物理学来自于自然现象,规律源自于生活实践,每一个物理规律的得出,都是前人用成千上万次的实验推理得出的。其中汇集了古人的智慧和力量,饱含着人们发现过程中的艰辛和获得成功后的喜悦。人们在探索规律认识规律的过程中留下的实践经验,对我们现在的学习有着很大的启发作用,也给学生的学习增加了很大兴趣。让学生知道物理家探索物理规律的艰难,明确只有对物理学有执着的追求,坚持不懈地努力,才能到达成功的彼岸。适当学习一些物理学史可以使学生更好地建立物理观念,较好地在头脑中形成物质结构及物质运动整体上的概括的物理图景。适当地学习一些物理学史可以使学生加深对物理概念的理解,更好地掌握物理规律,当学生知道了这些史实时,不但明确了发现一种物理规律的艰辛程度,还能更好地明确物理规律的内涵,从而更深层次理解了这一规律。更好地知道物理学是来自于自然生活而更重要的是服务于生活,使学生知道身边处处有物理。适当地学习一些物理学史,可以陶冶学生的情操,从物理学家那些高贵的品质中吸收更多的营养,对历史上一些有杰出贡献的科学家进行个别考察和研究,这些科学家对待事物的科学态度、思想方法、高贵品质等会对后人产生深远的影响和熏陶,受到深刻的启示和启迪,得到巨大的动力和精神食粮,受到鼓舞。所以在学习中适当地加入物理学史,对学生学习物理的兴趣及探索问题坚持不懈精神的培养有着很重大的意义。
学习物理学史对培养学生学习兴趣起着相当大的作用。例如:在讲牛顿第一定律的时候如果只讲一个斜面实验得出物体在不受外力作用时将保持匀速直线运动或静止状态。学生记得太抽象太枯燥,但如果你将亚里士多德推物体就运动不推就停止得出的力是维持物体运动状态的原因这个观点提出,伽利略又加以反驳,在光滑的木板上小车失去推力以后还会继续运动,得出力是改变物体运动状态的原因。再介绍伽利略斜塔实验时大铁球、小铁球同时下落,加上牛顿管中羽毛与铁片同时下落的实验,说明力是改变物体运动状态的原因。学生听得非常入神,再介绍牛顿将伽利略的观点总结推广成不受力时将保持静止或匀速直线运动状态,加上了静止的情况,引牛顿的一句话:“如果说我比别人看得远一点,是因为我站在了巨人的肩膀上。”引出牛顿第一定律的得出过程,给学生增加了很大的学习兴趣,再加上前人在探索实验过程中的认真求实精神非常值得学生学习。学生有了学习兴趣,学习才会更加主动,遇到问题时解决问题才更加有了信心,也使学生在学习过程中养成了严谨的学习态度,不断提高自己的科学素养,变被动学习为主动学习。
学习物理学史,对学生学习知识、理解和掌握知识也具有相当大的作用。例如:在讲原子动力时候,原子本身就非常小,用肉眼根本观察不到它的结构,只能是抽象地去想象,如果硬背原子的结构是由原子核、核外电子构成,讲解就非常的乏味,使学生不好理解和掌握,但是如果加上原子物理学史,对知识掌握和理解就容易多了。1897年,汤姆生利用阴极射线管发现了电子,说明原子可再分,还有复杂的内部结构,他就把原子想象成了一个枣糕模型,原子核就是蛋糕,电子就像枣镶嵌在原子核上。过了二十年,英国的物理学家卢瑟福和助手们用氦核散射实验证实了枣糕模型不成立,提出了原子的核式结构,原子的直径数量级比原子核直径数量级大十万多倍。把原子比作足球场,原子核也就是放在足球场中心的一颗绿豆那么大,电子在原子核外作高速运动,使学生很形象地知道了原子的结构。后来密立根又测出了电子电量,卢瑟福又发现质子,又认识了原子核还可以分为质子和中子。1939年,德国的物理学家哈恩和助手用中子轰击铀核时,铀核发生裂变。1942年,费米等人在美国建成第一个裂变反应堆。人类在原子物理上发展迅速,到1952年第一颗氢弹爆炸,人类在物理上已取得相当大的成就。在给学生讲这些物理学史时学生听得非常认真,物理学史对学生知识体系的形成,知识的把握有相当大的促进作用,使学生形成正确的科学思维方法,使学生对知识的理解和掌握更加牢固。
学习物理学史,对学生进行爱国主义教育,使学生在学习中获得高尚品格。郑和下西洋用的司南是我国的四大发明之一,每次讲课讲到磁场说到这段历史时,同学都会感到非常自豪,还有我国宋代沈括发现的磁偏角,证明了我们古人的智慧和力量。再介绍一下我国宋代发明的火箭和现代火箭的原理相同,我们现在的火箭技术更加精湛,是在前人的基础上不断改进和提高的。还比如在力学方面,力的大小与物体的形变成正比的线型关系是我国古代的郑玄首先提出的,比胡克早了几百年。中科院学部委王仁等同志认为应该将这一事实写入教科书。春秋战国时我们的古人就知道小孔成像,凹、凸面镜成像的规律,在光学上的研究也是源远流长。两汉时期我们就熟用简单机械,明朝的方以智提出“宙轮于宇,则宇中有宙,宙中有静”阐述了时空与运动的关系,在这时我们对时空观已经有了深刻的认识。但是我们既要看到我国古代的灿烂文化还得让学生知道,十七世纪后我们的科技发展就开始落后于西方国家,以致于清末时期受西方的入侵、抢掠。以此激发学生的爱国之情。在教学过程中对我国的物理学史上的事例加以介绍使学生了解祖国的灿烂文化,使他们从内心激发一种自豪感、紧迫感,从而形成一种为中华民族之崛起而努力奋斗的爱国主义精神。
另外,物理学史的学习对培养学生辩证唯物主义观点意义重大。物理是事物之间的道理、事物之间的联系,这些是与封建迷信中的一些说法格格不入的。比如古人认为下雨时候的雷电是天上的雷公和电母两个神仙发出,其实物理学告诉我们雷电现象是云层摩擦发出的现象。物理学使人们知道了很多自然现象的原因,不再对一些现象产生畏惧的心理。人们对物理规律的发现和运用、对整个世界的认识越来越多,人类的文明才会越加光辉灿烂。
总之,物理学的发展在人类文明发展史中起着相当大的作用,几次大的工业革命都与物理息息相关,物理学推动着人类的进步。使学生了解物理学史,对激发学生学习的兴趣,重视物理的学习,培养学习辩证唯物主义和爱国主义精神都有非常好的作用。通过物理学史的学习,弘扬前人认真、严谨、求实的精神,使学生在学习过程中继承前人的高贵品质,弘扬前人为科学献身的精神,在学习中踏实肯干,努力提高自己的个人修养和知识水平。