大学物理教学中引入物理学使的途径和意义(2)

　　4在“大学物理”课程中引入“物理学史”的途径

　　为了探究在“大学物理”课程中引入“物理学史”的途径。笔者在哈尔滨工业大学（深圳校区）开设了16学时的“物理学史”通识选修课程，其中的内容涵盖如下：第一章古代物理知识（1.1古希腊时期的物理知识，1.2中国古代的物理知识，1.3欧洲中世纪与阿拉伯世界）；第二章力学的发展（2.1近代科学的萌芽，2.2运动学的奠基人—伽利略，2.3牛顿的贡献）；第三章光学的形成（3.1光学的历史概述，3.2光的波动说与微粒说之争，3.3光谱的研究，3.4光速的测定）；第四章电磁理论的建立（4.1人类对电磁现象的早期认识，4.2富兰克林对雷电的研究，4.3库仑定律的发现，4.4从静电到动电，4.5电磁学的创立，4.6法拉第的贡献，4.7麦克斯韦电磁场理论的建立，4.8电磁波的发现）；第五章热学发展史（5.1早期热学发展简述，5.2从量热学到热力学，5.3热力学第二定律的建立，5.4热力学第一定律的建立，5.5分子运动论与统计物理学）；第六章十九世纪末的三大发现（6.1物理学革命；6.2电子的发现；6.3天然放射性；6.4黑体辐射）；第七章狭义相对论的建立（7.1牛顿力学的危机；7.2从伽利略变换到洛伦兹变换；7.3爱因斯坦的相对论；7.4欧氏时空与四维时空）；第八章量子理论的建立（8.1紫外灾难和普朗克的量子假说，8.2光量子学与波粒二象性，8.3玻尔的原子结构理论，8.4量子理论的发展）。根据笔者的教课经验，16学时基本上能够覆盖上述内容，让学生对物理学历史有一个较为完整的了解。

　　“大学物理”课程是大学理工科的基础课程，其内容涵盖力学、电磁学、振动和波动、几何光学、热学、狭义相对论，量子物理和原子物理。比照“大学物理”和“物理学史”的课程内容，可以发现两者是相互契合的。相对于其他的物理专业课而言，“大学物理”这门课程知识覆盖面广，能够非常方便地将整个“物理学史”（从古希腊一直到近代）的主要内容与物理学科学知识进行融合。按照现在的教法，“大学物理”和“物理学史”被分成了两门课程，分别进行讲授，而且“物理学史”一般也不是必修课。笔者认为如果能够将“大学物理”和“物理学史”融合在一起进行讲授，教学效果会比单独讲授更好。此外，鉴于物理学史对培养学生科学精神起到的独特作用，应该把这部分内容作为必修的核心内容进行要求。根据高等学校物理基础课程教学指导分委员会编制的《理工科类大学物理课程教学基本要求》（2010版）相关要求，“大学物理”课程核心内容学时数不少于126学时。在这126学时的教学内容基本要求中，并没有对“物理学史”做出单独的要求。笔者建议将“物理学史”作为核心内容的一部分加入到《基本要求》之中，推荐学时为16学时。从而将总的学时从以前的“不少于126学时”，增加为“不少于142学时”。

　　5结语

　　西方的自然科学起始于公元前五百多年的古希腊。伟大的古希腊先贤们提出了许多光辉思想，如毕达哥拉斯的琴弦定律，德谟克利特的原子论，亚里士多德的物理哲学，阿基米德的杠杆原理和浮力定律等等。古希腊文明结束之后便进入罗马时代，罗马民族比较注重知识的实用性，在物理方面鲜有建树。而罗马帝国衰落后，欧洲便进入长达千年的黑暗中世纪时代，整个西方物理学的发展进入停顿状态。一直到十五世纪中叶，伴随着欧洲文艺复兴运动，西方物理学才得重新焕发生机，逐渐发展到今天的蓬勃局面．在这个曲折发展的历程中，逐步形成了西方科学的文化和传统。

　　与西方国家不一样，中国在历史上没有能够系统地发展出自然科学。这就导致在中国的文化中，缺少自然科学的成分。长久以来，我们对于如何培养学生的科学精神并没有经验可循。在这方面，物理学史能够给我们提供最原始的材料，从中可以了解科学研究的过程，学习研究方法，培养科学精神。物理学史以及其他的科学史对于中国学生的科学精神培养具有独特价值。这种价值在过去几十年中是被埋没的。我们呼吁将物理学史的作用发掘出来，将物理学史作为核心内容加入到《理工科类大学物理课程教学基本要求》之中，走出一条将物理学史与物理科学知识相互融合的教育之路。

　　致谢：本文在写作过程中，受到金晓峰教授的启发，在此表示衷心感谢！

　　参考文献

　　[1]郭奕玲，沈慧君.物理学史[M].2版.北京：清华大学出版社，2005.

　　[2]马文蔚，唐玄之，周永平.物理学发展史上的里程碑[M].南京：江苏科学技术出版社，1992.

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