談物理學(xué)史培養(yǎng)學(xué)生非智力因素中的作用

何曉剛+戴琪

摘 要： 非智力因素作為一種重要的心理品質(zhì)，對(duì)智力活動(dòng)的進(jìn)行有著重要的影響，呈現(xiàn)正相關(guān)關(guān)系。發(fā)揮非智力因素的積極作用有很多方法，物理學(xué)史融入課堂教學(xué)過程就是一條重要途徑。物理學(xué)史料中不僅包含大量中外物理學(xué)家獻(xiàn)身科學(xué)，用頑強(qiáng)不屈的意志克服苦難追求真理和理想的事跡，而且包含物理學(xué)發(fā)展史上各種不同“觀點(diǎn)”爭論和各種奇思妙想的產(chǎn)生過程及有趣實(shí)驗(yàn)。通過重演這些歷史過程，可以極大地挖掘?qū)W生非智力因素的潛能，提高學(xué)生智力活動(dòng)的效率及課堂教學(xué)的成效。

關(guān)鍵詞： 非智力因素 物理學(xué)史 課堂教學(xué) 心理活動(dòng)

非智力因素是相對(duì)智力因素而言的，一般是指人在智力活動(dòng)中，不直接參與認(rèn)知過程的心理因素，狹義的非智力因素包括動(dòng)機(jī)、興趣、情感、意志、性格五個(gè)方面。非智力因素作為一種重要的心理品質(zhì)，對(duì)智力活動(dòng)的進(jìn)行有重要的影響，呈現(xiàn)正相關(guān)關(guān)系[1]。這些因素在具體學(xué)習(xí)實(shí)踐中具有動(dòng)力與定向、引導(dǎo)與維持及調(diào)節(jié)與強(qiáng)化功能。而物理學(xué)史蘊(yùn)含大量科學(xué)家生平事跡，物理學(xué)發(fā)展中的坎坷和曲折及豐富有趣的實(shí)驗(yàn)過程，這些獨(dú)特的內(nèi)容在開發(fā)培養(yǎng)學(xué)生的非智力因素過程中將扮演不可替代的重要角色。

一、物理學(xué)史有利于激發(fā)非智力因素的動(dòng)力與定向功能

物理課堂教學(xué)活動(dòng)是一個(gè)多方參與互動(dòng)的過程，動(dòng)機(jī)和興趣作為非智力因素中的重要內(nèi)容對(duì)學(xué)習(xí)活動(dòng)具有明顯的定向作用。只有學(xué)生對(duì)物理學(xué)科產(chǎn)生興趣，學(xué)習(xí)活動(dòng)才能持續(xù)進(jìn)行，動(dòng)機(jī)越強(qiáng)烈，該活動(dòng)所能持續(xù)的時(shí)間就越長，定向功能就越明顯。要實(shí)現(xiàn)非智力因素的定位和定向功能，方法和形式雖然很多，但物理學(xué)史料中的豐富內(nèi)容對(duì)非智力因素中功能目標(biāo)的促成具有不可替代積極的意義。

心理學(xué)研究表明，高中學(xué)生多具有強(qiáng)烈的好奇心和自尊心，希望通過自己的努力獨(dú)立地解決部分問題。因此，如果在課堂教學(xué)過程中創(chuàng)設(shè)歷史情境，讓學(xué)生沿著科學(xué)家的腳步經(jīng)歷科學(xué)規(guī)律的發(fā)現(xiàn)過程要比簡單粗暴直接給出結(jié)論更生動(dòng)，更能在教學(xué)中培養(yǎng)和發(fā)展學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣和信心等非智力因素。引導(dǎo)學(xué)生通過學(xué)習(xí)牛頓的生平培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣和對(duì)自然科學(xué)的好奇心。另外，整個(gè)科學(xué)的發(fā)展史是一幅理論和實(shí)驗(yàn)交替、成功和失敗并行、理性和瘋狂交織的畫面，將物理學(xué)史引入課堂教學(xué)過程，在向?qū)W生展示科學(xué)發(fā)展過程中科學(xué)家的坎坷曲折，各種不同物理學(xué)派之間的激烈爭論等歷史事實(shí)，打破教科書中對(duì)科學(xué)家的“神化”和科學(xué)研究一帆風(fēng)順的印象。愛因斯坦曾把一代代科學(xué)家探索自然奧秘的努力，比做福爾摩斯偵探小說中警員破案的過程。在偵探的過程中，有時(shí)候明顯可見的線索卻把人們引導(dǎo)錯(cuò)誤的判斷上。歷史上，日常經(jīng)驗(yàn)告訴我們要使一個(gè)物體運(yùn)動(dòng)，必須推它或者拉它。亞里士多德的出結(jié)論：必須有力作用在物體上，物體才能運(yùn)動(dòng)；沒有力的作用，物體就要靜止在一個(gè)地方?？茖W(xué)正在歧途上遠(yuǎn)走越遠(yuǎn)的時(shí)候，非智力因素發(fā)揮了它的功能。伽利略發(fā)現(xiàn)，將人們引入歧途的是摩擦力。通過理想斜面實(shí)驗(yàn)，他發(fā)現(xiàn)力不是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因，即物體的運(yùn)動(dòng)不需要力。但是伽利略并沒有說明不受力的時(shí)候物體如何運(yùn)動(dòng)。同時(shí)代的牛頓完善了伽利略的觀點(diǎn)，認(rèn)為物體繼續(xù)以同一速度沿同一直線運(yùn)動(dòng)，既不停下來又不偏離原來的方向。在伽利略和笛卡爾研究的基礎(chǔ)上，牛頓總結(jié)出牛頓物理學(xué)的基石——慣性定律。物理學(xué)理論的發(fā)展總是在不斷否定和發(fā)展前人的基礎(chǔ)上進(jìn)步，物理學(xué)不是已經(jīng)盡善盡美的，我們未來還有很多事情要做。通過這些物理學(xué)史的教育激發(fā)學(xué)生非智力因素中的興趣，樹立遠(yuǎn)大的人生目標(biāo)，這不僅對(duì)學(xué)生的物理科學(xué)習(xí)有很大的幫助，還對(duì)學(xué)生人生的發(fā)展有莫大的意義。

