物理學(xué)史不僅記載了歷代物理學(xué)家為物理發(fā)展作出的貢獻(xiàn)，還承載了無(wú)數(shù)先人嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)、艱苦奮斗的科學(xué)精神，具有十分重要的育人價(jià)值。教師需要利用豐富的物理學(xué)史，引導(dǎo)學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中真正體會(huì)物理學(xué)家所具有的探究精神，提高個(gè)人的物理綜合素養(yǎng)。

一、利用物理學(xué)史，助力學(xué)生形成正確科技倫理

科技倫理指的是在科技創(chuàng)新的活動(dòng)中有關(guān)人與社會(huì)、人與自然、人與人之間關(guān)系的思想和行為準(zhǔn)則，規(guī)定了科技工作者及其共同體應(yīng)恪守的價(jià)值觀念、社會(huì)責(zé)任和行為規(guī)范。學(xué)生形成正確科技倫理之后，能夠共同恪守正確的價(jià)值觀念，承擔(dān)起應(yīng)當(dāng)承擔(dān)的社會(huì)責(zé)任，也能在理念的指導(dǎo)下，規(guī)范個(gè)人的日常行為。對(duì)于教師而言，能否利用物理學(xué)史助力學(xué)生形成正確的科技倫理是需要重點(diǎn)考慮的內(nèi)容。當(dāng)學(xué)生在物理學(xué)史的學(xué)習(xí)中，了解和學(xué)習(xí)了科技倫理之后，便能夠理解社會(huì)和諧、生態(tài)平衡的深層內(nèi)涵，從而規(guī)范個(gè)人的行為，并從日常小事做起，為社會(huì)的穩(wěn)定發(fā)展作出一定的貢獻(xiàn)。

在選擇性必修第三冊(cè)第五章第二節(jié)《放射性元素的衰變》學(xué)習(xí)過程中，教師可以為學(xué)生展示研究放射性元素的物理學(xué)史內(nèi)容，比如居里夫人率先發(fā)現(xiàn)了天然放射現(xiàn)象。教師可以以“大家能否結(jié)合所學(xué)知識(shí)，想一想如何確定射線的帶電性質(zhì)”等問題，引入衰變的介紹。在閱讀教材內(nèi)容的過程中，學(xué)生了解到盧瑟福設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)：為了確定射線的帶電性質(zhì)，盧瑟福首先在鉛塊上鉆了一個(gè)小孔，孔內(nèi)放入一點(diǎn)鐳，隨后將射線引入了強(qiáng)磁場(chǎng)。此時(shí)，神奇的事情發(fā)生了，射線被分成了三股，并且各自有不同的發(fā)射方向。盧瑟福便將它們分別命名為α射線、β射線和γ射線。從放射性元素的歷史入手，學(xué)生了解到其產(chǎn)生的原因，也能進(jìn)一步研究放射性元素發(fā)生的不同衰變。接下來，教師還可以介紹半衰期，引導(dǎo)學(xué)生了解放射性元素原子核衰變遵循的規(guī)律。當(dāng)學(xué)生完成學(xué)習(xí)之后，教師需要適當(dāng)指導(dǎo)，并補(bǔ)充：“地球生物所含有的放射性碳原子核的數(shù)量具有一定穩(wěn)定性，并不會(huì)輕易改變，直到生物體死亡，其能量才會(huì)被釋放?！痹谶@一學(xué)習(xí)的過程中，學(xué)生了解到由于核反應(yīng)過程一般都是不可逆轉(zhuǎn)的，所以核反應(yīng)方程式中的單向箭頭意味著不可逆轉(zhuǎn)的反應(yīng)方向；更能認(rèn)識(shí)到有關(guān)放射性元素給自然帶來的危害和破壞，從而能夠正確認(rèn)識(shí)人與自然之間的關(guān)系，產(chǎn)生保護(hù)自然、熱愛生命的意識(shí)。

二、利用物理學(xué)史，推動(dòng)學(xué)生感悟生命的價(jià)值與意義

在進(jìn)行物理學(xué)習(xí)的過程中，學(xué)生需要從中感悟生命的價(jià)值與意義。教學(xué)過程中，教師要善于利用物理學(xué)史，向?qū)W生介紹不同物理學(xué)家的事跡，讓學(xué)生在探索了解的過程中，體會(huì)個(gè)人生命的價(jià)值與意義，形成正確的價(jià)值理念，更加熱愛物理、熱愛生活。當(dāng)學(xué)生真正了解了物理學(xué)家為物理事業(yè)發(fā)展所作出的貢獻(xiàn)之后，不僅引發(fā)了深層次的思考和觸動(dòng)，而且能通過體會(huì)物理學(xué)家艱辛的探索歷程進(jìn)一步明確生命的價(jià)值所在。

