物理学史的教育功能(2)

家都关心研究成果要应用于社会的发展，不要用于邪恶的用途。他们运用自己的社会影响，反对战争，保卫和平，关注社会、人民、正义和公正，科学家崇高的道德品质显示着耀眼的人文精神光辉。

物理学史中既然含有如此多的人文精神因素，因此在物理教学中我们必须充分应用它们。我们要把科学认识发展的脉络、动因、历史背景和发展规律揭示出来，阐明重要的科学概念、定律和理论的产生和发展过程，介绍科学观念和研究方法的演化和变革，论述重大科学突破对人类认识和社会发展的巨大影响，显示科学技术是人类社会发展的根本动力。我们在介绍科学技术给人类带来幸福的同时，还应强调科学技术的“双刃剑效应”，必须使学生了解科学技术的进步也带来了一些负面效应，如环境污染、生态失调、人口膨胀、能源枯竭和核战争的阴影等。使学生增强社会责任感，确立关于科学的正确的社会评价，学会关怀社会，关怀全球的发展，关怀人类的命运，关怀人类的可持续发展问题。

物理学的发展与哲学的关系十分密切，许多著名的科学家也是哲学家，许多物理学的问题也是哲学问题，在物理教学中，我们可以通过物理学史对物理学理论的本质、物理世界图景的变革以及对物理学大师们科学思想的揭示，提高学生的哲学素养，特别是加深理解各种哲学思想的科学基础和科学思想的内涵。

科学作为人类文化的有机组成部分，它的产生、发展与人类社会的整个文化背景有着不可分隔的联系，科学思想与文学艺术、宗教神学、道德伦理等人类文化是紧密相关的。中国古代的一些物理学和自然科学知识，往往是在古人的神话传说、诗词歌赋、经典史籍、笔记杂说、戏曲传奇、小说野史中记载下来的，比如，宋代诗人陈与义曾写到：“飞花两岸照船红，百里榆堤半日风。卧看满天云不动，不知云与我俱东。”3在这里诗人就提到相对运动知识。我们应该把这些科学史的内容引入物理教学，对学生进行文化熏陶。对学生进行美学教育也是培养学生人文精神的重要方式，这个问题将单独作为一节来讨论。

五、对学生进行科学美学教育

著名物理学家李政道认为：艺术和科学事实上是一个硬币的两面。因为伟

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大艺术的美学鉴赏和伟大科学观念的理解都需要智慧。物理学史中蕴涵着大量的科学美。从古代毕达哥拉斯学派把对自然奥妙的探索与对自然美的追求统一起来到现代理论物理学家把美学原则作为评价科学理论的一个重要依据来看，众多的物理学家从各自的科学创造实践中，感受到科学理论的审美价值；在科学美学原则的指导下，他们做出了杰出的工作。

在物理学的发展过程中，物理学家在探索物理学规律的艰辛旅程中，一方面总是伴随着对美的热烈追求，另一方面又强烈地表现出他们精神上的种种美德。这些都是审美教育中珍贵的美学因素，物理学家们对美的执着追求和他们的人生美德，可以启迪学生的智慧，引发学习的兴趣，激励成功的意志，养成献身科学的良好品德。

哥白尼与托勒密的地心说决裂，就是有其执着追求美的因素。他深信完美的理论在数学上应该是“和谐与简单”的，而托勒密为了解释天文观测的结果，引入了许多“均轮”、“本轮”，使得地心说既复杂又缺乏逻辑自洽性。因此，在极端困难的条件下，哥白尼殚精竭虑，研究了三十多年，终于建立了不朽的日心说。电磁学的发展在很大程度上得益于对称美的启示。法拉第深信电与磁是对称的，他认定既然电能生磁，那么磁也能生电。他坚持奋斗十年，发现了电磁感应现象。同样，麦克斯韦的位移电流假设，除了逻辑思维上的原因外，确信物理规律具有对称、和谐统一的美的形式，也是一个不可忽视的重要原因。