二、 物理學(xué)史有利于激發(fā)非智力因素的引導(dǎo)與維持功能

明確的學(xué)習(xí)目標(biāo)可以消除學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的盲目性，避免無所適從，提高課堂學(xué)習(xí)活動(dòng)的效率。因此，在物理課堂教學(xué)過程中，恰當(dāng)?shù)睾Y選相關(guān)物理學(xué)史料引導(dǎo)學(xué)生激活非智力因素中的引導(dǎo)功能，讓學(xué)生自主獨(dú)立地進(jìn)行學(xué)習(xí)活動(dòng)。例如，在19世紀(jì)末發(fā)現(xiàn)電子以后，美國物理學(xué)家密立根（R.A.Millikan，1836-1953）為了準(zhǔn)確地測定電子的質(zhì)量，于1907至1913年間連續(xù)進(jìn)行了幾百次測量，終于發(fā)現(xiàn)物體所帶的電荷量雖然不同，但都是某個(gè)最小電荷量的整數(shù)倍，從而得到元電荷準(zhǔn)確電量e=1.6×10-19C。在伽利略對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)的研究過程中，他發(fā)現(xiàn)歷史上長期存在的觀念“重的物體比輕的物體下落快些”存在邏輯矛盾。伽利略相信自然界的規(guī)律一定是簡潔明了的。從這一信念出發(fā)，伽利略猜想落體運(yùn)動(dòng)一定是最簡單的變速運(yùn)動(dòng)，而最簡單的變速運(yùn)動(dòng)，它的速度應(yīng)該是均勻變化的，并猜想速度v與時(shí)間t應(yīng)該是正比關(guān)系。為此他開始用實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)這一猜想。但是因?yàn)楫?dāng)時(shí)技術(shù)的限制，無法直接測定瞬時(shí)速度，所以也就不能直接得到速度變化規(guī)律。為了解決這一困難，伽利略巧妙地設(shè)計(jì)了“沖淡”重力的方法。經(jīng)過幾百次的實(shí)驗(yàn)，終于通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了自己的猜想。伽利略的一生是坎坷的一生，他制作了望遠(yuǎn)鏡，并用它觀測天空。觀測結(jié)果支持了天文學(xué)的新學(xué)說——日心說。然而，日心說與圣經(jīng)相抵觸，于1633年被羅馬教廷裁判所判刑入獄，盡管如此，他仍然堅(jiān)持研究工作，并將自由落體等方面的研究成果轉(zhuǎn)送荷蘭，于1638年出版了《兩種新科學(xué)的對(duì)話》。這部著作的出版奠定了伽利略作為近代力學(xué)創(chuàng)始人的地位。通過對(duì)科學(xué)家生平事跡的介紹，引導(dǎo)學(xué)生樹立明確的目標(biāo)，并在為之奮斗的過程中堅(jiān)定不動(dòng)搖，時(shí)刻不忘初心。

三、物理學(xué)史有利于激發(fā)非智力因素的調(diào)控與強(qiáng)化功能

非智力因素在學(xué)生學(xué)習(xí)活動(dòng)中具有顯著的調(diào)控作用，這種調(diào)控作用體現(xiàn)在目標(biāo)、心理和行為上。在學(xué)習(xí)過程中，部分學(xué)生可能會(huì)制定一些不切實(shí)際的目標(biāo)，或者制定目標(biāo)合理但是在執(zhí)行的過程中因?yàn)槟承┎豢深A(yù)知的因素導(dǎo)致偏離原來的目標(biāo)。此時(shí)，就應(yīng)該發(fā)揮非智力因素的調(diào)節(jié)作用，促使學(xué)生回到正確的道路，提高學(xué)習(xí)成效。在牛頓第一定律的教學(xué)過程中，應(yīng)該充分發(fā)揮物理學(xué)史的作用，引導(dǎo)學(xué)生理解物理學(xué)發(fā)展的過程是一個(gè)科學(xué)巨人成長的過程。通過這些物理學(xué)史的學(xué)習(xí)，發(fā)揮學(xué)生非智力因素中的調(diào)控作用，在學(xué)習(xí)過程中能夠恰當(dāng)制定目標(biāo)，在執(zhí)行過程中及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題并自我調(diào)整。

