趙芬

摘 要 科技的飛速進(jìn)步帶來了更加復(fù)雜的知識體系，現(xiàn)階段物理教育遇到了學(xué)習(xí)內(nèi)容加深、加多，有限的教育時間如何追隨看似無盡的知識海洋成為教育的難點。然而應(yīng)現(xiàn)代社會對人才素質(zhì)要求的進(jìn)一步提升，如何平衡復(fù)雜的知識網(wǎng)絡(luò)理解難度與人才多方面素質(zhì)培養(yǎng)的矛盾進(jìn)一步加重了教育者肩上的負(fù)擔(dān)。追本溯源來看，內(nèi)容更加豐富，體系越發(fā)龐雜的知識理解與學(xué)生道德品格、文藝審美、創(chuàng)造能力等素質(zhì)的培養(yǎng)擁有本質(zhì)的共通之處——即思維能力的構(gòu)建。而借鑒追隨物理學(xué)史中先賢思維創(chuàng)建的歷程對于物理教育中學(xué)生創(chuàng)新思維創(chuàng)造能力的建構(gòu)意義重大。本文將結(jié)合現(xiàn)代人才素質(zhì)要求詳述物理學(xué)史在物理教育中的價值體現(xiàn)。

關(guān)鍵詞 物理教育 物理學(xué)史 科學(xué)素養(yǎng)

中圖分類號：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

0前言

科學(xué)的產(chǎn)生是人們從愚昧走向?qū)嵺`驗證真理的一個漫長過程，科學(xué)史的演化正體現(xiàn)著先賢們不斷進(jìn)步的思維發(fā)展過程?，F(xiàn)階段科技的發(fā)展邁入了更新階段，對于科學(xué)人才的要求更加注重其科研思維能力的創(chuàng)建。

物理學(xué)史對于物理教育的積極作用體現(xiàn)在多方面，尤其是科學(xué)家在追尋真理與實驗創(chuàng)建時，其優(yōu)秀的思維過程對于學(xué)生科學(xué)思維與素質(zhì)培養(yǎng)有極高的借鑒價值。讀史可使人明智，物理學(xué)史在教育中的重要作用需要引起教育工作者的重視。

1加入科學(xué)演化史優(yōu)化教育過程

傳統(tǒng)的物理教學(xué)重點在于邏輯、內(nèi)涵的理清與基礎(chǔ)知識的運用，具體的教學(xué)過程多注重知識點概念理解，輔助以大量的習(xí)題，強(qiáng)調(diào)了學(xué)生的基礎(chǔ)知識記憶與運用能力。然而這樣的教學(xué)模式對于學(xué)生科學(xué)思維的構(gòu)建與物理所能帶來的現(xiàn)實問題解決能力的培養(yǎng)作用有限。

真正的教學(xué)過程應(yīng)當(dāng)在教師的指引下，通過教育手段，不但使學(xué)生理解領(lǐng)會基礎(chǔ)科學(xué)知識，同時體會到科學(xué)之美，能夠暢游在物理學(xué)的海洋中，對于現(xiàn)實生活中的諸多現(xiàn)象有自己的思考發(fā)現(xiàn)。物理是一門與現(xiàn)實生活關(guān)系密切的學(xué)科，其教育應(yīng)當(dāng)注意學(xué)生是否能將所學(xué)知識加以運用，不會輕易被生活經(jīng)驗影響真理的確證。例如在講解鐘擺在擺動時于任意位置切斷其牽引線而鐘擺的運動將會產(chǎn)生什么變化時，考察的就是學(xué)生是否會被觀念中的生活經(jīng)驗影響，而無法做出正確的力學(xué)判斷。而在具體的教學(xué)實踐中，學(xué)生也確實忽視了在切斷引繩瞬間物體具有速度的前提條件，而導(dǎo)致錯誤率較大。

