本文已在《中学物理教学参考》发表

普通高中新课程标准与物理学史教育
武汉市第六中学 殷静 邮编：430012

当前，物理学史教育常常表现出如下几个方面的问题：
1、物理学史以小故事的方式出现，由于教师相关知识不足，所讲故事往往断章取义，零散而缺乏整体性。
2、历史故事的引用动机是“德育渗透”，用科学家的故事来做思想政治工作，引起学生的反感。
3、盲目的塑造天才的历史人物。盲目造神的结果拉大了学生与科学的距离。
4、片面的批判错误的物理学理论。忽视其内在的合理性与历史功绩。
笔者认为：我们需要在高中的物理的教学过程中全面的、系统性的、主动的加入物理学史的教育。本文仅仅通过几个例子来展示物理学史教育将如何在培养学生的科学素养、促进三维目标的达成方面起到积极的作用。
一、 通过物理学史再现物理发现对社会生活的影响
新的课程标准非常强调物理学知识与日常生活的联系。众所周知，电磁波在今天的日常生活中占有举足轻重的作用。但是如果我们回顾从电磁波的发现到投入实际应用的这一段历史，我们就会更加深切的感受到这个“巨大推动”的过程。从中可以学到很多东西。
1831年法拉第发现电磁感应
1861－1865麦克斯韦尔从理论上预言了电磁波的存在
1887年赫兹在自己的实验室里发送和接受了电磁波。但是当问及他的工作的意义的时候，他说："Nothing, I guess… I do not think that the wireless waves I have discovered will have any practical application." （我不认为我发现的电磁波能够有任何实际的应用）
1894年11月Jagdish Chandra Bose首次远距离使用无线电引爆炸药。这是首次远距离实验，不过他没有商业推广他的技术。
1897年Marconi成立无线电报信号公司。这个公司经过多次改名和收购，2006年Marconi商标和公司的主要资产被爱立信收购。
相比直接要求学生认同电磁学的发现对现实生活产生了重大的影响，这一史实显得更加生动和耐人寻味。她让我们深刻的感受到：
1、应用一个物理发现并不是一件简单的事情，它需要很多人的努力。比如，尽管电磁波的很多性质都是赫兹发现的，但他本人就没有看到这一发现的应用价值。
2、商业应用和专利申请在科学技术转化为生产力过程中的推动作用。
二 、用历史的观点评价错误的物理学理论
教学过程中，我们通常把重点放在让学生掌握正确的知识和结论上，即使提及错误的观点和失败的尝试，也是为了佐证正确观点的来之不易。笔者读中学的时候就经常有下面的困惑：亚里士多德关于力和运动的观点是错误的，关于微观世界的描述也是错误的，他为什么能够被称作伟大的哲学家呢？他一定有积极和进步的观点，或者他的观点中有合理的地方，可那又是什么呢？
新的高中物理课程标准强调过程和方法。要学习“过程”最好的老师就是历史。比如：学习过牛顿定律的人都知道：力不是维持物体运动的原因，正如没有推力，箭也能在空中飞行。亚里士多德真的如此武断？以至于没有注意到飞行的箭吗？实际上，在他的年代也有人质疑这个问题。亚里士多德解释说：由于箭的运动，在箭的后面形成了一种“真空”。这个“真空”推动箭前进。虽然这个解释现在看来很可笑，但是在两千三百多年前，这个解释代表了深入的观察和思考。
我认为：学生只有认识到对真理的探寻是没有尽头的，才能激发更大的探索和学习的热情。要让学生明白：物理学的进步，人类社会的发展是一个继承与超越的渐进过程。
三、用历史的观点看待物理学理论的更替，帮助学生树立正确的科学观
将高中物理教学的目标定义为对“科学素养”的培养是非常恰当的。并不是所有的学生都会从事与科学技术相关的工作，但每个学生都需要一个正确的科学观。
下面这段历史是物理学历史上的一段佳话。
1821年Alexis Bouvard观测到天王星的运动轨道与牛顿引力理论计算的结果不一致，进而猜测存在一个未知天体扰动了天王星的轨道。
1846年9月23日在Le Verrier的催促下柏林天文台的Johann Gottfried Galle和Heinrich d’Arrest在Le Verrier制定的区域发现了这颗新的行星，海王星。
这个例子生动的展现了成功的物理学理论的威力——它指导人们做出新的发现。
通常我们讲，实验“验证”了理论。其实这个问题远比想象的要复杂。如果我们观测到与理论预言不一致的结论呢？是不是就表明这个理论不正确呢？在海王星的发现之后，有长达将近100年的时间，天文学家观测的水星轨道与物理学家通过牛顿力学理论计算所得不一致。这个著名的反例并没有阻碍牛顿力学成为经典理论并在社会生活的众多方面大放异彩。直到爱因斯坦的广义相对论成功的解释了这个偏差，取代牛顿体系成为解释天体运行的理论。
回顾这段历史，可以引起学生对科学的深入探讨。对提高科学素养，用历史的观点看待物理学理论的更替，塑造科学世界观有很大的帮助。
以上我们通过三个小例子，展示了物理学史教学在培养学生科学素养的三个维度，尤其是情感态度与价值观方面能够发挥的作用。这仅仅是一个尝试，更多的教学案例还需要在实践中不断的发展。但是我们相信，系统全面的加强物理学史教育，将它有机的与物理课教学结合起来，是利用新课程标准培养具有科学素养的人才的重要途径。