青少年学生在升入大学之前,他们学习物理知识大体可划分为三个阶段:小学阶段,从自然常识课本中获得部分物理知识;初中阶段,开始接受较系统的物理基础知识;高中阶段,进一步学习内容更广泛,理论较为严密的物理知识。在这三个阶段中又交织着学生自己主动地从生活、生产实践、课外书籍、影视传媒以及科技制作等众多渠道感知的零星物理知识。这里,明显地存在两个非常关键的过渡,即从小学到初中的过渡和从初中到高中的过渡。前一过渡,直接关系到物理学的启蒙教育是否学有兴趣,愿意学与否的根本问题。那种照本宣科式的讲授,易把本来生动有趣的物理学变得枯燥乏味,有使学生丧失学习兴趣的危险;而深入浅出,形式多样的教学方式,一开始就能在学生幼小心灵里播下兴趣的种子,引导他们去扣开物理知识之门。对于后一过渡,因教师所面临的学习对象年龄增长,知识渐开,普遍有勤学好问,独立思考,深入研究的自觉要求,需要的不再是满堂灌式的讲授,渴望的则是引人入胜的启迪。有的教师,因教法单调呆板,常常在高一开讲力学不久就使学生对该门课的学习视弱畏途;而有的教师,对同类教材的处理,则善于从生活实际中的大量力学现象入手,把握住学生的心理特征和认识规律,辅之以必要的演示和实验,尤其能在教材承上启下之时,或难点突现之处,恰入其分地插入一些物理小故事和科学趣闻,导之以兴,授之以趣,故而受到随手拈来,自成妙谛的效果。由此可见,作为一个优秀的物理教师,不在于单纯地传授书本上的物理内容,而应善于激发学生的学习兴趣。这是藉以引导他们尔后进行深入学习和展开积极的物理思维的基础。

激发学生学习物理的兴趣的方法很多,而运用物理学史往往能收到事半功倍的效果。青少年学生最富于幻想,很少有保守思想。物理学家们进行创造性思维活动所特有的那种好奇心,好胜心和怀疑精神在学生中比比皆是。他们不愿意让现成的书本束缚住自己想象的双翼,而喜欢使自己的思想在书本之外的广阔天地里“上穷碧落下黄泉”,纵横驰骋。例如,教师在课堂做一个演示实验,学生关心的不全是得出课本上理所当然的结果,感兴趣的倒是要看着教师搞出面目全非的结论。一提到某位物理学家年轻时代的伟大发现,有些学生会激起一种“假如我也在那个时代又会怎样”之类的遐想。对于刚学物理的初二学生,教师在讲完运动和静止的相对性以后,可有意安排同学们阅读课本上从《关于托勒米和哥白尼两个体系的对话》一书中摘录的一段精彩论述。有的学生读罢便理直气壮地对教师说“这不可能!”。对于两千多年前亚里士多德关于“重轻不同的物体先后落地”。“力是推动物体运动的原因”等说法,未经认真思考的学生往往以为言之有理,甚至一下课便迫不及待地置轻重不同的两物体或用手推动静止的书本做起所谓“论证实验”来。这些生动的事例表明,学生的物理思维正是从类似的疑问或被问题触动而开始的。

基于学生的这种好奇心理,以及他们对将来投身祖国四化建设的远大理想,年轻人对科学家刻苦自学,潜心探究的趣闻被感兴趣。诸如伽利略在教堂里面对摆动的吊灯注目凝想;牛顿由苹果落地联想到万有引力;阿基米德在澡盆中顿悟浮体规律;爱迪生坐在鸡窝里“孵蛋”;少年时代的爱因斯坦陷入“追光”问题的深思中等等不胫而走的传说,即使物理教师不作介绍,学生们也是略知一二的,我们在物理教学中未尝不可以运用类似的史料来让科学家“现身说法”,以在物理现象与学生的学习兴趣之间连通一个思维的导线。这对新课的引入、重点难点的突破、后进学生的激励、“第二课堂”的开辟都是大有裨益的。比如,在讲述磁现象时,我们就可用孩提时代的爱因斯坦在看过父亲拿来的一个罗盘后,便唤起他自幼即欲探索自然奥秘,“打破沙锅问到底”的求知精神,以之诱导学生透过物理现象,寻求其本质规律。若无浓厚的兴趣和坚强的毅力是难于成功的。

当然,对学生学习物理兴趣的激发未必时时,事事言必称牛顿、爱因斯坦。可充分运用我们祖先在物理学方面的真知灼见,以及解放后我国物理学突飞猛进发展的伟大成就对学生进行开导,兼而能收到爱国主义教育,振奋民族精神之效。在我国古代文明的智慧宝库里,关于这方面的史料是异常丰富的。例如,中国古籍《尚书纬考灵曜》中关于相对性概念的叙述“地恒动而人不知,譬如人在大舟中闭牖而坐,舟行而人不觉”就早于伽利略关于封闭船舱内发生的力学现象的一段描述至少约一千五百年。又如,高一学生学过牛顿三大定律后,深为牛顿的惊人成就所拜服,倘若物理教师能针对学生的这种敬佩心理而引出愿在两千年以前墨翟所着《墨经》一书中早有“力,行之所以奋也”(形,指物体,奋就是加速的意思),“力,重之谓”(物体有重量,是力的表现之一)等论述,即令学生叹为观止,强烈的民族自豪感油然而生。教学经验丰富的物理教师再讲到人造卫星,原子弹,导弹等现代科技成就时,顺便将我国在有关项目研制试验成功的喜庆日子也让学生记在本子上,这是不无道理的,同样具有异曲同工之妙。一些基础较差的学生在学习物理遇到暂时困难时,不是悲观丧气,就是抱怨“物理等于无理”,以至慨叹自己天生愚笨,不是学物理的材料。面对这种情况,教师除从先天素质与后天勤奋的辩证关系上晓之以理外,若能追溯并列举物理学史上中国人(或外籍华人)的杰出贡献对学生动之以情,其教育说服力也是很巨大的。这种寓史于教,史教相融,启发的教学方法显然是应当加以提倡的。