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1、研究物理学史的意义马克思说：“任何事物都是历史与逻辑的统一。”因此，我们学习任何一门学科，可以从三个大的方面入手：实践的积累；历史的透视；逻辑的分析。物理学史是人类对自然界中各种物理现象的认识史，它研究的是物理学发生、发展的规律，说明了物理学中的基本概念、定律和理论体系的酝酿、产生和发展的辩证过程。它是一座知识财富的宝库，不仅展示了物理学理论形成的前因后果、来龙去脉，而且深刻的揭示了物理学的研究方法；它也是一块精神财富的宝地，物理学的发展极大地改变着人们的自然观、世界观，升华了人们对人与自然，人与社会的认识。与此同时，物理学家在探求真理的过程中展现出的人格魅力，不畏艰险献身科学的高尚品格，也给
2、后人增添了无穷的榜样力量。 物理学不仅以其知识、 方法和思想极大的促进了自身的发展，而且在更广阔的领域深刻的影响着人类文明的进程，成为人类文化的一部分。在物理教学中适当引入物理学史教育，让学生更多的了解科学发展的历程，并从前人的经验中受到启发、教益，从而感悟科学方法, 提升人文素养 , 培养创新意识，是素质教育全面发展观的基本要求，也是落实新课标“三维目标”的必然选择。物理学史的学习和研究，有着广泛的重要意义。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 12 页 -
3、- - - - - - - - 研究物理学史的意义1、引物理学史，激发学生学习兴趣。物理学史记载了人类揭开世界奥秘和令人兴奋的探索历程。老师能抓住学生的心理，穿插一些物理学史的材料，就会收到好的效果。比如讲“库仑定律”时，让学生了解在电学发展史中不只库仑， 还有卡文迪什、 富兰克林及普里斯特利等科学家都为此项工作进行过不懈的努力，最终由法国物理学家库仑利用库仑扭秤实验直接进行了证明，后人为了纪念他， 把电量单位规定为 “库仑”，这样的史实不仅能使学生对所学的内容印象深刻，同时还会引发学习物理知识的兴趣。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - -
4、 - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 12 页 - - - - - - - - - 研究物理学史的意义2、了解物理学史，培养观察和分析问题能力物理学是一门以实验为基础的科学，观察和实验既是研究物理学的基本方法， 也是学习物理学的基本方法，物理学史描述了许多科学家善于从不被人注意的一些平常现象中细心地观察与思考的事例。 比如伦琴一生在物理学领域中进行过大量实验研究工作，一次实验中，他偶然发现包有黑纸的底片被曝光，但他从没放过这一个细小的现象。正是他这种观察能力、分析能力使他发现 X射线从而获得诺贝尔奖， 其实在伦琴发现X射线之前，1800年哥尔茨坦曾发现
5、过这种现象；1887 年克鲁克斯曾发现过未知射线使他的底片变黑，他却以为是底片质量问题。学生在了解物理学史知识的过程中便可以认识到注意观察和认真进行实验是学好物理学的关键。因此在今后的学习中就要有目的地观察，亲自动手实验，逐步培养勤观察、勤思考的习惯，这种能力的培养在今后的工作中将受益无穷。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 12 页 - - - - - - - - - 研究物理学史的意义3、学物理学史，培养质疑精神和提出科学问题的能力爱因斯坦在论教育中说：“
6、发展独立思考和独立判断的一般能力， 应当始终放在首位，而不应当把获得专业知识放在首位。”独立思考和独立判断的一般能力，首先表现在怀疑和批判的精神。科学史上大量事例表明，不囿于传统理论和观念，不迷信权威和书本，是科学创造的思想前提。众所周知，在爱因斯坦之前，洛仑兹和彭加勒已经走到相对论的大门口，只是由于未能摆脱绝对时空观的束缚，才没有最终迈入相对论的门坎。正是由于爱因斯坦抛开了“绝对运动”和“静止以太”的观念，并深刻地审察了“同时性”概念的物理学根据，才创建了狭义相对论，引起了人类时空观的巨大变革。同样，1956 年，当精确的实验结果把“ - 疑难” 尖锐地摆到物理学家们面前时，正是杨振宁和李政
7、道敏锐地审察了从未被人怀疑的宇称守恒定律的适用范围，大胆提出了弱相互作用中宇称不守恒的假说，从而导致了物理学理论的一个突破性进展。物理学中几乎每一个重大发现都表明，创造性思维活动起始于对困难或问题的认识，是围绕着解决问题展开的；批判的头脑，质疑的精神，是打开未知科学大门的钥匙。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 12 页 - - - - - - - - - 在物理教学中， 为了培养学生提出科学问题的能力，仅仅像通常所做的那样从内容的衔接上提出问题是远远不够的，