在選擇性必修第二冊(cè)第二章《法拉第電磁感應(yīng)定律》學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生需要通過了解法拉第發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)定律的過程，感悟生命的價(jià)值與意義，由此提高物理學(xué)習(xí)興趣。教師可以為學(xué)生介紹法拉第發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)的過程：“1821年，出于對(duì)電現(xiàn)象的好奇，法拉第在奧斯特實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上開始潛心研究。經(jīng)過了十年的艱辛探究，法拉第終于發(fā)現(xiàn)當(dāng)一個(gè)磁鐵穿過一個(gè)閉合線圈時(shí)，線圈內(nèi)就會(huì)瞬間有電流出現(xiàn)，這就是物理學(xué)史上意義十分重大的電磁感應(yīng)效應(yīng)。法拉第還在此基礎(chǔ)上發(fā)明了‘電磁旋轉(zhuǎn)器’，這也為之后電動(dòng)機(jī)的發(fā)明作出了一定的貢獻(xiàn)。1852年，他又引進(jìn)了磁力線的概念，從而為經(jīng)典電磁學(xué)理論的建立奠定了基礎(chǔ)。換言之，有關(guān)電的發(fā)明使我們的生活變得更為便捷，也推動(dòng)了人類進(jìn)入電氣化時(shí)代。法拉第的力場(chǎng)理論是驅(qū)動(dòng)現(xiàn)代文明的動(dòng)力，從電動(dòng)推土機(jī)到如今的計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)都源于電磁場(chǎng)的發(fā)現(xiàn)?！睂W(xué)生在了解法拉第發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象的過程中，感悟到了法拉第能夠不畏艱辛、潛心鉆研的意志品質(zhì)，也感受到了一個(gè)人生命的價(jià)值和意義。此外，教師還可以通過物理學(xué)史知識(shí)，向?qū)W生滲透生命安全教育。比如，在電學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)中，教師向?qū)W生介紹很多人由于用電不慎所發(fā)生的事故，幫助學(xué)生提高安全用電、自我保護(hù)的意識(shí)。由此，學(xué)生能夠在學(xué)習(xí)物理學(xué)史的基礎(chǔ)上，深化有關(guān)電的物理知識(shí)的印象，進(jìn)一步體會(huì)電學(xué)知識(shí)在生活中的應(yīng)用，也能夠提高本節(jié)課的學(xué)習(xí)效率。

三、利用物理學(xué)史，幫助學(xué)生培養(yǎng)科學(xué)質(zhì)疑意識(shí)

任何一種知識(shí)的獲得都離不開質(zhì)疑，一個(gè)具有創(chuàng)新精神的人必將在不斷質(zhì)疑和反思之中，突破思想的局限，打破偏見，另辟蹊徑，發(fā)現(xiàn)未知的新大陸，從而為人類發(fā)展作出貢獻(xiàn)。為了培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)質(zhì)疑的意識(shí)，教師需要重點(diǎn)為學(xué)生呈現(xiàn)物理學(xué)史中有關(guān)質(zhì)疑探索的故事，引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)歷當(dāng)時(shí)科學(xué)家的探索過程。學(xué)生也能在質(zhì)疑的過程中，形成勇于挑戰(zhàn)未知的科學(xué)精神，并逐步養(yǎng)成積極思考的學(xué)習(xí)習(xí)慣。

