再论奥斯特实验的教育功能

　　摘 要：奥斯特实验的发生、发展的历史过程，也是一个完整的科学探究，再深入探究，并且在众多方面取得重大成就的过程，这个过程对提高学生的科学素养很有帮助。如果我们的教师能将它告诉学生，相信我们的学生一定会对科学家的整个探究过程、科学的思考方法、科学家艰苦卓绝的努力工作，都会有一个深刻的认识，也一定会对提高学生的科学素养有巨大的帮助作用的。我们应当在物理教学中培养学生的好奇心，培养学生献身科学的探索精神，培养学生的科学素养。
　　关键词：奥斯特实验；教育作用；科学素养
　　中图分类号：G712 文献标识码：B 文章编号：1002-7661（2016）19-241-01
　　就奥斯特实验，安培曾写道："奥斯特先生……已经永远把他的名字和一个新纪元联系在一起了。"凡是学过物理的人都应该对奥斯特实验有所了解，都知道这个实验对电磁学、物理学的发展产生的巨大作用，都清楚它对科技进步、社会发展产生的重大影响。奥斯特的发现揭开了物理学史上的一个新纪元。奥斯特实验的发生、发展的历史过程，也是一个完整的科学探究，再深入探究，并且在众多方面取得重大成就的过程，这个过程对提高学生的科学素养很有帮助。今天我想就奥斯特实验的历史谈谈它的教育功能。
　　一、奥斯特实验是一个伟大的划时代的实验
　　在1821年，奥斯特公布他的研究成果之前，大学教材里有电学和磁学两门课程，人们已经对静电、电流的磁现象、原理、作用有了初步的认识，也注意到电现象和磁现象有很多相似的地方，如：电有正负两种电荷，磁有南北两个磁极；电荷间的作用规律是同种电荷相互吸引，异种电荷相互排斥，磁极间的作用规律是同名相斥，异名相吸；1877年，库仑发明了扭秤，并用扭秤测量了静电力和磁力的大小，发现二者也具有相同的规律；富兰克林研究发现莱顿瓶放电时能使放在旁边的钢针磁化。这些现象使得很多科学家猜想电与磁之间应该是有联系的，奥斯特就是其中之一。
　　奥斯特早在读大学时就深受康德哲学思想的影响，认为各种自然力都来自同一根源，可以相互转化。他一直坚信电和磁之间一定有某种关系，电一定可以转化为磁。自1819年上半年开始，奥斯特一面担任大学里电学、磁学讲座的主讲，一面继续研究电、磁现象及二者之间的关系。1820年4月，在一次讲演快结束的时候，他把一条非常细的铂导线接在电源上，放在导线下方的一根用玻璃罩罩着的小磁针，在接通电源的瞬间，摆动了一下。这一动，使有心的奥斯特喜出望外， 竟激动地在讲台上摔了一跤。之后，奥斯特花了三个月时间深入研究，做了许多次实验，并将所有的实验现象总结归纳，于1820年7月21日公开发表了《论磁针的电流撞击实验》的论文，宣布了实验情况。
　　奥斯特将导线的一端和伽伐尼电池正极连接，导线沿南北方向平行地放在小磁针的正上方，当电路接通时，磁针立即发生了摆动。把木头、玻璃、石块、松香等非磁性物质放置在导体和磁针之间，甚至把小磁针浸在盛水的铜盒子里，磁针照样会发生偏转。奥斯特还发现通电直导线周围的小磁针以导线为圆心摆成一圈，当导线中电流的方向变化时，磁针偏转方向也相反了。奥斯特把这种现象解释为“电流冲击”现象。奥斯特的研究，证明了电能生磁、电和磁是互相联系的，从此大学才有了电磁学这门课程，也由此开启了电磁学时代、第二次科技革命。
　　二、奥斯特实验巨大的教育作用
　　有关奥斯特实验的这段历史，是众多科学研究过程的典范，如果我们的教师能将它告诉学生，相信我们的学生一定会对科学家的整个探究过程、科学的思考方法、科学家艰苦卓绝的努力工作，都会有一个深刻的认识，也一定会对提高学生的科学素养有巨大的帮助作用的。
　　1、成功是给予有准备的人的
　　成功，是世界上每个人都渴求的，有的人穷其一生也寻不到它的踪影，有的人却能收获成功，究其原因，是因为我们要做好准备再出发。著名作家张洁在她的一篇散文里说道：“找到水源却发现没有带上盛它的容器”也说明了这个深刻的道理。与其说奥斯特发现“电流的磁效应” 是偶然发现不如说是必然结果。奥斯特在实验之前，就坚信康德自然力是可以相互转化的哲学思想，他也注意到电和磁之间有众多相似的特性，自己也在这方面进行了长时间的研究，只有这样，小磁针轻轻一动，他才能发现电能生磁。任何成就的取得都是长期努力的结果，机会都是给有准备的人提供的，绝对没有天上掉馅饼好事。
　　2、成功是对坚持努力的人的回报
　　每个人都希望成功，但成功的道路并不是一帆风顺的。电流的磁效应作为一项伟大的发现是由奥斯特发现的，有不少科学家也提出了“电能生磁，那么磁也应该可以生电吧？”这样的猜想，并进行了大量的实验研究，但都因为各种原因失败了，放弃了；法拉第坚信这种猜想，并且调整指导思想，设计了各种实验，整整努力地研究了十年，经历了无数次的失败，最终发现了对人类社会产生巨大影响的电磁感应现象，并发明了发电机。小小的水滴，力量看似很小，但是日积月累，最终会滴穿石头，法拉第用整整十年的时间，坚持不断地进行试验，终于啃下了这块硬骨头，获得了别人没有的成功！
　　3、成功是給予善于发现有用信息并有能力的人的
　　奥斯特公布了他的实验后，很多科学家都不单重复了他的实验，还对实验进行了仔细的分析，有的对各种形状的通电导体的磁现象进行研究，有的反向思考—若磁体不动通电导体是否也能运动？有的逆向思维—磁能否生电？按照不同的思路进行了深入的研究，并取得了不同的研究成果。这些人都有一个共同的特点：他们善于发现一些对自己有用的信息，并且他们在自己的领域，都是十分杰出的优秀人士。我们也应该向他们学习，善于在众多的信息中挖掘出对我们有用的信息，并进行科学的分析研究，最终一定会取得有用的成绩的。
　　奥斯特的发明不仅推动了物理学的发展，也给了我们一个很大的启示：我们应当在物理教学中培养学生的好奇心，培养学生献身科学的探索精神，培养学生的科学素养，我们还要让学生明白任何一项伟大的发现都需要漫长的积淀过程，只要付出努力，每个人都会有所收获。
　　参考文献：
　　[1] 奥斯特实验的意义[J]. 宇燕. 青岛大学学报（自然科学版）. 2001（02）
　　[2] 伟大的科学家、教育家H.C.奥斯特[J]. 杨建邺，刘剑波. 科学技术与辩证法. 2012（03）
　　[3] 物理学史简明教程[M]. 北京师范大学出版社 ， 陈毓芳，邹延肃编， 1986

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