物理历史教育在情感态度和价值观培养中的价值体现_物理学史论文

物理历史教育在情感态度和价值观培养中的价值体现_物理学史论文

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随着基础教育改革的全面展开,中学物理课程对原教学大纲作了较大的修订与调整,制定了新的课程标准,新课标围绕着全面贯彻国家教育方针,制定以提高国民科学素养为总体目标。物理教育不仅关注学生知识、技能、方法、能力方面的培养,更要关注学生情感态度与价值观方面的发展。物理学史作为一门历史科学,它以人类与物理世界对话的历史为研究对象,融合了与物理学有关的自然科学以及与人类思想、社会历史发展有关的文史哲的多学科知识,是一门自然科学、人文科学、社会科学、思维科学紧密交叉渗透的综合学科。通过描述物理学家探索科学的成功与失败、喜悦与懊悔、曲折与反复、分歧与争论,使受教育者在精神上受到感染、情操上得到陶冶、意志得到磨练、鉴赏力得到提高,正确理解人和自然的关系,正确理解人与社会的关系,产生热烈的情感,形成了对美和善的辨别力和追求热情,使自己的心智得到和谐的发展。由于物理学史其内容的特点及它所具有的丰富教育因素,决定它在培养学生的情感态度与价值观方面发挥出独特的功能,起着重要的作用。

一、引物理学史,培养质疑精神,不迷信权威,敢于提出与别人不同的见解,也勇于放弃或修正自己的错误观点

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,洛伦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槛。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“τ-θ疑难”尖锐地摆到物理学家们面前时,正是杨振宁和李政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。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,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,完全有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。同时,真理具有相对性,科学是不断发展的,任何科学的结论或发现都可能存在局限性,因此,也要勇于放弃或修正自己的错误观点,这既是一种科学的态度,也是一种历史责任感。

二、引物理学史,培养主动与他人合作的精神,认识交流与合作的重要性

劳伦斯发明回旋加速器,对原子核物理的研究做出了巨大的贡献。一台现代化的加速器相当于一座规模庞大的工厂,需要大量的工程技术人员、实验家和理论家协同工作,正如劳伦斯在他的诺贝尔物理奖领奖词中说的:“从工作一开始就要靠许多实验室中的众多能干而积极的合作者的集体努力,各方面的人才都参加到这项工作中来,不论从哪个方面来衡量,取得的成功都依赖于密切和有效的合作。”又如,牛顿的万有引力定律是在哥白尼、开普勒、伽利略、惠更斯、胡克等人研究的基础上,又经过牛顿长达20年的探索才得以完成的,从这些史料中我们可以看到,科学是全人类的事业和财富,任何一个科学概念的形成,每一个科学定律的建立,所有重大的科学发现,都是经过不同国家,一代乃至几代人的艰苦努力,汇聚和利用了许多人的研究成果才得以完成的。将这部分史料引入课堂,以强化学生们的合作意识,培养学生的合作精神,善于与他人相处与交流,尊重他人,信赖他人,建立和谐的人际关系。只有这样,才能在将来的工作环境中发挥更大的作用。

三、引物理学史,激发学好物理的欲望与热情,乐于参与观察、实验等科学活动,增强将科学技术应用于日常生活、社会实践的意识

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,对培养学生学习物理的兴趣将会收到好的效果。比如讲“库仑定律”时,让学生了解在电学发展史中不只库仑,还有卡文迪许、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,后人为纪念他,把电荷量的单位规定为“库仑”;瓦特研究水蒸气冲起锅盖的现象,最终发明蒸汽机;伽利略通过观察教堂的吊灯的摆动进而发现单摆的等时性。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,乐于探索自然现象和日常生活中的物理学原理,乐于参与观察、实验、制作、调查等科学活动,增强将科学技术应用于日常生活、社会实践的意识。

四、引物理学史,培养实事求是、尊重自然规律的科学态度

物理教育中要培养学生的实事求是的科学态度,尊重科学,尊重客观的相对真理。像布鲁诺、哥白尼、伽利略等他们都是体现实事求是精神的典范。以前人们对物质运动的理解虽被多数人多次实践重复,但有相当数量的前科学概念是不科学的。如介绍亚里士多德的一些伪科学观点:力是维持物体运动的原因,重物比轻物落得快等。在教学中要培养学生敢于对传统的、权威的、公认的某种观点(当时认为是科学的)发出挑战,敢于不懈地追求真理,勇于献身的精神,并逐步形成判断大众传媒是否符合科学规律的初步意识。