高中物理相比初中物理邏輯性更強(qiáng)，和數(shù)學(xué)知識(shí)的融合越來越多。學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中會(huì)遇到更多的困難，這可能導(dǎo)致學(xué)生喪失信心，產(chǎn)生畏懼、退縮心理。簽于此，我們可以在課堂教學(xué)活動(dòng)中更多地引入科學(xué)家生平及其在科學(xué)研究中的執(zhí)著事跡鼓舞學(xué)生的斗志，培養(yǎng)他們學(xué)習(xí)信心和敢于克服困難的意志。經(jīng)驗(yàn)告訴我們，物理學(xué)發(fā)展史上的“爭論”通常也是學(xué)生學(xué)習(xí)過程中容易迷惑和喪失信心的地方。在講授這些內(nèi)容的過程中，引入歷史，重演物理規(guī)律發(fā)現(xiàn)的過程，可以幫助學(xué)生克服困難，加深對(duì)知識(shí)的理解，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)信心。例如，在量子物理學(xué)的發(fā)展過程中，光的“波粒二象性”的發(fā)現(xiàn)并不是一帆風(fēng)順的。1655年格里馬第第一個(gè)提出了“光的衍射”這一概念，開始倡導(dǎo)光的“波動(dòng)說”。不久后，英國物理學(xué)家胡克重復(fù)了格里馬第的試驗(yàn)，并通過對(duì)肥皂泡膜的顏色的觀察提出了“光是以太的一種縱向波”的假說。牛頓1672年的論文《關(guān)于光和色的新理論》中談到了光的色散實(shí)驗(yàn)，認(rèn)為光是一種“微?！?，倡導(dǎo)光的“微粒說”。第一次波動(dòng)說與粒子說的爭論由“光的顏色”這根導(dǎo)火索引燃了，從此胡克與牛頓之間展開了漫長而激烈的爭論。

從19世紀(jì)初開始，托馬斯·楊、菲涅爾、馬呂斯等分別觀察到了光的干涉、衍射和偏振現(xiàn)象。19世紀(jì)60年代和80年代，麥克斯韋和赫茲先后從理論上和實(shí)驗(yàn)上確認(rèn)了光的電磁波本質(zhì)，在光的波動(dòng)說與微粒說的論戰(zhàn)中，波動(dòng)說似乎已經(jīng)取得了決定性勝利。但是，科學(xué)又一次在這里轉(zhuǎn)折……1887年，德國科學(xué)家赫茲在研究電磁波的試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)了光電效應(yīng)，再一次證明了光的粒子性。此后，1900年為了得到同實(shí)驗(yàn)相符的黑體輻射公司，普朗克猜想并提出了“能量子”的概念，認(rèn)為微觀粒子的能量是量子化的。緊接著，愛因斯坦在1905年發(fā)表了《關(guān)于光的產(chǎn)生和轉(zhuǎn)化的一個(gè)推測性觀點(diǎn)》的論文，提出對(duì)于時(shí)間的平均值，光表現(xiàn)為波動(dòng)；對(duì)于時(shí)間的瞬間值，光表現(xiàn)為粒子性。光的“波動(dòng)性”和“粒子性”之爭終于結(jié)束，歷史上第一次揭示微觀客體波動(dòng)性和粒子性的統(tǒng)一。通過類似相關(guān)史料的介紹，可以讓通過重演歷史發(fā)展過程明白，光的波粒二象性是如何一步步揭示的，幫助學(xué)生克服學(xué)習(xí)過程中的難點(diǎn)，激發(fā)非智力因素中的信心，提高學(xué)習(xí)效率。

物理學(xué)史料中不僅包含大量中外物理學(xué)家獻(xiàn)身科學(xué)，用頑強(qiáng)不屈的意志克服困難追求真理和理想的事跡，而且包含物理學(xué)發(fā)展史上各種不同“觀點(diǎn)”爭論和各種奇思妙想的產(chǎn)生過程及有趣實(shí)驗(yàn)。通過重演這些歷史過程，可以極大地挖掘?qū)W生非智力因素的潛能，提高學(xué)生智力活動(dòng)效率及課堂教學(xué)成效。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳曉荊.非智力因素的結(jié)構(gòu)及其與智力因素的關(guān)系[J].福州大學(xué)學(xué)報(bào)（哲學(xué)社會(huì)科學(xué)版），2002（1）.