李蓉　鄭浪

摘 要 物理學(xué)史在大學(xué)物理教學(xué)工作中起著至關(guān)重要的作用。本文從教學(xué)過程滲入物理學(xué)史能夠有助于學(xué)生理解物理基本概念、定理、定律；能夠啟發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)探究思想是建立；能夠培養(yǎng)學(xué)生的自然科學(xué)思維方式等幾個(gè)方面進(jìn)行了深入的闡述。

關(guān)鍵詞 大學(xué)物理 物理學(xué)史

《大學(xué)物理》這門課程是所有工科專業(yè)學(xué)生必修的一門物理基礎(chǔ)學(xué)科，大部分學(xué)習(xí)《大學(xué)物理》課程的學(xué)生通常只是一味地記公式或者記住解題思路而沒有真正理解其中的物理思想，不能真正地讓學(xué)生利用所學(xué)到的物理知識(shí)去解決他們自己所在專業(yè)和領(lǐng)域中遇到的問題.學(xué)習(xí)者會(huì)感到生澀和生硬，大學(xué)生感覺與他們的生活無關(guān)或者很少關(guān)聯(lián)，通過物理學(xué)史的講授，使學(xué)生了解物理學(xué)的發(fā)展脈絡(luò)，對(duì)物理學(xué)科的性質(zhì)、內(nèi)容、研究思路、研究方法及手段有全面了解，以培養(yǎng)學(xué)生的自然科學(xué)思維方式及創(chuàng)新思維。

法國著名的實(shí)證主義哲學(xué)家奧古斯特·孔德（Auguste Comte）說過：“要了解一門科學(xué)，必須知道它的歷史?！比绻蛔⒅貦M向地了解一門知識(shí)，而忽略追蹤這門知識(shí)的縱向演化，這是一種缺憾.不知道一門科學(xué)的歷史，就不可能透徹地理解它的現(xiàn)狀。因此，把物理學(xué)概念和定律的發(fā)展史滲透在物理教學(xué)中十分必要。

1有助于學(xué)生理解物理基本概念、定理、定律

我們在給學(xué)生講波動(dòng)光學(xué)這部分內(nèi)容時(shí)，因這部分內(nèi)容涉及到很多的對(duì)波動(dòng)光學(xué)發(fā)展有推動(dòng)作用的人物及跟這些人物有關(guān)的定理及實(shí)驗(yàn)。如：楊氏雙縫干涉、勞埃德鏡、牛頓環(huán)、邁克爾孫干涉儀、惠更斯-菲涅耳原理、菲涅耳衍射、夫瑯禾費(fèi)衍射、馬呂斯定律等。因此，我們在講述這部分內(nèi)容時(shí)就很有必要把波動(dòng)光學(xué)發(fā)展史給學(xué)生介紹，在介紹發(fā)展史的時(shí)候，這些人物及他們的成就也就帶出來了，當(dāng)我們再給學(xué)生講述課本內(nèi)容時(shí)，學(xué)生就不會(huì)再問老師我們?yōu)槭裁匆獙W(xué)習(xí)這些定理及實(shí)驗(yàn)，它們有什么作用。通過這段物理學(xué)史的介紹，可以激發(fā)學(xué)生對(duì)物理學(xué)的熱情，更好地調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)物理的積極性，為此后學(xué)習(xí)光的波動(dòng)的學(xué)習(xí)奠定了基礎(chǔ)。

2啟發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)探究思想是建立

我們在講述電磁感應(yīng)這部分內(nèi)容時(shí)，就很有必要跟學(xué)生介紹法拉第——電磁感應(yīng)現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)詳情，通過電磁感應(yīng)現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)的介紹，讓學(xué)生了解每個(gè)物理學(xué)家成功的背后都凝聚著汗水與艱辛，引導(dǎo)學(xué)生向偉大的物理學(xué)家學(xué)習(xí)，這樣能夠培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神、樹立正確的人生觀和價(jià)值觀。

我們在上課的時(shí)候可以穿插這樣一段物理發(fā)展史：在1820年奧斯特發(fā)現(xiàn)電的現(xiàn)象之后不久，英國實(shí)驗(yàn)物理學(xué)家法第即于1821年重復(fù)了奧斯特和安培的實(shí)驗(yàn)，并對(duì)磁棒的一極繞散導(dǎo)旋轉(zhuǎn)進(jìn)了研究，法拉第和奧斯特一樣，也篤信自然力的統(tǒng)一。1824年他提出了“磁能否產(chǎn)生電”的想法。

