物理学史在大学文科物理教学中的作用
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2012
年第10
期吉林省教育学院学报No.10,2012
第28
卷JOURNALOFEDUCATIONALINSTITUTEOFJILINPROVINCEVol.28
(
总298
期)TotalNo.298
收稿日期:2012—07—08
作者简介:
刘莹(1982—),
女,
吉林白城人,
长春工程学院理学院,
讲师,
硕士,
研究方向:
物理教育学。
于华民(1979—),
男,
辽宁沈阳人,
空军航空大学,
讲师,
硕士,
研究方向:
物理教育学。浅谈物理学史在大学文科物理教学中的作用
刘莹1
,
于华民2
,
岳明1
(1.
长春工程学院理学院,
吉林长春130012;2.
空军航空大学基础部,
吉林长春130022)
摘要:
随着物理学史知识和教学普及工作的深入发展,
物理学史的教育功能已越来越受到国内外教育工作者的关注,
将
物理学史引入物理教学中也成为物理教育改革的重要举措之一。
本文拟结合我们的教学实践,
就大学文科物理课程特点,
探
讨物理学史教育在大学文科物理教学中的重要作用。
关键词:
大学文科物理;
物理学史教育
中图分类号:O4
文献标识码:A
文章编号:1671—1580(2012)10—0090—02
物理学史是研究人类对自然界各种物理现象的
认识史,
研究物理学发生和发展的基本规律,
研究物
理学概念和思想发展及变革的过程。
关于它的基本
任务就是描述物理概念、
定律、
理论和研究方法的脉
络,
提示物理学概念、
方法和内容的发生、
发展的原
因和规律性。
如今,
随着物理学史知识和教学普及
工作的深入发展,
物理学史的教育功能已越来越受
到国内外教育工作者的关注,
将物理学史引入物理
教学中也成为物理教育改革的重要举措之一。
本文
拟结合我们的教学实践,
就大学文科物理课程特点,
探讨物理学史教育在大学文科物理教学中的重要
作用。
一、
大学文科物理课程的特点
大学物理学课程是高等院校的一门重要的公共
基础课程,
是自然科学的基础学科之一。
而现如今,
高等院校已经开始全面开展人文素质和科学素质互
补性教育,
许多的文科类专业也都开设了文科物理
学课程。
开设文科物理是社会发展的需要,
日新月
异的科技发展影响着经济、
文化等各个领域,
提高文
科学生的科学素质、
培养科学思维方法、
领会科学创
新精神是开设文科物理的重要原因。
二、
物理学史教育对提高文科生科学素养尤为
重要
文科物理教学中很重要的一部分就是物理学史教育。
物理学史对提高文科生科学素养尤为重要。
首先,
物理学史能够提高文科学生的学习热情。
文科物理的教育对象非常特殊,
学生往往缺乏学习
兴趣,
因此很难再学好物理学,
更不可能产生利用
它、
理解它、
感受它和欣赏它的效果,
物理学也就失
去了成为高校一门科学素质教养课的重大意义。
物
理学史由于具有故事的情节性,
人物的生动性,
过程
的坎坷性,
而容易引起学生们的注意力。
从而激发
学生认识物理,
了解物理知识的强烈欲望。
可以用
讲历史故事的方法引入某些知识点。
例如电容器的
引入,
如果直接给出电容器的定义,
学生可能感觉很
生疏、
枯燥、
机械,
这时我们可以先介绍荷兰莱顿大
学的教授穆欣布洛克发明的莱顿瓶,
这就是最初用
来储电的电容器。
这样学生既能了解莱顿瓶,
又能
对电容器产生兴趣。
其次,
适当了解物理知识产生的背景和历史过
程,
有利于文科学生对物理知识的把握和深入的理
解。
文科大学生高中时期一般都没有很好地学习物
理基本概念、
基本理论,
大学课堂讲过的物理知识,
可能当时很明白,
但课后很容易忘记。
如果在授课
过程中加入物理学史,
告诉学生一个公式、
一个定理
是怎么得出的,
科学家是怎么构思的,
当时的社会背
景、
科学环境是怎样的,
那么学生可能是因为记住了
这些,
从而加深了对知识点的理解和掌握。
例如双
09缝干涉,
可以介绍关于光的本性的认识过程,
其中以
牛顿为代表的光的微粒说和以荷兰科学家惠更斯为
代表的波动说最为重要。
这种学说的争论一直持续
到20
世纪初。1820
年,
托马斯·
杨成功地用实验