在選擇性必修第三冊(cè)第四章第五節(jié)《粒子的波動(dòng)性和量子力學(xué)的建立》的學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生需要在對(duì)波長(zhǎng)和粒子動(dòng)量關(guān)系了解基礎(chǔ)上，了解量子力學(xué)的建立過程，并且通過教師的講解知道：要獲取科學(xué)真知，必然不可能一蹴而就，而是需要經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間的努力，并不斷地推翻、驗(yàn)證。在了解物理學(xué)史的過程中，通過明確這一事實(shí)，學(xué)生能形成良好的科學(xué)質(zhì)疑意識(shí)。首先，教師可為學(xué)生介紹粒子的波動(dòng)性，并且初步為學(xué)生講解德布羅意的猜想：“當(dāng)時(shí)的物理學(xué)家對(duì)光的波粒二象性持懷疑態(tài)度，認(rèn)為實(shí)物粒子也有波動(dòng)性。德布羅意在郎之萬(wàn)門下讀研究生的時(shí)候，提出了一個(gè)猜想：既然波可以成為粒子，那么反過來，粒子也可以成為波。這一設(shè)想推翻了之前人們對(duì)粒子的看法，德布羅意提出了物質(zhì)波的物理公式。但當(dāng)他將自己的這一猜想寫成博士論文后，他的父親作為一名權(quán)高望重的內(nèi)閣部長(zhǎng)認(rèn)為其博士論文并沒有提出建設(shè)性的想法，并由此給愛因斯坦寫了一封信。出人意料的是愛因斯坦并沒有批判德布羅意這一不像論文的論文，而是高度贊揚(yáng)了他在論文中體現(xiàn)的辯證思考的思想。同時(shí)，薛定諤于1926年4月23日給愛因斯坦的信中也贊揚(yáng)了德布羅意的思想，認(rèn)為其推動(dòng)了波動(dòng)力學(xué)的建立。可見，個(gè)人的質(zhì)疑能力對(duì)物理學(xué)發(fā)展十分重要。”這一物理學(xué)史的故事，有效地激發(fā)了學(xué)生的科學(xué)質(zhì)疑意識(shí)，并使他們學(xué)習(xí)以思辨的眼光看待物理發(fā)展的過程。

四、利用物理學(xué)史，促進(jìn)學(xué)生樹立科學(xué)態(tài)度

教師需要為學(xué)生呈現(xiàn)多種多樣的物理學(xué)史案例，讓學(xué)生能夠體會(huì)到每一項(xiàng)物理成果都是需要經(jīng)過不斷驗(yàn)證才能得出的，使其能夠形成尊重事實(shí)、鍥而不舍的科學(xué)態(tài)度。在了解物理學(xué)史過程中，學(xué)生能夠意識(shí)到正是由于科學(xué)家具有這種不懈追求、敢于質(zhì)疑的科學(xué)態(tài)度，才能在無(wú)數(shù)次的失敗之中不斷反思，最終獲得物理真理。同時(shí)，教師要讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到科學(xué)態(tài)度才是人類社會(huì)不斷進(jìn)步的牢固基石，幫助學(xué)生漸漸養(yǎng)成堅(jiān)持物理真理的科學(xué)態(tài)度。

在必修第二冊(cè)第七章第二節(jié)《萬(wàn)有引力理論的成就》的學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生需要運(yùn)用萬(wàn)有引力定律計(jì)算天體的質(zhì)量，同時(shí)需要掌握有關(guān)萬(wàn)有引力定律的物理學(xué)發(fā)展史，體會(huì)萬(wàn)有引力定律對(duì)天文學(xué)發(fā)展的重要貢獻(xiàn)。對(duì)學(xué)生而言，牛頓是一個(gè)耳熟能詳?shù)娜宋铩＝處煵荒軆H僅要向?qū)W生介紹牛頓的物理成就，還需要引導(dǎo)學(xué)生分析牛頓在物理探究中所體現(xiàn)出的科學(xué)精神。比如，教師可以這樣介紹：“牛頓早在1665年就發(fā)現(xiàn)了萬(wàn)有引力定律，但并沒有立馬發(fā)表觀點(diǎn)，而是將其推遲二十年才公之于眾。原因是他對(duì)球體之間的距離存在一定的疑惑，并不想把不夠完善的物理學(xué)理論公之于眾。針對(duì)這一疑問，牛頓又研究了將近二十年。直到1684年，牛頓用他自己發(fā)明的微積分理論證明了這一距離可以從兩球球心算起，并于1687年在《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》上發(fā)表了自己對(duì)萬(wàn)有引力定律的詳細(xì)見解?！睂W(xué)生感悟到任何物理真理的發(fā)現(xiàn)并不是提出猜想就可以了，還需要研究者不斷地研究認(rèn)證，用嚴(yán)肅認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度才能得出最后的結(jié)論。此時(shí)，學(xué)生就不會(huì)將萬(wàn)有引力定律作為單一的物理知識(shí)看待，而是真正地體會(huì)到了其背后物理學(xué)家所作出的不懈努力，由此樹立研究探索、不斷完善的物理探究精神。

綜上所述，物理學(xué)史教育對(duì)于物理教學(xué)有著重要的推動(dòng)作用。物理學(xué)史不僅能幫助教師提高物理課堂教學(xué)的有效性，還能促使學(xué)生形成正確的科技倫理，感受生命的價(jià)值意義，進(jìn)而在探索研究中樹立科學(xué)態(tài)度，培養(yǎng)物理核心素養(yǎng)。

作者單位 陜西省西安市第八十九中學(xué)

責(zé)任編輯：張 言