實際上，縱觀物理學(xué)史中科學(xué)家對于科學(xué)理論的發(fā)現(xiàn)與確證是沿著一定的軌跡與漫長的實踐過程來的，與初次接觸物理學(xué)的學(xué)生類似，科學(xué)理論的發(fā)現(xiàn)也是在觀念中生活經(jīng)驗與實際現(xiàn)象產(chǎn)生矛盾中出現(xiàn)的，經(jīng)過不斷地驗證最終成為指導(dǎo)生活的重要理論體系。例如力學(xué)由牛頓時代的三定律發(fā)展至靜電力學(xué)、磁場力學(xué)，又繼續(xù)深入微觀粒子的內(nèi)部發(fā)展出來量子力學(xué)，科技的進(jìn)一步發(fā)展造就了更優(yōu)質(zhì)的生活水平。而教育在闡述這樣的連續(xù)而漫長的科學(xué)發(fā)展時，給予學(xué)生的不應(yīng)只是看似固化的定理，而把目前還具有發(fā)展價值的理論猜想摒棄掉。教育只能展示若干階段的知識，然而雖然學(xué)生只能接受到一個相對固定的學(xué)習(xí)層次，但教育者深諳物理學(xué)演化史則能把握住教學(xué)內(nèi)容，給予學(xué)生重要的學(xué)習(xí)空間，提高知識體系相互連接的可能。

2深化物理學(xué)史內(nèi)容構(gòu)建研究思維

2.1培養(yǎng)物理學(xué)習(xí)興趣

物理學(xué)基于生活的觀察，由具有強(qiáng)大好奇心與智慧的先賢集體創(chuàng)造而成，是一門可以令研究者興奮、激動的學(xué)科。然而傳統(tǒng)的教育很少能將這種科學(xué)家在發(fā)現(xiàn)問題，尋找方法的困惑、得到結(jié)果后的激動與實驗失敗的挫敗感等諸多人性情感體驗展示給學(xué)生。教學(xué)模式只關(guān)注定理知識，硬生生將物理變成與人類生活情感沒有關(guān)系的冷冰冰的科學(xué)研究。學(xué)生無法在這樣的將物理放在高位，將真理與個人分割開來的學(xué)習(xí)中體會到科學(xué)研究令人激動的美感，更遑論主動產(chǎn)生學(xué)習(xí)研究的興趣。

物理理論的發(fā)現(xiàn)過程與人與生活都是分不開的，而這一點只有通過物理學(xué)史的深刻教育才能使學(xué)生體會到科學(xué)與他們自身之間的距離有多么微小，科學(xué)就在身邊，智慧、研究并不是極少數(shù)高智商者的專屬，而是全體人類所共有的求知需求。那些定律所代表的也不僅是一個個公式，如歐姆定律、阿伏伽德羅常數(shù)等，它們背后凝結(jié)著科學(xué)家對于真理的無限探索與努力，包含著對于知識無限渴求與極高的樂趣取向。唯有在教學(xué)中深化物理學(xué)史的內(nèi)容，將科學(xué)發(fā)現(xiàn)發(fā)展確證的過程聲情并茂的傳達(dá)給學(xué)生，才能讓他們認(rèn)識到物理與生活的距離有多近，才能毫無顧忌的探索真理，并在其中體會到科學(xué)家們所體會過的喜樂。

2.2構(gòu)建科研思維

日常課堂上，我們不僅僅是向?qū)W生灌輸物理概念規(guī)律以及表達(dá)式，更應(yīng)向?qū)W生講解這一發(fā)現(xiàn)背后的思考過程，引導(dǎo)學(xué)生向這種思考模式靠攏。在這個過程中，他們的思維能力會得到長足的發(fā)展，籍此明白正確的科研思維在物理學(xué)中不可或缺的作用。

傳統(tǒng)教育通常只會向?qū)W生灌輸定理知識，要求學(xué)生記憶理解，這樣的概念化完全抽象化體系化的教學(xué)方式將學(xué)生大腦完全塞滿，幾乎不留空白地讓學(xué)生進(jìn)行思考。而這樣的教學(xué)方式只能將已固化用來指導(dǎo)生活的理論進(jìn)行了強(qiáng)制記憶學(xué)習(xí)，對學(xué)生科研思維的建立并無明顯益處。這樣造成的結(jié)果是只有極少數(shù)高智商學(xué)生才敢進(jìn)一步踏入物理學(xué)之門，又有相當(dāng)多的學(xué)生在被動接受與物理背后真正動力相背離的灌輸式教育后徹底離開了科學(xué)研究領(lǐng)域，這無疑是人才的流失，教育的失敗。

