物理学史在大学物理教学中的作用

李蓉　郑浪

摘 要 物理学史在大学物理教学工作中起着至关重要的作用。本文从教学过程渗入物理学史能够有助于学生理解物理基本概念、定理、定律；能够启发学生学习科学探究思想是建立；能够培养学生的自然科学思维方式等几个方面进行了深入的阐述。

关键词 大学物理 物理学史

《大学物理》这门课程是所有工科专业学生必修的一门物理基础学科，大部分学习《大学物理》课程的学生通常只是一味地记公式或者记住解题思路而没有真正理解其中的物理思想，不能真正地让学生利用所学到的物理知识去解决他们自己所在专业和领域中遇到的问题.学习者会感到生涩和生硬，大学生感觉与他们的生活无关或者很少关联，通过物理学史的讲授，使学生了解物理学的发展脉络，对物理学科的性质、内容、研究思路、研究方法及手段有全面了解，以培养学生的自然科学思维方式及创新思维。

法国著名的实证主义哲学家奥古斯特·孔德（Auguste Comte）说过：“要了解一门科学，必须知道它的历史。”如果只注重横向地了解一门知识，而忽略追踪这门知识的纵向演化，这是一种缺憾.不知道一门科学的历史，就不可能透彻地理解它的现状。因此，把物理学概念和定律的发展史渗透在物理教学中十分必要。

1有助于学生理解物理基本概念、定理、定律

我们在给学生讲波动光学这部分内容时，因这部分内容涉及到很多的对波动光学发展有推动作用的人物及跟这些人物有关的定理及实验。如：杨氏双缝干涉、劳埃德镜、牛顿环、迈克尔孙干涉仪、惠更斯-菲涅耳原理、菲涅耳衍射、夫琅禾费衍射、马吕斯定律等。因此，我们在讲述这部分内容时就很有必要把波动光学发展史给学生介绍，在介绍发展史的时候，这些人物及他们的成就也就带出来了，当我们再给学生讲述课本内容时，学生就不会再问老师我们为什么要学习这些定理及实验，它们有什么作用。通过这段物理学史的介绍，可以激发学生对物理学的热情，更好地调动了学生学习物理的积极性，为此后学习光的波动的学习奠定了基础。

2启发学生学习科学探究思想是建立

我们在讲述电磁感应这部分内容时，就很有必要跟学生介绍法拉第——电磁感应现象的发现实验详情，通过电磁感应现象发现的介绍，让学生了解每个物理学家成功的背后都凝聚着汗水与艰辛，引导学生向伟大的物理学家学习，这样能够培养学生严谨的治学精神、树立正确的人生观和价值观。

我们在上课的时候可以穿插这样一段物理发展史：在1820年奥斯特发现电的现象之后不久，英国实验物理学家法第即于1821年重复了奥斯特和安培的实验，并对磁棒的一极绕散导旋转进了研究，法拉第和奥斯特一样，也笃信自然力的统一。1824年他提出了“磁能否产生电”的想法。

法拉第进行了精细的实验，它把一根导线与电池相连，再平行放一根与电流计相连的导线（两根导线用双层纸隔开一一为了让它们绝缘）。他认为，如果电流是电流质的运动，而且这种运动会作用于一个永磁体上，那么，在一根导线上运动的电流质应该使得它附近的另一根导线上不动的电流质运动起来，因而电流计会显示计数。为了验证这一观点，法拉第花费近10年的时间做实验，但是没有看到他预想中的现象。直到1831年8月问题有了转机，法拉第把两个线圈绕在一个铁环上，线圈A接直流电源，线圈B接电流表。他发现，当线圈A的电路接通或断开的瞬间，线圈B中产生瞬时电流。法拉第发现，铁环并不是必须的。拿走铁环，再做这个实验，上述现象仍然发生，只是线圈B中的电流弱些。 为了透彻研究电磁感应现象，法拉第做了许多实验。1831年11月24日，法拉第向皇家学会提交的一个报告中，把这种现象定名为"电磁感应现象"。法拉第饱尝了各种辛酸，经过无数次反复的研究实验，终于发现了电磁感应现象。

通过这样一段物理学史的讲述，我们可以启发学生，体会物理学家们在探索真理的过程中的经历和思想过程，注意到科学家的敏锐的洞察力—发现问题、发现新的现象，严谨的科学态度。注重培养学生的观察能力，启发学生学习科学探究方法。

3帮助学生开阔眼界，活跃思想

我们在大学物理课堂中渗入物理学史的学习，我们可以扪心自问，如果我自己处于那个时代遇到那样的问题我会怎样做，或者说今天我遇到类似的事情我该怎样做？学习物理学史可以使我们眼界开阔，思想活跃。

我们在讲解相对论知识的时候，可以提及牛顿的绝对时空观和马赫的批判。通过这个史料的讲解，让学生树立起不迷信权威，坚持自己认为正确的想法。

牛顿为证明他的绝对运动的存在，举了水桶旋转的例子，牛顿用这个著名的“水桶實验”的例子雄辩地论证了“绝对运动”概念的合理性。

到了19世纪末，奥地利物理学家马赫在他的《力学史评》中深刻地分析了牛顿力学的基本概念以及由其反映的机械自然观，作出了尖锐的批判。马赫还指出，绝对运动的概念是站不住脚的。他写道：“牛顿旋转水桶的实验只是告诉我们，水对桶壁的相对转动并不引起显著的离力，而这离心力是由水对地球的质量和其他天体的相对转动所产生的。如果桶壁来愈厚愈来愈重，最后达到好几海里厚时，那时就没有人能说这实验会得出什么样的果。”

马赫的精辟论述批發了流行二三百年的机械自然观，示了学顿力学的局限性，在当时的科学界和思想界中产生了很大震动。爱因斯坦高度评价马赫的批判精神，把他为“相对论的先驱。”

4结束

通过物理学史的学习，不但能增长见识，加深对物理学的理解，更重要的是可以从中得到教益，开阔眼界，从前人的经验中得到到启示。有助于学生理解物理基本概念、定理、定律；能够启发学生学习科学探究思想是建立；有助于学生开阔眼界，活跃思想等几个方面进行了深入的阐述。