解 霞

（南通大學(xué)理學(xué)院 江蘇 南通 226019）

1 引言

大學(xué)物理課程是面向理工科專業(yè)學(xué)生所開(kāi)設(shè)的一門基礎(chǔ)課，主要介紹物理學(xué)科的基本概念、基本理論和基本方法［1］.物理學(xué)最早被稱為自然哲學(xué)，是哲學(xué)專門研究自然界的分支.從誕生那天起，物理學(xué)就通過(guò)對(duì)自然界千變?nèi)f化的各種現(xiàn)象內(nèi)在的本質(zhì)的探索來(lái)幫助人類認(rèn)識(shí)世界，從而改造世界［2］.物理學(xué)史是關(guān)于物理科學(xué)發(fā)展的歷史，包含著許多物理理論產(chǎn)生的背景、原創(chuàng)性的研究方法以及所體現(xiàn)的科學(xué)精神［3］.

自從20世紀(jì)中葉，哈佛大學(xué)校長(zhǎng)J.B.Conant教授倡導(dǎo)把科學(xué)史引入到科學(xué)教育以來(lái)，物理學(xué)史的研究和教學(xué)越來(lái)越引起人們的重視.從教學(xué)的方法和教育的目的來(lái)說(shuō)，把科學(xué)史滲透到科學(xué)知識(shí)體系的教學(xué)中，對(duì)教育教學(xué)有很大的幫助［4］.一方面，課堂教學(xué)會(huì)比較生動(dòng)，學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性提高，學(xué)生更容易從歷史發(fā)展的前因后果來(lái)理解知識(shí)體系的建構(gòu)過(guò)程［5］.另一方面，從哲學(xué)角度來(lái)說(shuō)，物理學(xué)史揭示了人類在實(shí)踐活動(dòng)中的人與世界、主體與客體、主觀與客觀的關(guān)系，以及改變世界的方法論.在物理知識(shí)講解中借助生動(dòng)的物理學(xué)史例，插入認(rèn)識(shí)論和方法論教育，不僅使課堂有聲有色，而且有助于學(xué)生對(duì)物理知識(shí)的理解，有助于學(xué)生確立正確的人生觀、世界觀，堅(jiān)持科學(xué)的方法論［6］.我校在大學(xué)物理的教學(xué)中倡導(dǎo)將物理學(xué)史融入到大學(xué)物理教學(xué)中，在多年的教學(xué)實(shí)踐中起到了很好的教學(xué)效果和教育作用.

2 物理學(xué)史的哲學(xué)教育作用

馬克思主義哲學(xué)是科學(xué)的世界觀和方法論.實(shí)踐的觀點(diǎn)是馬克思主義哲學(xué)首要的和基本的觀點(diǎn)，實(shí)踐的原則是馬克思主義哲學(xué)的建構(gòu)原則.馬克思主義哲學(xué)從實(shí)踐出發(fā)去認(rèn)識(shí)和理解世界.馬克思主義哲學(xué)解答了實(shí)踐活動(dòng)中人與世界、主體與客體、主觀與客觀的關(guān)系，從而為改變世界提供方法論.實(shí)踐的觀點(diǎn)貫穿馬克思主義哲學(xué)的認(rèn)識(shí)論和方法論.本文從哲學(xué)教育的角度，分析在大學(xué)物理教學(xué)中引入物理學(xué)史的作用.

2.1 有利于形成科學(xué)的真理觀

事物是發(fā)展變化的，真理是絕對(duì)性和相對(duì)性共存的.“科學(xué)的本質(zhì)就是不斷創(chuàng)新，不斷追求，從相對(duì)真理逐步逼近絕對(duì)真理”［7］.在教學(xué)中引入物理學(xué)史，可以讓學(xué)生了解物理學(xué)原理、定律的形成和發(fā)展過(guò)程，深刻體會(huì)真理是絕對(duì)性和相對(duì)性的統(tǒng)一，用發(fā)展的眼光看問(wèn)題.例如在緒論課的教學(xué)中引入物理學(xué)史，介紹物理學(xué)的發(fā)展經(jīng)歷了從萌芽時(shí)期、經(jīng)典物理時(shí)期、近代物理時(shí)期到現(xiàn)代物理時(shí)期.在古代，物理學(xué)是自然哲學(xué)的重要組成部分，直到16世紀(jì)以后它與哲學(xué)分離.此后，逐步建立起了力學(xué)、光學(xué)、熱學(xué)、電學(xué)、相對(duì)論、量子力學(xué)、粒子物理學(xué)等學(xué)科，在近代，物理學(xué)發(fā)展迅猛，各學(xué)科形成許多新的分支并不斷地向其他研究領(lǐng)域滲透，形成一系列獨(dú)立的新興學(xué)科.從物理學(xué)的歷史來(lái)看，物理學(xué)的研究對(duì)象、方法，一些觀點(diǎn)、理論是不斷發(fā)展的，教育學(xué)生用歷史的、發(fā)展的眼光看待問(wèn)題，促進(jìn)學(xué)生形成科學(xué)的真理觀.

