对他们科学素养提升有积极的作用.

2物理学史与情感教育的整合

物理学史的内容自称体系，而高中物理的情感教育也有自身独特的内涵，如何将二者整合起来呢？笔者认为以下几点是教学过程中值得实践和推广的.

2.1通过物理学史的介绍来强化学生的兴趣和信心

物理知识的探索和发展是一个充满理性而又讲究严谨的过程，但是这并不意味着物理学史就是如白开水般清淡无味的流水账记录，事实上物理学史上也有很多有趣的事情能够让学生为之而兴奋.

例2“泊松亮斑”的发现就是一个具有反转色彩的历史事件.

光的本性是什么？在人们围绕“波动说”和“微粒说”争执不休之时，法国学术界进行了一项学术竞赛，让两个学说的支持者各自进行证明.“微粒说”的支持者泊松，是一个数学家，他以反证法的思路来处理问题，他从“波动说”代表人物菲涅尔的相关理论出发得出一个在当时看来很是荒谬的结论——对应一定波长的光，在其传播方向上放置一圆盘，那么在其阴影的中央会出现一个亮斑，这与光的直线传播有着明显的冲突，泊松也理所当然地认为他找到驳斥“波动说的有力证据”.偏偏按照他的思路，物理学家阿拉果通过实验看到这个阴影中央的亮斑，泊松的计算和推理反而成为“波动说”的直接证明.这一戏剧化的历史事件能激起学生无穷的兴趣.

例3永动机制作的失败带来了意想不到的成果.

正如炼金术的失败推进了化学的发展一样，对永动机原理的追寻也成就了一大批物理学家，像焦耳、亥姆霍茨就是他们中的佼佼者，他们在探索失败后，能快速冷静下来，勇于用科学的目光审视自己的失败，从而诞生了能量守恒定律等基本物理原理.冯端教授曾经说过：我们在缅怀载入史册的物理学家之时，也要建造一座无名纪念碑，再写上碑文：“纪念那些为设计永动机而不懈努力却又遭受失败的人”，因为正是这些科学先驱的付出，他们在探索规律时做出了各种假设，虽然这些假设最终都是错误的，但是正是前人的尝试才引导后人改变了思维方式和探索方向，从而引领了物理研究的进步.

物理学史上记载了物理学家探索自然规律曲折而又让人兴奋的过程，高中物理教学中，学生通过对物理学史的学习，重新回顾相应规律的发现过程，并从中体验到探索物理的成功和乐趣.

2.2通过物理学史对学生的科学态度和科学精神进行培养

物理学史中记载着物理学家不畏艰辛，敢于挑战权威的探索过程，这些材料都是对学生进行情感教育的重要素材，有助于培养学生的科学态度和科学精神.

例4从伽利略的生平来认识科学和社会.

伽利略被誉为“现代科学之父”，正是他的论著《关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话》确立了日心说的地位，摧毁了教会教义的根基，因此这本巨著很快就成为了禁书.但是伽利略不畏强权，依然坚持对真理的追求，继续在自由落体运动等方面取得了重大成就，并在1628年继续发表他的著作《关于两门新科学的对话与数学证明对话集》.

例5法拉第和麦克斯韦的学术传承.

法拉第是自学成才的典范，年幼时期的他没有接受过系统化的教育，但是这并不妨碍他用理性、严谨而又智慧的思维来研究物理.他不仅发现了电磁感应现象，更重要的是他还提出了“场”和“力线”等概念，这些概念也是法拉第为了弥补自身数学能力的缺乏，另辟蹊径而提出来的.麦克斯韦在研究相关理论的时候，看出其中的玄机，并致力于用自己的数学才华来完善相关理论，最终成就了一番事业.

榜样效应有着无穷的力量，学生在物理学史的学习中重温先贤敢于质疑、坚持真理的事迹，为学生形成正确的科学思维打下坚实的基础.

2.3通过物理学习培养学生克服困难、不屈不挠的科学意志

物理学家在探索真理的过程中会经历很多艰难险阻，他们以顽强的意志坚持下来，不屈不挠地坚持下去，最终取得成功，这对学生来讲有着非常重要的启发意义.

例6密立根对光电效应方程的验证.

爱因斯坦将普朗克的量子理论运用于光电效应的解释，得出了光电效应方程，而其正确性的检验是由密立根来完成的.具有戏剧性的事实在于，当初密立根并不赞同爱因斯坦的理论，他后来回忆道：“ 从1907年开始，通过长达十多年的实验研究，最终的结果与我的预想截然[JP2]相反，实验结果成为了爱因斯坦方程正确性的验证证据.”

例7爱因斯坦和量子理论.

作为物理发展史上最卓越的科学家之一，爱因斯坦的最重要成就在于相对论领域，但是他在量子理论方法所投入的精力更多.即使如此，他在晚年也有过这样的回忆：“我经历了长达50多年的精心思考，却从未明确光量子是什么.”然而，越是困难、越是具有挑战的问题，就越能激起人类的好奇心.

物理学的发展之路充满曲折，对未知世界的探索不可能是一帆风顺，需要研究者具备顽强的意志，甚至还需要他们具备为科学献身的意识.物理学家永不放弃、勇于奉献的精神有助于帮助学生形成正确的科学观和价值观.

2.4通过物理学史来帮助学生培养唯物主义世界观，并形成物理美学鉴赏力

物理学的发展需要学者用物理的视角来认识和理解世界，同时物理学本身特有的美观也为研究者的探索和发现指明了道路，这一些都是学生在学习物理学史时必须关注到的内容.

例8感悟物理学特有的美感.

物理学有着这样的美学特征：简洁性、和谐性、普适性和统一性.为数不多的几项规律就覆盖了自然界的一切特征，几条简单的公式就完成了对世界的描述，这都体现了客观世界和谐与统一之美.牛顿运动定律、万有引力定律、相对论原理等等都以其简洁性与普适性给人一种特殊的美学享受，启发着人们的灵感产生和智慧发展，从而去创造更加美妙的世界.

例9统一性对物理学发展的作用.

法拉第之所以能发现电磁感应定律，就因为他始终坚信自然万物是普遍联系的，各类自然力都是统一的、不可摧毁的、能够发生转化的.在类似理论的引领下，当代科学家一直在探索自然界不同作用间的统一性原理.

物理学的各项理论的发展离不开方法论的指导，教师在教学中，借助物理学史等材料向学生传递唯物主义认识论以及物理美学观点有助于学生认识能力的提升.