高中物理学科加强人文精神教育刍议

高中物理学科加强人文精神教育刍议

范小辉

科学素养与人文素养是人的全面发展的两个方面。科学教育侧重于人的智慧、理性和能力的发展，通过“求真”使其行为合乎客观规律；人文教育侧重于人类社会价值、规范、情感的形成和确定，通过“求善”使其行为合乎人性。一个完整的人，既需要有科学的知识，还需要有人格的魅力。

然而，现代社会中人对物的依赖关系使现代教育的发展历程几乎异化成为科学主义教育的历史，致使人们一方面在享受着科学（当然包括许多的物理知识）成果与思想的同时，也对科学产生了一定的歧义，甚至将科学与“污染”、“有害”、“核爆”、“大规模杀伤性武器”等联系在一起，这些现象的产生，一个十分重要的原因，就是人们的人文精神出现了某种失落。回溯历史，关注现实，着眼未来，中学物理教学必须有意、有机、有力地加强人文精神教育。中学物理教学要培养的不仅仅是牢固掌握物理知识的学生，而且是对物理学科有所感悟的人。学生不仅要从物理学科中学到科学知识和方法，还应学会思考、学会质疑与合作、学会关怀。培养科学精神和人文精神自然融合的个体，是现代中学物理教育的最终目标。

上海市高中物理二期课改教材的各个板块无不闪耀着人文教育的光芒，教师在教学中只要有心采撷，效果一定十分显著。本文拟从六个方面谈谈我们的一些教学感受。

一、运用物理学史培养学生的科学思想与方法

物理教学不单是讲授知识、培养能力，更重要的是在传授科学思想方法的同时进行合理的德育渗透。比如，教材对光的本性的认识过程就完美诠释了辩证唯物主义的思想。牛顿认为，光在本质上是运动的微粒，而与牛顿同时代的惠更斯则主张波动说，在折射问题的解释上，波动说和微粒说之间曾有一个判决性的实验，即微粒说认为光密介质中的光速大于光疏介质中的光速，而波动说却正好相反，由于当时在实验室中还无法做到测定光速，所以这个判决性的实验在当时还起不了判决性的作用。直至1850年傅科用旋转棱镜方法准确测定了光速，从而发现光密介质（水）中光速较小，这就是“实践是检验真理的唯一标准”的最好诠释，最终人们认识到光既具有波动性，又具有粒子性，这就很好地体现了辩证唯物主义的对立统一观点。

物理学史中蕴含的科学思想方法在物理教材中随处可见，如用放大方法测微小物理量的思想就有多次体现，高一第一册教材中对运动的逐渐放大研究，借助激光笔和平面镜显示微小形变，卡文迪许利用扭秤测定引力常数，高二第一册教材中库仑扭秤实验等等，都是比较典型的例子。还有类比思想、理想化模型、等效替代等重要思想方法也都在各册教材中反复出现，教师在教学中务必抓住机会认真分析阐述，以使学生从根本上掌握这些处理问题的基本方法。

二、利用科学家事迹，培养学生的科学精神

物理教材对中国科学家的介绍有很多，教师可借此培养学生的民族自豪感和热爱祖国的崇高品质。如早在1800多年前，我国古代科学家张衡就巧妙地利用平衡原理制成了测定地震的候风地动仪，这比欧洲人制造的测量地震的类似仪器要早1700多年。还有，我国早就发明了“火箭”，并作为兵器使用。到了明代，我国还制成了原始的二级火箭，等等。

而对中国近代科学家的介绍，教材着重提到钱学森、邓稼先放弃国外的优厚生活待遇，为国家“两弹一星”工程作出的重大贡献，他们的榜样作用能激励青年学生努力学好科学知识，最终为国家的繁荣富强作出自已的贡献。在介绍科学家事迹时，要让学生体会到科学研究的艰辛，借以培养学生的坚强品质，如居里夫人严谨的治学态度和人格力量，法拉第经过十年的顽强探索才发现电磁感应定律，富兰克林冒着生命危险研究雷电，等等，这些对学生都具有很好的教育意义。