以上这些事实告诉我们，审美活动与物理学研究密切相关，克服物理理论中某些美学因素上的缺陷，往往导致物理学新现象、新规律的发现。这是因为在客观世界中，真与美是统一的，它们是同一事物的两个侧面，对真理的追求必然伴随着对美的追求。

物理学家们在探求物理发展过程中表现出的人生美德更是感人至深。面对罗马教廷的熊熊烈火，布鲁诺用响彻环宇的“火并不能把我征服”的宣言，宣告了神学的毁灭，真理的永存。他捍卫真理的英名和美德，万世留芳。构建了经典物理宏伟大厦的牛顿，向世人宣告“我有幸捡到美丽的贝壳，是因为我站在巨人们的肩膀上”，表现了他谦逊的美德。居里夫人不惜用二年多的时间研究

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铀盐，并提炼出放射性元素，她为了纪念自己的祖国，把其中一种元素命名为钋。她在功成名就的情况下，依然保持着百折不挠的献身精神和爱国主义精神，显示出崇高的心灵美。中国现代物理学家王淦昌、钱三强、钱学森、邓稼先为了祖国的科学事业，放弃国外优越的生活条件，毅然回国，报效自己的祖国，表现出同样伟大的精神美德。法拉第成名之后世界各国赠给他的各种学位头衔达几十个之多，但他却把所有荣誉和奖章都收藏起来，连最亲近的朋友都未见过，当有人问他喜不喜欢这些荣誉时，他说“我从来没有为追求这些荣誉而工作”，朴实的话语表达出他不图虚荣的人格美。在教学中结合物理学史向学生宣传科学家们的人生美德可以使学生在知、情、意、行上得到美的升华，使学生学到物理知识的同时，得到情操上的熏陶、思想上的教育、心灵上的启迪。

六、对学生进行思想品德教育

物理学史以其独特的精神价值，在学生的思想品德教育中可以发挥重要的作用。深入剖析科学伟人的生平、环境、教育和成长道路，可以发现科学家不是超道德的，他们的科学探索活动和科学成就，与道德价值观是密不可分的。科学家是普通的人；但是他们又极不普通，这极不普通体现在他们的敬业精神和对科学事业的热爱与专注，体现在他们耐得寂寞、甘守清贫的勤恳诚实的劳动上，体现在他们对他人、对集体、对社会的强烈的责任感上。教学中利用物理学史对学生进行思想品德教育主要表现在以下几个方面。

（1）培养学生追求真理、献身科学的牺牲精神。物理学史上大量的事例表明，追求真理的科学理想和献身科学的牺牲精神，是科学伟人取得成就的崇高思想境界的支撑。布鲁诺为捍卫科学真理牺牲在罗马鲜花广场上；伽利略被终身监禁而矢志不移；富兰克林为研究雷电而冒险进行“费城实验”，里赫曼为同一目的遭雷击身亡；居里夫妇为提炼镭元素而甘受放射性的伤害，他们的女儿和女婿也因长期从事放射性研究伤害了健康而英年早逝??这些感人的事例，对于培养学生的科学理想和科学精神是很有感染力的。

（2）培养学生树立正确的人生观和价值观。利用物理学史可以培养学生树立正确的人生观和价值观，利用科学家的言行使学生认识到人生的价值要放在社会大环境中和历史的长河中去衡量。爱因斯坦在《我的世界观》中说过：“人

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是为别人而生存的。”“我从来不把安逸和享乐看作是生活目的本身——这种伦理基础，我叫它猪栏的理想。照亮我的道路，并且不断地给我新的勇气去愉快地正视生活的理想，是善、美和真。”5在《论教育》中他教育年青人“要把为社会服务看作是自己人生的最高目的”。6

（3）培养学生团结协作的科学态度。科学是全人类的事业。科学概念的形成、科学理论的建立、重大的科学发现都是经过许多人的共同努力才完成的。例如，弱相互作用中宇称不守恒的发现就是科学合作的典范；玻尔在科学研究中表现出来的团结协作精神更是脍炙人口。