法拉第進(jìn)行了精細(xì)的實(shí)驗(yàn)，它把一根導(dǎo)線與電池相連，再平行放一根與電流計(jì)相連的導(dǎo)線（兩根導(dǎo)線用雙層紙隔開一一為了讓它們絕緣）。他認(rèn)為，如果電流是電流質(zhì)的運(yùn)動(dòng)，而且這種運(yùn)動(dòng)會(huì)作用于一個(gè)永磁體上，那么，在一根導(dǎo)線上運(yùn)動(dòng)的電流質(zhì)應(yīng)該使得它附近的另一根導(dǎo)線上不動(dòng)的電流質(zhì)運(yùn)動(dòng)起來，因而電流計(jì)會(huì)顯示計(jì)數(shù)。為了驗(yàn)證這一觀點(diǎn)，法拉第花費(fèi)近10年的時(shí)間做實(shí)驗(yàn)，但是沒有看到他預(yù)想中的現(xiàn)象。直到1831年8月問題有了轉(zhuǎn)機(jī)，法拉第把兩個(gè)線圈繞在一個(gè)鐵環(huán)上，線圈A接直流電源，線圈B接電流表。他發(fā)現(xiàn)，當(dāng)線圈A的電路接通或斷開的瞬間，線圈B中產(chǎn)生瞬時(shí)電流。法拉第發(fā)現(xiàn)，鐵環(huán)并不是必須的。拿走鐵環(huán)，再做這個(gè)實(shí)驗(yàn)，上述現(xiàn)象仍然發(fā)生，只是線圈B中的電流弱些。 為了透徹研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象，法拉第做了許多實(shí)驗(yàn)。1831年11月24日，法拉第向皇家學(xué)會(huì)提交的一個(gè)報(bào)告中，把這種現(xiàn)象定名為"電磁感應(yīng)現(xiàn)象"。法拉第飽嘗了各種辛酸，經(jīng)過無數(shù)次反復(fù)的研究實(shí)驗(yàn)，終于發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象。

通過這樣一段物理學(xué)史的講述，我們可以啟發(fā)學(xué)生，體會(huì)物理學(xué)家們在探索真理的過程中的經(jīng)歷和思想過程，注意到科學(xué)家的敏銳的洞察力—發(fā)現(xiàn)問題、發(fā)現(xiàn)新的現(xiàn)象，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。注重培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力，啟發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)探究方法。

3幫助學(xué)生開闊眼界，活躍思想

我們在大學(xué)物理課堂中滲入物理學(xué)史的學(xué)習(xí)，我們可以捫心自問，如果我自己處于那個(gè)時(shí)代遇到那樣的問題我會(huì)怎樣做，或者說今天我遇到類似的事情我該怎樣做？學(xué)習(xí)物理學(xué)史可以使我們眼界開闊，思想活躍。

我們在講解相對(duì)論知識(shí)的時(shí)候，可以提及牛頓的絕對(duì)時(shí)空觀和馬赫的批判。通過這個(gè)史料的講解，讓學(xué)生樹立起不迷信權(quán)威，堅(jiān)持自己認(rèn)為正確的想法。

牛頓為證明他的絕對(duì)運(yùn)動(dòng)的存在，舉了水桶旋轉(zhuǎn)的例子，牛頓用這個(gè)著名的“水桶實(shí)驗(yàn)”的例子雄辯地論證了“絕對(duì)運(yùn)動(dòng)”概念的合理性。

到了19世紀(jì)末，奧地利物理學(xué)家馬赫在他的《力學(xué)史評(píng)》中深刻地分析了牛頓力學(xué)的基本概念以及由其反映的機(jī)械自然觀，作出了尖銳的批判。馬赫還指出，絕對(duì)運(yùn)動(dòng)的概念是站不住腳的。他寫道：“牛頓旋轉(zhuǎn)水桶的實(shí)驗(yàn)只是告訴我們，水對(duì)桶壁的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)并不引起顯著的離力，而這離心力是由水對(duì)地球的質(zhì)量和其他天體的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)所產(chǎn)生的。如果桶壁來愈厚愈來愈重，最后達(dá)到好幾海里厚時(shí)，那時(shí)就沒有人能說這實(shí)驗(yàn)會(huì)得出什么樣的果?！?/p>

馬赫的精辟論述批發(fā)了流行二三百年的機(jī)械自然觀，示了學(xué)頓力學(xué)的局限性，在當(dāng)時(shí)的科學(xué)界和思想界中產(chǎn)生了很大震動(dòng)。愛因斯坦高度評(píng)價(jià)馬赫的批判精神，把他為“相對(duì)論的先驅(qū)?！?/p>

4結(jié)束

通過物理學(xué)史的學(xué)習(xí)，不但能增長見識(shí)，加深對(duì)物理學(xué)的理解，更重要的是可以從中得到教益，開闊眼界，從前人的經(jīng)驗(yàn)中得到到啟示。有助于學(xué)生理解物理基本概念、定理、定律；能夠啟發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)探究思想是建立；有助于學(xué)生開闊眼界，活躍思想等幾個(gè)方面進(jìn)行了深入的闡述。