有一点值得我们注意，科学史上的一些发现看似完全偶然的事件，但要让学生明白。机会只偏爱那些有准备的头脑，如伦琴发现“X射线”的踪迹是在他研究阴极射线时的“偶然发现”。但事实上在伦琴之前，克鲁克斯就在1879年抱怨说放在阴极射线管旁的底片出现模糊的阴影，勒纳德也已经看到了阴极射线管附近的荧光，可见“X射线”的踪迹在他们眼前都时隐时现，但遗憾的是，他们未能跟踪追迹，错过了作出重大发现的机会，而伦琴凭借高超的实验技巧和敏锐的观察力，以及穷追不舍的顽强精神才最终取得了成功。

三、注重物理知识应用，培养学生的科学道德

虽然物理学是自然科学中的基本学科，但物理学的发现、发展以及它所建立起来的概念、规律和认识曾经推动了技术革命的到来和发展，世界三次大的技术革命可以说都是在物理学实现突破性发展的基础上开花结果的。因此，物理教学不仅要让学生明白知识从哪里来，更要让学生知道学了这些知识有什么用，使每个学生在学习阶段学会对科技成果的正确选择、取舍和使用。因为科学知识的不当使用，也会带来十分严重的后果，如原子能的开发是一个伟大的科学成就，但人类已将这一成就用于大屠杀，开发出可怕的大规模毁灭性武器。科学一方面带来物质财富的极大丰富，但也带来了能源短缺、环境污染、生态破坏，从而动摇着人类生存的根基，所有这些，都要求教师在教学的过程中适当、适时地进行分析、阐述，以培养学生正确的科学伦理思想。

四、挖掘物理学的美学内涵，培养学生的科学美学观

美感和审美对于人类具有深刻的教育意义，历来受到教育家们的重视，众多的自然科学家，特别是物理学家，从各自的科学研究领域出发，发现了科学理论的审美价值。在美学原则的指导下，他们对自然科学作出了重大贡献。科学美首先来源于自然界所具有的一种质朴的统一和谐的美，尽管自然界的万物五彩缤纷、斑驳陆离、瞬息万变，然而它们的存在和变化却遵从一定的规律，这些为数不多的规律支配了自然界的一切，体现了自然界质朴统一的和谐美，构成了科学理论的审美价值。其次，科学美还来源于科学家们的崇高理想、辛勤劳动以及明察秋毫的想象力和创造力。

在物理教学中，教师要引导学生去认识自然界质朴统一的和谐美，认识物理学的精巧、绝妙、统一、和谐、高雅、深刻的科学美，从而培养对科学美的鉴赏能力。如物理模型的建立、牛顿第二定律F=ma、爱因斯坦质能方程E=mc ²，均体现出简洁之美；静电力平方反比定律与万有引力定律的形式对称、电生磁与磁生电、粒子与反粒子、天体的有序运动等则体现出一种对称美；物质、能量、动量三大守恒定律的存在及振动图像、波动图像、气体性质图像、导体的伏安特性曲线、交流电的图像等则是物质世界和谐美的完美体现；而星体的演变、熵增加原理等则充分体现了自然界的奇异美。

五、利用课题研究和探索研究栏目，培养学生的实践精神

科学研究要取得成功，既要借鉴已有经验，又不能墨守成规，这方面的例子在物理教材中多有体现，如汤姆逊不仅精确地测定了电子的荷质比，更为可贵的是，他并没有停滞于此，而是在这一基础上敢于同传统的观念决裂，第一个大胆地确认了电子的存在。而相反，英国的舒斯特在汤姆逊之前十年就已正确地测出荷质比，但却受传统思想的束缚，犹豫胆怯，终未能叩开真理的大门。又如，卢瑟福提出的原子核式结构学说也是对传统观念进行变革取得成功的经典例子。所以，教师在教学中，要注意鼓励学生大胆借用他人经验、集各家之长，并运用所学知识解决实际问题，又要引导学生不唯书、不唯上、只唯实，有可能的话都要通过实验去验证。这在进行课题研究和探索研究方面尤为重要。