（4）培养学生的责任感。培养学生对他人、对集体和对社会的责任感应该是物理教学的重要目标。许多科学家研究科学的动机就是为人类造福。居里夫人无私地拒绝拥有镭的发现的专利权；当爱因斯坦知道原子弹投入广岛造成大量的贫民伤亡时，非常后悔自己给原子弹的建造做出了贡献。在教学中引用这些活生生的事例比简单说教在效果上要好得多。

七、对学生进行爱国主义教育

我国是世界四大文明古国之一。在物理教学中适当介绍我国古代的科学成就，可激起学生的民族自豪感，增强民族自信心，受到生动的爱国主义教育。战国时代墨家关于杠杆和浮力知识的成就，比西方阿基米德早约两个世纪。西汉时期写成的《春秋纬·考灵曜》中关于地动和运动的相对性的叙述，比伽利略早出16个世纪。在公元前3—4世纪成书的《庄子·徐无鬼》中有弦线共振现象的最早记载；公元11世纪沈括又描述了用纸游码演示的弦的共振现象，比欧洲早了6个世纪。沈括关于地磁偏角的发现比欧洲人早约400年。南宋赵友钦做过规模很大的光度学实验，早于西方4个世纪总结出了一些光度学规律。明末科学家方以智对色散现象的概括是牛顿之前人们对色散现象认识的最高水平。而朱载舆的十二平均律更是留芳百世。中国古代一些技术发明，如地动仪、浑天仪、指南车、指南针等，都是驰名世界的科技珍宝。我国古代建筑技术也巧妙地利用了一些物理规律。如回音壁、三音石、避雷针等。

但是在近代由于封建统治和帝国主义的掠夺，我国的科学技术和理论大大落后于西方。介绍这些史实并引导学生分析中国近代科学技术落后的原因，能

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唤起学生的历史责任感和进取心，从而更加自觉地把个人命运与祖国的前途联系起来，为祖国的未来而刻苦学习。

我国现代物理学家如叶企孙、吴有训、赵忠尧、王淦昌、钱三强、钱学森、邓稼先等为国为民，奋发图强的精神和事迹，都会使学生深受感染。杨振宁、李政道身在海外，不忘祖国，经常回国讲学和搞科研，为振兴祖国的科技事业贡献了自己的力量。他们的动人故事一定会激起学生的爱国之情和报国之志。

八、培养学生的学习兴趣

在教学过程中，抓住学生的注意力是保证教学效果的重要一环。如果将物理课变成理论公式课，必然使课堂气氛沉闷，学生失去学习的兴趣。而兴趣是要靠引导才能逐渐形成。物理学史中有很多真实的故事、趣闻和材料可以用来作为培养学生学习兴趣的素材。如果在教学中结合所学内容恰当的引入这些材料，可以拓宽学生的视野，扩大学生的知识面，活跃课堂气氛，提高学生的学习兴趣。比如，在介绍万有引力定律时，就可以先介绍第谷的天文观测、开普勒的行星三大运动定律和伽利略、笛卡儿等人的力学研究；在讲解大气压强时可相应介绍历史上为解决矿井抽水问题而引出的托里拆利实验，以及格里克的马德堡半球实验和自动预报晴雨器的动人试验；在介绍浮力定律时可讲述曹冲称象和阿基米德称皇冠的故事等。

参考文献

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爱因斯坦著，物理学的进化，上海科学技术出版社，第201页。 爱因斯坦著，物理学的进化，上海科学技术出版社，第66页。 转引自A·热著，可怕的对称，湖南科学技术出版社，第60页。

许良英主编，爱因斯坦文集，第三卷，商务印书馆，1983年，第42页。 许良英主编，爱因斯坦文集，第三卷，商务印书馆，1983年，第43页。 许良英主编，爱因斯坦文集，第三卷，商务印书馆，1983年，第143页。

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