演示了干涉现象,
并采用波动观点对干涉现象作了
很好的解释,
这一实验是光的波动说对微粒说的重
大胜利。
接下来可以介绍托马斯·
杨这位英国的医
生、
物理学家,
他不但在力学、
光学、
声学等物理学上
有卓越的成就,
他的兴趣爱好也非常广泛,
热爱美
术,
几乎会演奏当时的所有乐器,
会制造天文器材,
还研究了保险经济问题,
而且托马斯·
杨擅长骑马,
并且会耍杂技走钢丝。
学生了解了这段历史,
了解
了“
奇人杨”
后,
自然就会对光的波动性理解得更
深刻。
最后,
物理学史能够培养文科学生发现问题、
解
决问题的能力,
树立科学的人生观、
世界观和方法
论。
科学的本质在于探索,
科学的生命在于创新,
整
个一部物理学史就是一部突破和创新的历史。
我们
可以学习到物理学家是怎么从纷繁复杂的事件中找
到最自然的、
最基本的联系,
如法拉第发现电磁感应
定律的过程和爱因斯坦建立相对论的过程具有重要
的方法论价值,
有助于培养学生分析问题和解决问
题的能力。
这些过程中蕴含着许多哲学思想方法,
例如物理学中的理想模型的建立,
体现了哲学中的
抓住主要矛盾,
忽略次要矛盾的思想,
再比如对于光
的本性的认识,
经历了否定之否定的过程。
哲学思
想能使学生对身边的事物有一个全面而正确的认
识,
指导学生有一个科学的人生观和价值观。
物理
学史包含着丰富的方法论知识和人文精神,
为我们
掌握科学研究方法提供了丰富的学习资料。
简单的
现象背后往往蕴含着深刻的物理原理,
它告诉我们
只有善于观察、
勤于思考、
勇于探索、
坚持不懈才能
提出新的见解。
例如,
法拉第利用十年的时间,
发现
了“
电磁感应定律”,
当时在他的口袋里经常放着一
个小线圈,
以提醒自己要不断思考磁产生电的问题,
工夫不负有心人,
他成功了!
他一生淡泊名利、
洁身
自爱的高尚品德和情操成为后人学习的楷模。
三、
物理学史和物理教学科学结合,
充分发挥物
理学史的教育功能
物理学史是研究物理学的发展规律,
不是物理
学本身,
不能代替物理学的学习,
但是物理学基本理
论的掌握程度直接影响物理学史的教学效果。
文科
物理的教育对象是文科专业类的大学生,
本人认为
这里包含两类:
一类是高中时期就选择了文科,
大学又是文科类的专业,
比如我们学校的工商管理专业;
另一类是高中时期选择的是理科,
而大学所学的专
业又属于文科,
比如我们学校的工程管理、
工程造价
等专业。
教育对象不同,
学生的数理化底子参差不
齐,
物理学理论基础更是相差甚远。
怎么才能使不
同层次的学生都能得到良好的物理学史教育,
从而
达到提高各类文科生的科学素养的教育目的,
是迫
切需要解决的问题。
本人从多年的教学实践中体会到,
文科大学生
如果有很好的物理学理论基础,
像我们学校的工程
管理、
工程造价这类专业,
在引入物理学史的时候,
可以以历史发展为主线。
例如,
讲授文科物理中的
波动光学这一篇章时,
先介绍人们对光的本性的认
识过程,
即从“
牛顿的微粒说”
到“
以惠更斯为代表
的波动说”,
再到“
麦克斯韦的电磁波”,
最后是“
爱
因斯坦的光子、
光的波粒二象性”。
从亚里士多德、
托勒密、
开普勒、
伽利略到牛顿,
他们贯穿了整个力
学主线。
而奥斯特、
安培、
法拉第、
麦克斯韦到赫兹,
他们贯穿了整个电磁学主线。
因为这些文科生有良
好的物理基础,
所以教师可以站在更高的层次上,
系
统地、
完整地讲授物理发展历史过程,
有助于学生形
成整体联系的物理图景。
若文科大学生的理科基础
比较差,
像我们学校的工商管理专业,
教师应该将加
深基本概念、
原理理解的物理学史多介绍给学生,
使
学生先掌握、
理解基本理论,
然后再系统地了解物理
学史,
理解物理学。
也可以引入一些在物理学发展
上具有里程碑或转折点的历史,
来激发学生的学习
兴趣。
还要注意,
物理学史教育要遵循科学性、
思想
性、
趣味性、
适量适度性等原则。
读史可以明智,
大
学文科物理教学中,
恰当地引入物理学史符合学生
的认知规律,
对培养文科生科学意识、
科学精神和科
学方法,
提高文科生科学素养有着非常重要的作用。
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