而當(dāng)教學(xué)內(nèi)容中引入物理學(xué)史，學(xué)生們可以通過借鑒科學(xué)家的研究思路，開發(fā)其發(fā)現(xiàn)問題，想象與實踐解決的思維與能力。例如在教授氫原子能級公式的推導(dǎo)內(nèi)容時，可以將玻爾的研究思路展示給學(xué)生，同理在原子核力的研究思路中展現(xiàn)湯川秀樹的投球想象過程有助于學(xué)生發(fā)散思維進(jìn)一步擴(kuò)展科學(xué)研究思路。物理學(xué)史中不止有科學(xué)家的發(fā)現(xiàn)與想象，還有能夠輔助課堂教學(xué)的模型、工具，這些科學(xué)家們曾利用于思維輔助的工具同樣可以應(yīng)用于物理教育中，進(jìn)一步加深知識理解，構(gòu)建科研思維能力。

2.3教學(xué)中的人文素養(yǎng)

人們常說：文學(xué)和科學(xué)之間的關(guān)系如同地球上的冰峰與火山，彼此間更是互不相容。而造成這一現(xiàn)象的原因只要是彼此孤立、彼此歪曲、彼此排斥，如若他們能夠嘗試著去了解對方，理解對方，結(jié)局就會大不相同。

對于這種共性的缺失，以前人們只能搖搖頭，徒嘆奈何。但隨著物理學(xué)的產(chǎn)生，這一現(xiàn)狀得到了巨大的改善，準(zhǔn)確地說，物理學(xué)將他們緊緊聯(lián)系在了一起。在物理學(xué)史的教學(xué)過程中，人們常常會講解其發(fā)展史上人文教育的作用，又借文化與精神的學(xué)習(xí)豐富了課堂內(nèi)容，促進(jìn)學(xué)生形成正確的科學(xué)素養(yǎng)。通過學(xué)習(xí)物理學(xué)史上對人類生活造成方方面面的影響，讓學(xué)生明白科研好的一面和不好的一面，深刻認(rèn)識到它們對環(huán)境造成不可修復(fù)的危害，從而樹立保護(hù)生態(tài)環(huán)境和地球生活的觀念，增強(qiáng)學(xué)生對社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的認(rèn)識，做到科技與社會和諧、可持續(xù)的生態(tài)發(fā)展。在科學(xué)教育與人文教育共同進(jìn)行的教學(xué)模式下，學(xué)生將不僅著眼他們學(xué)習(xí)的某一處某一點，而是將更多與之相關(guān)的因素的考慮進(jìn)來，做到協(xié)調(diào)統(tǒng)一和可持續(xù)發(fā)展。同時豐富學(xué)生內(nèi)在的精神世界，達(dá)到人文與科技和諧共存的良好狀態(tài)，在科技和社會發(fā)展中保持一顆清醒的頭腦。

3物理學(xué)史顯現(xiàn)科學(xué)之美

3.1科學(xué)理論背后的哲學(xué)內(nèi)涵

哲學(xué)是引領(lǐng)眾學(xué)科研究的指導(dǎo)學(xué)，而位于科學(xué)之首要地位的物理學(xué)同樣受到哲學(xué)價值觀的指引。而從科學(xué)演化史上可以看出科學(xué)家在發(fā)現(xiàn)發(fā)展理論研究的時候正是受到哲學(xué)的引導(dǎo)，或采用哲學(xué)辯證觀點研究確證。例如量子學(xué)的論證是采用實證論，唯理論對廣義相對論的建立功不可沒。同樣的，物理理論的確立也會影響著哲學(xué)價值觀的改變。