五、引物理学史,培养克服困难的信心和不屈不挠的顽强意志

物理学史上大量事例表明,科学的探究过程不可能是一帆风顺,都是经过曲折和磨练,这需要科学家顽强的意志甚至是献身科学的牺牲精神。布鲁诺为捍卫科学真理走上火刑场;伽利略被终身监禁而矢志不移;开普勒贫病交加,历受迫害,死在讨债的路上;笛卡儿、牛顿、惠更斯、卡文迪许等为了科学研究终身不娶;富兰克林为了研究雷电而冒险进行“费城实验”,科赫曼为同一目的而遭雷击身亡;居里夫妇为提炼镭而冒受放射性元素射线的威胁;法拉第经10年的不懈努力做了三百多次的实验,最终得出电磁感应的条件。这些感人的事例,对于培养学生科学思想,顽强意志及忘我牺牲的精神非常有感染力。

六、引物理学史,提高保护环境的意识,培养社会责任感以及与大自然亲近、热爱、和谐相处的情感

当今世界的环境污染,已严重地危害了地球上的生态环境,其程度已危及到人类的生存,保护生态环境,已被当今世界各国列为重要的公民意识。技术的发展,使物理学的许多原理得到实际应用,从而造福人类,但与此同时也造成了一系列的物理污染(包括噪声污染、热污染、光污染、电磁污染及核污染等),我们要充分认识到污染的严重性。如麦克斯韦发现电磁场而建立电磁波理论,推动了信息技术革命的发展,同时进入到当今的现代化通信时代,要强调如今电磁波泛滥已危及到飞机的导航与人类的健康;核能的和平利用建立了核电站,但核电站的反应渣及随时可能发生的核泄漏都将影响到生态环境及人类的健康;水力发电为人类造福的同时,修建大坝对环境造成负面的影响等等,为此我们要树立和增强保护环境的意识,培养与大自然亲近、热爱、和谐相处的情感。教师应从自然科学的角度加强学生的社会责任感,与通过政治教育和文史教育加强学生的历史责任感相结合,形成学生的科学的价值观与人生观。

七、引物理学史,正确认识科学及相关技术的发展对自然环境及人类生活的影响,树立可持续发展的意识

通过物理学史教育使受教育者正确认识物理学对人类、对社会的贡献,理解人和社会、自然的关系,学会关怀,并产生热烈的感情。科学是一面双刃剑,要使科学真正造福人类,必须从人文价值的视野中来逐步看待和理解科学,因此要让学生对物理学发展的历史有所了解,对物理学上的重大突破在人类认识史上所产生的震撼人心的冲击,以及在人类社会发展史上所引起的重大技术变革有所了解。从蒸汽机时代进入电力时代、电子和原子能时代、以至现今的信息时代的生动历史,更会使学生深刻了解科学技术的巨大社会功能。但从另一方面看来,科学技术的进步也带来了一些人们当初不曾料到的负面效应,如环境污染、生态失调、自然资源过度消耗等;原子能的实际应用,最初却是以毁灭性的原子武器的形式出现的,核技术可以用作医疗、能源,同时将产生核污染。对这些史实的了解,必将增加学生的社会责任感,确立正确的社会评价,使他们“学会关怀”,关怀社会,关爱环境,热爱大自然,关怀全球的发展,关怀人类的命运,关怀人类社会的持续发展问题,并能在个人力所能及的范围内对社会的可持续发展有所贡献。

八、引物理学史,培养民族自豪感,形成有理想、有抱负、热爱祖国、振兴中华的使命感与责任感

综观我国古代文化,3000年以前,我国已有天象观测的记录;墨家和惠施的古代原子说早在3000多年前就已提出;色散的概念也较牛顿早提出1500多年;东汉王充是世界上最早用科学的方法解释潮汐现象的人;北宋沈括是世界上第一个清楚准确地论述磁偏角,以及我国的指南针、印刷、造纸和火药的四大发明等。我国物理学家钱三强、何泽慧夫妇于1946年在巴黎发现铀的三分裂和四分裂;美籍华人杨振宁和李政道因否定弱相互作用宇称守恒定律而获得1957年诺贝尔物理学奖;1974年物理学家丁肇中等发现了J/Ψ粒子。还有钱学森、吴有训、吴健雄等,他们都有一颗热爱祖国的赤子之心,这种为国为民,奋发图强的精神和事迹都是爱国主义教育的很好题材。通过介绍我国古代物理文化及发明成就,介绍现代海外华籍物理学家的成果和事迹来增强学生作为中国人的自豪感,培养热爱祖国,报效祖国的高尚情操,并树立攀登科学高峰的热望。

另外,在教学中若牵涉到现代物理科学和相关技术时,应向学生说明我国与世界科技发展的差距,通过对我国与西方之间存在的差距的反思,唤起民族意识,树立振兴中华的使命感与历史责任感。

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