8、必须从真实的物理学认识发展的历史进程中，展示物理学探索过程中问题背景的演化， 阐明重大物理学问题产生的历史条件及其所导致的深远后果。因此，在物理教学中，完全必要用物理学史上的精彩事例， 培养学生独立思考的能力，提高善于提出科学问题的灵性和聪慧， 使他们的思想沉浸在好奇之中，永远不闭塞怀疑的目光。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 12 页 - - - - - - - - - 研究物理学史的意义4、引物理学史，学习物理大师的科学方法和进行科学思维的训练物理学研究
9、中建立了许多理想模型、理想过程、理想实验，运用了观察和实验、类比和联想、猜测和试探、分析和综合、佯谬和反证方法、 科学假设方法等等。物理学史中有大量生动事例说明科学大师们熟练而巧妙地运用这些方法取得重要成果的过程。利用这些事例，可以对学生进行具体的科学方法的教育。比如讲“自由落体运动”时，介绍伽利略用归谬法驳斥亚里士多德“重的物体比轻的物体落得快”。在讲授“牛顿第一定律”时，介绍伽利略想象的一个理想实验。学习物理学史， 正是一种思维的训练， 通过人类揭开自然界之谜和艰难的探索历程，可以使学生受到物理大师们用有效的方法一步一步地掀开遮蔽真理的帷幕的那种科学创造的震撼与激动，从身临其境的参与感中，
10、获得科学方法论思想的某种升华。科学方法是解决科学问题的手段，让学生领悟科学方法比单纯学到科学知识收效更大、时效更长。为什么有些学生往往“一听就懂，一做就错”呢，这足以说明他们没有掌握解决实际问题的科学方法。掌握科学方法，能直接促进学生的能力发展，促进学生形成自主学习、独立探索新知识的能力。从这个意义上说，方法比知识更重要。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 12 页 - - - - - - - - - 物理学的发展史也是一部物理学方法论的发展史，物理学在发展过
11、程中， 不仅产生了宝贵的理论成果，更留给后人值得深思的物理学的研究方法。 物理发展的历史证明，每一次重大科学理论的突破，往往都伴随着新的科学方法的诞生，而新的科学方法又反过来促进物理学的发展。力学是物理学中发展最早的一个分支，机械运动是力学中最直观、 最简单、 也是最便于观察因而也最早得到研究的一种运动形式。然而，和物理学的其他部门相比，力学的研究却经历了更为漫长的过程。 从古希腊时代算起， 这个过程几达二千年之久。只所以会如此漫长，一个很重要的原因就是人类缺乏经验，缺乏正确的科学研究方法，因而也就难以得出正确的科学结论。亚里士多德是古希腊时代人类历史上少数百科全书式的大哲学家, 而且是通过观
12、察自然, 运用形而上学的哲学思想方法试图解释自然,奠定物理学思想萌芽的人。然而，由于历史的局限，亚里士多德对自然的研究仅仅停留在“观察”和“思辩”的层面上，致使像“力是维持物体物运动的原因，重的物体下落得快，轻的物体下落得慢”等错误长期统治着人们的思想。但是 , 伽利略没有仅仅停留在逻辑思辩上, 而是继续做了斜面实验。他发现, 落体的速度越来越快, 是一种匀加速运动, 而且加速度与重量无关； 他还发现 , 斜面越陡 , 加速度越大 , 斜面越平 ,则加速度越小，在极限情况下, 斜面垂直 , 相当于自由下落, 不同物体的加速度是一样的。当斜面完全水平时, 加速度为零 , 这时 ,名师资料总结 -
13、 - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 12 页 - - - - - - - - - 一个运动着的物体就应该是沿直线永远运动下去。斜面实验表明 ,物体运动的保持并不需要外力, 需要外力的是物体运动的改变。伽俐略最终用 “理想实验” 由斜面的情形推到自由落体和水平运动的情形。伽俐略逻辑推理与实验验证相结合的思维方式，为后人找到了研究物理的正确科学方法。从此，“一门博大精深的科学已经出现”（伽俐略语），物理从此从哲学中分离出来并得以迅速发展。纵观物理学三百余年的发展史，可以看出， 实
14、验在检验已知理论，探索未知规律等方面起到了不可替代的作用。早在1687年，牛顿在其出版的自然哲学的数学原理一书中就已经正式提出了万有引力定律，可直到一百多年后的1798 年，英国科学家卡文笛许利用扭称这一巧妙的实验装臵测出引力常数后，万有引力定律才得以全面的展示在世人面前；麦克斯韦对电磁波理论进行了长达十年的研究，并以一组简洁的数学方程把电磁波理论概括得十分优美对称，但当年却难以令人信服，直到二十多年后他预言的电磁波被赫兹的实验所证实，他的学说才成为举世公认的电磁理论基础；1905 年，爱因斯坦用光电子假说总结了光的微粒说和波动说之间长期的争论，能很好的解释光电效应的实验结果，但是直到1916