哲學(xué)產(chǎn)生于廣博深邃的思考，對于世界本源，人類本質(zhì)這些人們切實關(guān)心疑惑的問題千年來不懈的思考著。其對于生活的指導(dǎo)意義無需言語。而哲學(xué)內(nèi)涵滲透在各個科學(xué)領(lǐng)域，以哲學(xué)的眼光思考物理教育，能夠深化學(xué)生對于生活、物理價值的認(rèn)識，而這些也從另一層面上展示出物理科學(xué)的人文價值。而這樣的哲學(xué)內(nèi)涵非構(gòu)建物理文化而不能體現(xiàn)。文化依托于生活的方方面面，在紙上卻轉(zhuǎn)化為歷史的記載。

現(xiàn)代教育模式仍舊保存了過去的用于創(chuàng)建學(xué)生專一特性的教學(xué)方法，重視科學(xué)理論的理解，忽略認(rèn)知情感的深化，工具化科學(xué)本質(zhì)，而實際上卻與真正的物理學(xué)內(nèi)涵產(chǎn)生認(rèn)知偏差。究其原因無非是現(xiàn)代教育只重視可見的條理性工具化價值，很少將科學(xué)事實，科學(xué)發(fā)展的演進(jìn)歷史加入教育中，反而將物理學(xué)束之高樓，喪失了許多能熱心投入科學(xué)研究的人才。

3.2弘揚科學(xué)之美

藝術(shù)與科學(xué)是一體兩面不可分割的，然而唯有物理學(xué)史中才能窺探到其精神之美學(xué)。愛因斯坦曾描述科學(xué)之美所帶給科學(xué)家的快感，對于智力付出，腦力風(fēng)暴的癡迷是一種高級趣味需求，這一點從物理學(xué)史中正可以觀察到。而這種不同于常人的迷戀瘋狂之下，學(xué)生還可以看到他們?yōu)榭茖W(xué)堅守的執(zhí)著，像孩童一般熾熱的內(nèi)心與玲瓏剔透的理解力和創(chuàng)造性。伽利略從自然觀察中得出結(jié)論，用精悍簡練的數(shù)學(xué)語言精確描述，這是他理想化的極致美學(xué)，同樣致力于高精度極簡表達(dá)的還有牛頓、麥克斯韋、愛因斯坦等諸多科學(xué)家，這樣復(fù)雜的世界現(xiàn)象卻可以用最為簡練的抽象符號完美模擬，其所呈現(xiàn)的和諧之美、精煉之美使人贊嘆。萊辛曾談?wù)摰阶非笳胬磉h(yuǎn)比占有它珍貴，這便是表達(dá)對真理，對科學(xué)的追求是一種對美的向往，當(dāng)這種物理美學(xué)的教育通過物理史學(xué)中孜孜不倦追求研究的科學(xué)家事跡、心路歷程展現(xiàn)出來，也將會引導(dǎo)更多學(xué)生自愿自發(fā)的走上追尋真理之路。

4結(jié)束語

物理作為一門兼具科學(xué)性理論性，同時又與生活關(guān)系密切的學(xué)科，其教育方式既要重視其基礎(chǔ)知識理論的識記理解，同時也要關(guān)注其實際內(nèi)涵價值，不將其與生活哲學(xué)相分離，才能教育出熱愛追求真理的真實科研人才。因而其文化內(nèi)涵、認(rèn)知情感、與其他學(xué)科聯(lián)系的教育就顯得尤為關(guān)鍵。而物理文化依托于人的行為而產(chǎn)生，終因思想的光芒而成為永恒的珍寶，其記錄在外則成為物理史學(xué)這一承載著科學(xué)家崇高信仰與艱苦奮斗一生的學(xué)科。物理史學(xué)在激發(fā)學(xué)習(xí)熱情、弘揚科學(xué)之美與科學(xué)性思維構(gòu)建上具有強(qiáng)大的作用，教育者不應(yīng)單純將其作為課外讀物而忽略于課堂教學(xué)上，要認(rèn)識到這一學(xué)科的價值，并充分發(fā)揮其作用，致力于培養(yǎng)出新一代優(yōu)秀科學(xué)人才。

參考文獻(xiàn)

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