2.2 有利于形成科學(xué)的認(rèn)識(shí)論

物理科學(xué)的形成過(guò)程遵循人類的認(rèn)知規(guī)律，從物理現(xiàn)象出發(fā)，提出假說(shuō)繼而進(jìn)行實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)，最后形成理論.認(rèn)識(shí)具有反復(fù)性和無(wú)限性，人們?cè)趯?shí)踐的基礎(chǔ)上反復(fù)地認(rèn)識(shí)世界追求真理.然而一些物理教師在教學(xué)中過(guò)于注重專業(yè)知識(shí)的系統(tǒng)傳授，學(xué)生被動(dòng)地接受知識(shí)，失去了懷疑的精神、探究的興趣.這樣的做法違背了人類認(rèn)識(shí)世界的自然規(guī)律.愛(ài)因斯坦在《論教育》中說(shuō)，“應(yīng)當(dāng)始終把發(fā)生獨(dú)立思考和獨(dú)立判斷的能力放在首位，而不應(yīng)當(dāng)把獲得專業(yè)知識(shí)放在首位.”［8］在物理教學(xué)中滲入物理學(xué)史知識(shí)，讓學(xué)生體會(huì)到物理學(xué)充滿了懷疑、批判和超越，使學(xué)生認(rèn)識(shí)到事物的發(fā)展變化，形成正確的真理觀；使學(xué)生具有敢于懷疑、勇于批判的科學(xué)態(tài)度，形成科學(xué)的認(rèn)識(shí)論.相對(duì)論的誕生就是在實(shí)驗(yàn)的支持下充滿了思考和懷疑精神的結(jié)果.在愛(ài)因斯坦之前，洛倫茲和彭加萊已經(jīng)走到相對(duì)論的大門口，但他們未能擺脫絕對(duì)時(shí)空觀認(rèn)識(shí)的束縛，最終沒(méi)能邁入相對(duì)論的門坎.1905年愛(ài)因斯坦指出，邁克爾孫和莫雷的實(shí)驗(yàn)說(shuō)明以太這一概念是多余的，光速是不變的，牛頓的絕對(duì)時(shí)空觀是錯(cuò)誤的.他用光速不變和相對(duì)性原理推出了洛倫茲變換.正是由于愛(ài)因斯坦在可靠實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上拋開(kāi)了絕對(duì)運(yùn)動(dòng)和靜止以太的觀念，才創(chuàng)立了狹義相對(duì)論，引起了人類時(shí)空觀的巨大變革.在大學(xué)物理教學(xué)中引入物理學(xué)史知識(shí)有助于學(xué)生科學(xué)地認(rèn)識(shí)世界和自身，并堅(jiān)持馬克思主義的實(shí)踐原則.

2.3 完成辯證唯物主義和歷史唯物主義的教育

馬克思主義世界觀是辯證的、歷史的唯物主義世界觀.物理學(xué)知識(shí)體系的形成創(chuàng)造過(guò)程本身就是歷史的、唯物的、辨證的.在物理教學(xué)中，將實(shí)踐的觀點(diǎn)，科學(xué)的真理觀貫穿于教學(xué)中，可以使學(xué)生更好地理解物理學(xué)的理論和實(shí)驗(yàn)的關(guān)系，物理學(xué)發(fā)展與社會(huì)生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)發(fā)展的關(guān)系，用歷史的、發(fā)展的眼光去看問(wèn)題.

