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高中物理教学中引入物理学史背景之谈

中学物理教学中引入物理学史背景之谈
刘伟
物理学史教育融入物理教学的研究由来已久,在西方发达国家中,尤其是美国早在上个世纪五六十年代就已经开始了对于物理教学和物理学史教育的研究,我国相对于国外稍晚了一些,开始于上个世纪八十年代。

了解国内及国外一些国家的研究成果及发展最新状况,同时认识到自身的不足,有利于我过更好的研究和发展物理学史教育。

1.国外研究概况
在国外的很多国家专门研究物理教学和物理学史教育的不多,但研究基础教育中利用科学史教育的却不胜枚举。

上世纪50年代末,英国学者斯诺(C.P.Snow)指出,在“科学文化”和“人文文化”之间存在着一条相互不理解的鸿沟,而这种文化的分裂对社会则是一种损害,一种损失。

他认为产生文化分裂的主要原因之一就是我们对专业化教育的过分推崇,从而,要改变文化分裂的现状,唯一的方法就是要改变现有的教育制度和教育方法。

他关于“两种文化”问题的提出,致使许多科学史家和教育家都是将科学史视为联结科学文化和人文文化之间的一座重要的“桥梁”。

后来美国科学史学科的奠基人萨顿也明确地提出,可以将科学史作为联结科学文化和人文文化之间的一座重要的桥梁。

在斯诺、萨顿之后,两种文化的问题在教育界已成为一个恒久的话题,通过对教育的改革来弥合两种文化间的分裂也成为许多国家教育家们努力的方向。

虽然在如何做的问题上,讨论一直延续至今,但在总的方向上,各国已基本上达成了一种共识。

二十世纪70年代,联合国教科文组织国际教育发展委员会在其著名的报告《学会生存一教育世界的今天和明天》中在第一部分就提出“历史对于教育具有强烈的影响,教育的发展是社会历史发展的一种功能;教育带有许多过去的遗迹;教育应为历史做好准备并将有助于创造历史”;“合理的教育学说必须以下列准则为根据:目前的社会与未来的社会能够或将能证明科学与技术本身并不是目的,它们的真正目标是为人类服务。

”这份报告一方面强调科学教育的重要性,另一方面也体现出与传统不同的教育目标:“科学与技术必须成为教育事业基本的组成部分;科学与技术必须同一切儿童、青年或成人的教育活动结合起来,以帮助个人既控制自然与生产的力量,也控制社会的力量,并从而控制他自己,控制他所做出的决定和他的行为。

最后,科学和技术还必须帮助人类养成科学精神,因而使他能促进科学而不致为科学所奴役。


美国更是在物理学史教育方面研究较为深入的国家。

从上个世纪60年代起,科学技术的迅猛发展促使美国向传统教育发起了挑战。

在这期间,哈佛的卢瑟福和沃森领导编写了<<哈佛物理教程>>,其中结合了相当数量的史料,与其他只讲述物理知识的窄条式课程结构的教材相比,这部教材吧最基本的物理科学史,科学哲学和概念规律融为一体,用深入浅出的叙述把重要的物理概念,理论体系的演变过程把人类对物质世界的认知活动作为一个整体展示给学生,在当时产生了广泛的影响。

这部大量利用科学史内容,具有明显人文取向的教程成为在美国最有影响的物理教程之一。

到了80年代,美国物理学史分会成立,它极大的促进了物理学史的研究和物理学史与物理教学的结合。

在1989年出版的《面向全体美国人的科学——2061计划》的总报告中,第10章专门论述了“历史观点”的问题,并且说明了包含一些历史知识的建议理由。

1994年,美国国家研究委员会理事通过了一个研究和制订美国科学教育标准的计划。

这项研究的最后成果是一。

在1994年,美国国家研究委员会理事会通过了一个研究,并制定了美国科学教育标准计划。

这项研究的最后一个成果是一份题为<<国家科学教育标准>>的内容详尽的报告,尤其是在其科学内容标准部分,针对从幼儿园以后直到高中的不同阶段的教育,报告分别对科学探索,物理科学,生命科学,地球和空间科学,科学与技术特别是科学的历史及本质几个部分,制定了明确而详尽的教学标准和要求。