15、 年，当密立根以其严密的实验全面地证实了爱因斯坦的光电方程后，光的粒子性才被人们所接受可以说：实验，只有实验，才是物理学的基础。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页，共 12 页 - - - - - - - - - 将物理学史引入课堂，不仅能使学生有身临其境之感，而且能领略前辈大师的研究方法，得其精髓，有所借鉴。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - -
16、第 9 页，共 12 页 - - - - - - - - - 研究物理学史的意义5、学习物理学史，能为更好地掌握物理知识内容服务现行教科书中关于物理理论的严密的逻辑体系，很容易使学生对这些知识的来源和理论体系的形成感到深奥莫测，也很容易形成对这些知识的僵化的绝对化的理解。实际上科学不是静止不动的，认识始终是一个生动的历史过程。教师在讲授“原子和原子结构”一章中，可以介绍人们对原子结构的认识，经历了发现电子汤姆孙模型散射实验卢瑟福有核模型原子光谱的实验规律玻尔量子化原子模型索米菲椭圆轨道模型，直到量子力学建立， 人们对原子结构和原子内电子的运动有了基本正确的了解，但至今还有很多不清楚的问题。在物
17、理教学中有的老师认为讲物理学史内容，浪费上课时间。其实结合物理学史讲清理论的由来和发展，讲述它的成功，讲它解决了哪些问题，当然也要讲清它的缺陷和局限，使学生在很短的时间内“亲身经历”一下各部分物理知识的“系统发育过程”，不仅会消除对这些知识来源的神秘感，而且还会从知识的更替演变中认识它的条件性、局限性， 认识科学理论的相对真理性，而只记住一些物理概念、数据、定律和公式，并不表示真正理解物理知识， 对物理学知识的实质的全面理解，有助于学生更好理解、掌握物理知识内容，更好地应用物理知识解决问题。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - -
18、 - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 10 页，共 12 页 - - - - - - - - - 研究物理学史的意义6、学物理学史，认识数学在物理中的地位无论是从伽利略发现落体规律的全过程，还是牛顿万有引力定律的得出， 科学家们都离不开数学。爱因斯坦为了研究相对论，前后花了几年的时间研究数学。牛顿为了建立力学理论，而遇到数学困难，他知难而进，提出“流数法”，建立了二项式定理，并和莱布尼兹几乎同时创立了微积分，为数学的发展开辟了一个新纪元。因此，从物理学史的讲解中，可以培养学生对数学的兴趣，在今后的工作中将在这座基石上建起高楼大厦。此外，讲授物理学史内容， 介绍科学家的生平和成
19、就，还能培养学生的爱国主义思想和情操，培养团结协作、共同进取的集体精神、热爱本职工作的敬业精神， 树立追求真理的科学理想及树立辨证唯物主义的世界观和正确的人生观、价值观。 中学课本的物理内容与物理学史的联系相当密切，只要我们能积极地进行探索，充分运用物理学史知识， 不仅可以使学生大开眼界，还可以使物理教学过程成为一个生动、活泼的过程，从而使学生在接受物理知识中，能由被动到主动，由消极到积极，起到事半功倍的作用，同时还能对学生进行德育渗透。现有的物理知识， 都是人类与物理世界的长期对话中，经过无数的曲折与反复，进行抽象概括而获得的。只有考察物理学的过去，才能理解它的现状，把握它的未来， 对物理学
20、史相关知识名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 11 页，共 12 页 - - - - - - - - - 的探究， 必将潜移默化地提升学生的科学素养和人文素养，对学生的全面发展起到积极的促进作用。物理学属自然科学，“人性化”问题属人文学科范畴，如何使“二者渗透” ，如何以人为本，在传授物理知识，讲述物理规律，特别涉及到物理学的发展时，我们的教学要具有亲和力，不仅见物，还要见人，使学生感到亲切可信。如果我们的学生能微笑着，自信地学习物理学该有多好！名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 12 页，共 12 页 - - - - - - - - -