浅谈新课程背景下物理学史的教育功能

　伽利略在研究落体实验中创立了运动学的基本理论，并把观察实验、数学推算和逻辑论证有机地结合起来，揭示了力和运动的本质联系，得到了落体定律和惯性定律。伽利略创立的这种研究方法有力地促进了物理学的发展。惠更斯继承了伽利略的研究工作，导出了单摆的周期公式和向心加速度的数学表达式，并对碰撞问题作了详细的研究，为作用和反作用定律的建立准备了条件。从哥白尼开始，经过第谷、开普勒、伽利略、惠更斯、笛卡儿等人前后约两百年的探索，才有牛顿站在巨人的肩膀上，天才地、创造性地总结出了万有引力定律和牛顿运动三定律。至此，完成了物理学上的第一次大综合，把自然界的机械运动归为一体。
　　
　　在回顾历史的过程中，让万有引力定律和牛顿运动三定律内容跟物理学史联系起来，让学生知道定律的来龙去脉，得到一个能够反映事物之间相互联系的、完整的认识，给定律增加了丰富的内涵，有助于学生对定律的内涵和外延的理解与掌握。
　　
　　三、物理学史加强科学研究方法教育，可培养学生的辩证唯物主义世界观
　　
　　物理学是一门实验科学。1901～1992年，共有142位物理学者荣获诺贝尔物理学奖，其中因实验而获奖的是103位。正如丁肇中教授所说：“物理学是从物理实验中产生的。”在实验课中引入物理学史，一方面是提高实验效果；另一方面是从历史上道出相关理论的产生、发展、验证和形成的过程，通过史料知识把相关的理论知识连成网络，形成知识面，从而可以使学生更好地理解物理学中理论和实验的辩证关系，物理学发展与社会生产和科学技术发展的辩证关系，使学生不仅理解物理概念、定律和原理这样一些科学成果，而且理解获得这些科学成果的基本过程。
　　
　　物理学最基本的研究方法是：假说——实验——理论（或新假说）。科学家在研究问题时，一般根据以往的观察、实验或各种实验得来的知识进行推断，得出初步的结论，这就是“假说”。为了验证假说是否正确，需要进一步“实验”，如果大量的实验结果证明假说是正确的，这种“假说”就上升为“理论”；否则，就要被修改、补充或放弃“假说”而提出“新假说”。“新假说”还要接受新的实验的检验，一旦新的实验证明“新假说”在某一领域不正确，就要被“更新的假说”所取代，这就是科学发展的一般规律。利用物理学史知识，结合教材，可以加强这方面的教育。如20世纪初关于原子结构模型的探讨就经历了这样一个历程。首先根据十九世纪末自然科学的三大发现，1904年汤姆生提出了原子结构的“葡萄干蛋糕模型”（假说）；1909年卢瑟福做著名的a粒子散射实验（实验），否定了汤姆生的假说，于1911年根据其实验提出原子结构的“太阳行星式模型”（新假说）；这个假说在解释原子结构的稳定性时遇到了困难，被玻尔的“能级模型”（更新的假说）所完善；玻尔的假说在解释较复杂的原子光谱时，又遇到了困难，不久又被“量子论模型”进一步完善（理论）。
　　
　　另外，每位科学家又有其研究问题的独特的科学方法。结合物理学史加强科学研究方法教育，可以逐步培养学生的辩证唯物主义世界观。
　　
　　四、运用物理学史可帮助学生澄清一些历史事实
　　
　　例如万有引力定律的发现，并不是从苹果落地的“顿悟”中产生的。早在十七世纪初，吉尔伯特、开普勒、伽利略等人就提出过天体间存在万有引力的思想。1654年，法国天文学家布里阿尔德奥已提出太阳对行星的引力和二者的距离的平方成正比的假说。在牛顿正式提出万有引力定律之前，1616年英国皇家学会已成立一个专门委员会研究重力问题。胡克、哈雷、雷恩在万有引力定律问题的研究上都作出了重大贡献。胡克已觉察到引力和地球上物体的重力有相同的本质；哈雷和惠恩也在1679年按照圆形轨迹，由开普勒第三定律和惠更斯的向心力公式证明了作用于行星的引力与它们到太阳距离的平方成反比。由于无法找到能证明吸引力与距离的平方成反比的普遍规律，哈雷于1684年8月还曾到剑桥大学向牛顿请教。牛顿在研究和概括前人的成果，并用数学方法对月球与地球间引力及运动规律作了大量的验证工作之后，于1685年提出了万有引力定律的表达式。这段历史的筒述，不但自然地结合了教材，更加重要的是澄清了历史事实，消除了学生头脑中关于“万有引力定律”是牛顿的偶然性创造的错误认识。
　　
　　五、物理教学中穿插物理学史，能使学生感到物理知识是特别有用的
　　
　　很多物理规律的建立不是孤立的和偶然的，而是社会发展到一定阶段的必然产物。万有引力定律和牛顿运动三定律的建立已说明了这一点。热力学第一定律、第二定律的建立，是在18世纪初期，在欧洲

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