关于历史的观点,<<国家科学教育>>还规定了具体的要求,这是美国科学史教育上的里程碑。

当然,在教学中引入史料的实践并不是一帆风顺的,在发展的过程中产生了不同的观点。

在两次具有影响意义的有关物理学史与教学的国际会议上还出现了争论的高潮。

一次是1970年在美国麻省理工学院召开的“物理学史在物理教学中的作用国际工作讨论会”,这次会议争论极其激烈,在物理学史与物理教学结合的问题上未达成一致意见,归纳起来主要有下述三种观点(1)物理学史与物理教学不能结合,应当分开设置;(2)对于不同的学生,引入物理学史的效果不同;
(3)物理教学必须结合物理学史。

另一次是1983年在意大利Pavia召开的“物理学史用于物理教育革新国际会议”,这次会议从科学研究人员应具有的科学素养的角度出发,认为现代科学教育面临的最大任务之一,就是尽可能使教学中的概念努力去接近科学研究成果中的概念,并且从这个意义上指出,科学史可以发挥巨大的作用,能告诉学生科学的过去、现状与发展趋势。

这些观点的提出在世界范围内促进了物理学史与物理教学结合的交流和研究。

争议尚且存在,任何事物都有其“双刃剑”,利用的得当就会造福人类为我所用;相反就会产生消极的影响。

同样对于研究物理教学中的学史教育,我们应该致力于研究其如何更好的促进物理教学。

如今在国外现有的科学教育中,用各种手段增加科学史教育,已经成为各国学者广泛研究的趋势,对于我们物理学科而言,在物理教学中进行物理学史教育势在必行。

2.国内研究概况
我国对物理学史教育与教学关系的研究起步较晚,与国外同类研究相比还存在一定的差距。

我国最早的关于物理学史方面的教学研讨开始九十年代,国家教委高教司于1990年10月在北京召开了首届物理学史与物理教学讨论会,与会者从多方面论述了物理教学中采用逻辑方法与历史方法的统一性和可行性,介绍了物理教学中引入物理学史的具体做法和实际效果,特别是在挖掘和开拓物理学史的教育功能方面,交流了不少成功的经验。

1997年5月12日至16日,在江苏省苏州市召开了中国第九届物理学史学术年会。

会议着重阐述了物理学史研究的意义,回顾了20世纪以来物理学的发展历程,论述了古今中外物理学史渗透入大中院校的物理教学,对促进当今物理教学改革的重要意义。

会议期间,还对如何进一步办好专业学术期刊—《物理学史》、《物理学史丛刊》及其出版、发行等问题进行了讨论和规划。

进入二十一世纪后关于物理学史与教学之间关系的研究才开始被越来越多的学者和专家所重视,这期间涌现出大批具有积极影响和实践价值的观点,文章。

如赵凯华在<<挖掘与开拓——关于在物理教学中引入物理学史的几点看法>>一文中提出了在教学中引入物理学史的几大原则,颇具指导性意义。

申先甲先生的<<谈谈物理学史在素质教育中的作用>>一文中,首次从科学教育目标的三个层次,“即效作用”,“中效作用”和“长效作用”的角度论述物理学史对实现物理教育目标中的重要作用。

文章中还精辟的论述了物理学史对于培养学生的科学素质及创新素质方面的作用,字字珠玑,对于我们今后研究物理学史在教学中的实践起着推波助澜的作用。

此外还有徐天华的<<物理教学中的方法论教育>>,孙慧娟的<<物理学中的形式美及其在教学中的渗透>>从美育教育的角度对物理学史教育的功能进行剖析。

总的来说,我国当前物理学史方面的研究重点是从物理学的发展中研究物理学家在探究中使用的方法;从物理学的发展中总结物理学的研究方法;研究物理思维的形成及重要的实验,以及重要的概念规律的确立。

与国外的研究相比存在
差距,对于物理学史教育与课堂物理教学之间的关系如何进行系统研究,有怎样的行之有效的策略,这还需要广大教育工作者和一线教师共同努力去探索和研究。

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