以人類對(duì)光的本性認(rèn)識(shí)為例，歷史上存在微粒說(shuō)和波動(dòng)說(shuō)之爭(zhēng).17世紀(jì)，以牛頓為代表的光的微粒說(shuō)占主導(dǎo)地位.由于牛頓的權(quán)威性，盡管英國(guó)人托馬斯·楊用波動(dòng)理論成功地解釋了光的干涉現(xiàn)象，但20年無(wú)人理解甚至遭到嘲笑和攻擊.18世紀(jì)初，法國(guó)科學(xué)院懸賞征文鼓勵(lì)用微粒理論解釋光的衍射現(xiàn)象，結(jié)果卻有力地證明了光的波動(dòng)性，從而使波動(dòng)說(shuō)又占據(jù)了歷史上的舞臺(tái).光的本性的爭(zhēng)論似乎獲得了圓滿的解決，波動(dòng)說(shuō)取得了決定性的勝利.然而到了19世紀(jì)末、20世紀(jì)初，光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)的解釋又使波動(dòng)說(shuō)陷入困境，愛(ài)因斯坦受普朗克量子論的啟發(fā)，提出了光量子假設(shè)，建立光量子理論，重新肯定了光的微粒性，同時(shí)沒(méi)有否定光的波動(dòng)性.光在傳播過(guò)程中，波動(dòng)性表現(xiàn)得比較顯著，而當(dāng)光和物質(zhì)相互作用時(shí)，粒子性表現(xiàn)得比較顯著，這就是光的波粒二象性.當(dāng)向?qū)W生講述光的本性時(shí)，應(yīng)有意地培養(yǎng)學(xué)生的辯證唯物主義和歷史唯物主義世界觀.首先，任何真理都要經(jīng)得起實(shí)踐的檢驗(yàn).其次，任何真理都是絕對(duì)性和相對(duì)性的辯證統(tǒng)一.正如辯證法所言，事物的發(fā)展不是直線式的，而是螺旋地向前發(fā)展，矛盾的雙方在一定的條件下可以相互轉(zhuǎn)化.教育學(xué)生在學(xué)習(xí)和工作中應(yīng)注意摒棄形而上學(xué)的思想，學(xué)會(huì)全面地看問(wèn)題和分析問(wèn)題.

2.4 教育學(xué)生堅(jiān)持科學(xué)的方法論

實(shí)踐是認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)，認(rèn)識(shí)的來(lái)源，同時(shí)也是檢驗(yàn)認(rèn)識(shí)真理性的唯一標(biāo)準(zhǔn)；認(rèn)識(shí)對(duì)實(shí)踐具有反作用.在大學(xué)物理教學(xué)中適當(dāng)滲透有方法論意義的事例，有助于學(xué)生積極投身實(shí)踐，追求真理；學(xué)有所用，實(shí)踐創(chuàng)新.在物理學(xué)研究中常常借助理想模型、理想過(guò)程、理想實(shí)驗(yàn)，運(yùn)用觀察和實(shí)驗(yàn)、類比和聯(lián)想、分析和綜合、科學(xué)假設(shè)等方法.物理學(xué)史中有大量的生動(dòng)事例說(shuō)明科學(xué)大師們?nèi)绾问炀毝擅畹剡\(yùn)用這些方法取得重要的成果［9］.例如在對(duì)稱性思想的指導(dǎo)下，物理學(xué)家通過(guò)預(yù)言、設(shè)想推測(cè)未來(lái)事物的存在.電可以生磁、磁可以生電，法拉第經(jīng)過(guò)十幾年的不懈努力實(shí)現(xiàn)了由磁生電的夢(mèng)想，制成了發(fā)電機(jī).自1897年發(fā)現(xiàn)電子，狄拉克綜合前人的研究成果，根據(jù)對(duì)稱性預(yù)言了正電子的存在，1932年美國(guó)物理學(xué)家安德遜在宇宙射線實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)了正電子.這些生動(dòng)的歷史事例，不僅能教育學(xué)生在解決問(wèn)題時(shí)采取科學(xué)的態(tài)度和科學(xué)的方法，還能激勵(lì)學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新［10］.

3 結(jié)束語(yǔ)

就目前的大學(xué)物理教學(xué)而言，執(zhí)教的高校物理教師大多熟練掌握物理學(xué)理論知識(shí)，同時(shí)也具備一定的物理學(xué)發(fā)展史知識(shí)，將生動(dòng)的物理學(xué)史例滲透到大學(xué)物理的教學(xué)中，發(fā)揮其課堂教學(xué)作用和哲學(xué)教育作用應(yīng)成為高校物理教師努力的目標(biāo).

1 楊建華，戴兵，秦玉明.大學(xué)物理.蘇州：蘇州大學(xué)出版社，2012

2 喬治·伽莫夫.物理學(xué)發(fā)展史.高士圻譯.北京：商務(wù)印書館，1981

3 申先甲.物理學(xué)史教程.長(zhǎng)沙：湖南教育出版社，1987

4 蔡志凌.物理學(xué)史的教育功能.安徽師范大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2003，26（2）：143

5 程民治.物理學(xué)史教學(xué)的作用與改革.現(xiàn)代物理知識(shí)，1997，9（6）：26

6 方勵(lì)之.哲學(xué)和物理.自然辯證法研究，1986，2（5）：28

7 周光召.物理學(xué)的回顧和展望.北京大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）（增刊），2002（1）：1

8 愛(ài)因斯坦.愛(ài)因斯坦文集（第3卷）.北京：商務(wù)印書館，1983

9 張瑞琨.物理學(xué)研究方法和藝術(shù).上海：上海教育出版社，1995

10 周濟(jì).注重培養(yǎng)創(chuàng)新人才增強(qiáng)高水平大學(xué)創(chuàng)新能力.中國(guó)高等教育，2006（15）：4