另外，对学生提出的问题，即使看似十分荒谬，教师也应恰如其分地给予鼓励和解答，对学生提问中的闪光点，一定要加以肯定。第一版物理新教材高二第一册在介绍磁悬浮列车时讲到列车脱离轨道表面约15cm处于悬浮状态，对此有些学生提出了质疑，笔者适时鼓励学生自己想办法查证这一数据是否合理。于是他们先上网查找但未获成功，再打了许多电话询问，终于确证该数据有误，应为10mm。这件事虽然很普通，但这对他们以后形成自己的观点一定会起到积极的影响。

六、利用大家谈、学习包等栏目培养学生的合作精神

学生是有差异的，这主要表现在考试成绩的高低，平时教师如果过多地关注学生的考试成绩，那些成绩不尽如人意的学生就会慢慢变得沉默寡言和缺乏活力，但实际上学习成绩并不能真正反映学生的各项才能。有的学生考试成绩不怎么样，但他们的想象力却特别强，或者动手能力出众，教师如能充分利用新教材中的大家谈和自主活动栏目，经常让这些学生发表自己的高见，既能有效提高他们的学习兴趣，更能让他们发现自己优于他人的长处，不致背上自卑的包袱。

如高二年级第一册《简单的逻辑电路》一节，其中一个问题是：请你在“与”、“或”、“非”这三种逻辑关系中，任选一种关系编一个故事，并在课堂上进行交流讨论。对此，教学中我花了大半节课的时间让每个学生发表他们的观点，发现有些成绩一般的学生编出来的故事却相当合理生动。比如，“与”门电路对应生活中的一个巴掌拍不响，足球射门需要力量和角度的配合；“非”门电路对应生活中的翘翘板；“或”门电路对应条条大道通罗马。这样处理，粗看虽然花费了一些时间，但以后发现，全班学生对这一知识点的掌握却出奇得好。

另外，现代社会十分讲究相互之间的协作，那种单枪匹马就能出类拔萃的时代已经过去了，而学生之间的合作意识也需要教师在教学中有意识地培养。如物理教材中的四个学习包（包括自动控制与模块机器人、电磁波、太阳能电池、放射性）就需要学生分工合作才能很好地完成，既要上网查资料，又要动手做实验，还要牵头讨论、写总结报告向大家汇报，哪怕一个环节做得不好，交流讨论时就会出洋相。所以小组中的每个成员都须各尽其责，在完成自己任务的前提下努力为其他同学出谋划策，这对培养学生的合作意识极为有利。

七、利用小实验、小制作、小课题研究培养学生的创新能力

上海物理教材在训练与应用部分（即通常的练习部分）增加了较多的小实验、小制作和小课题研究，这是该套教材的突出优点之一。充分重视这些小实验、小制作和小课题研究，有助于培养学生自由创造、自我完善的主体精神，因为一般的练习题都只有唯一答案，解法也千篇一律，而这对培养学生的开放性思维意义不大。但教科书中的大部分小实验、小制作、小课题研究却只需使用极简单的器材（许多都是废物的再利用），通过让学生在课外自己动手操作，既能培养学生独立实验的能力，又能让学生充分观察实验的全过程，从而仔细体验知识发生、发展的来龙去脉，反复品味其中蕴含的物理原理，为学生提供了自由创造的机会和充分施展才能的舞台。

总之，教育改革要求我们从应试教育向素质教育转变，教育的最终目的是要让学生学会求知、学会做人、学会生存、学会发展、学会审美、学会合作，其核心就是要具有创新精神，而要做好这些工作，在物理教学中加强人文精神教育至关重要，而我们每一个物理教师都应把在教学中加强人文精神教育作为一种水到渠成的自然之举。

（上海市高中德育管理与研究实训基地推荐）

（作者单位：华东师范大学第二附属中学）