物理教學中的人文理念教育

作為一門基礎學科，物理學具有兩大社會功能：其一，是認識自然界、認識宇宙、推動科技進步和經濟發展的社會功能；其二，由于幾百年來積累起來的豐富科學成果和思想文化成果，在培養人文科學思想、科學方法、科學精神、科學品質等方面具有特殊的教育功能和文化功能。歷史和現實以大量的事實充分顯示了物理學第一社會功能的重要性，現代化的社會生活也使越來越多的人更深刻、更直接地感到物理科學知識的重要性。

物理學知識的發展是人類文化活動整體的一部分，以知識形式存在的物理科學理論體系是一種精神產品。雖然物理現象的內在聯系是客觀的，但對物理現象及其內在聯系的描述以及對物理理論的構建卻帶有主觀的色彩，因而具有深刻的人文特征。物理科學從產生到發展，一刻也沒有脫離社會的影響。反過來，物理科學也一直對社會發生作用。這就使物理學知識不僅具有科學理論的育人功能，還具有更為深刻的人文理念教育功能。因此，物理教學方法需要進行人文化改造。對受教育者來說，物理學的人文理念教育功能有以下幾個方面：

一、培養受教育者的世界觀

標志著嚴格意義上的科學誕生的經典物理，是在沖破了宗教神學的桎梏，并以西方文化的邏輯化傳統和實驗驗證思想取代了純粹的思辨之后才建立起來的。從此以后的物理科學的每一次重大發展，它總是與人類的思想觀念相互作用、相互影響、緊密地聯系在一起。這就使物理科學理論不可避免地體現某種自然觀、社會觀、科學精神和人文精神。另外，就物理科學本身來講，它具有鮮明的認識論和方法論特征，它總是和哲學思想密切相關，從而包含著豐富的辯證唯物主義觀點。1905年，愛因斯坦在否定了牛頓形而上學的、機械的、絕對的時空觀的基礎上，創立了現代物理學兩大支柱之一的相對論。要接受相對論，就要建立起新的、辯證的時空觀，就要在認識論上有大的突破。從1927年到1955年愛因斯坦逝世，關于量子力學的完備性，以愛因斯坦、薛定諤為代表的一批物理學家與玻恩、海森伯、玻爾等人進行了一場曠日持久的學術大論戰。這場論戰與其說是物理學領域里的學術爭論，不如說是認識論和方法論的交鋒。論戰的內容極為豐富，觸及到現代物理學基礎及有關哲學理論的精髓，對現代哲學研究提出了一系列具有啟發性的課題，給后世留下了寶貴的精神財富和無窮的探索余地。雖然到目前還尚無定論，但極大地影響了人們認識自然的世界觀。由此可見，物理學不僅能影響人的自然觀，也能影響人的世界觀。

二、影響受教育者的精神面貌

人們認為，在科學內部存在著自我發展的推動力。這種推動力正是人類在科學活動中所形成的科學精神、科學態度、科學道德和科學思想的集中表現。這些科學品質已成為科學的不可或缺的部分。物理科學中也包含著豐富的科學品質因素，而且可以經過物理教育內化到受教育者的身心之中。物理學知識的傳播，可以使所有享受物理學知識的人，通過認識物理科學發展的歷史，樹立良好的精神風貌。在歷史上，關于光的本性，牛頓提出微粒說較好地解釋光的直線傳播原理。楊氏干涉實驗和菲涅耳衍射實驗證明波動說的正確性。麥克斯韋提出光的電磁本性及赫茲通過實驗證明電磁波的存在。愛因斯坦提出光量子說，圓滿解釋光電效應，最后將光的微粒說和波動說統一起來，證明光具有波粒二象性。回顧這段歷史，可以使受教育者了解物理學先驅的探索歷程，感受物理大師用有效的方法一步一步地揭示出物理奧秘的快感和激動，認識大師探索科學道路上所經歷的艱難和曲折，緬懷大師的功績，接受科學方法的熏陶，獲得單純的知識灌輸中得不到的才能。同時也擴展了知識面，陶冶了情操。

三、使受教育者正確認識物理學家的形象

物理學是探討物質結構和運動基本規律的學科，因而物理教學有時會注重科學的物性而忽略了科學的人性，也就是說物理教學“見物不見人”。這種忽視科學家正確形象的教育將導致受教育者不再關心社會、關心他人，不再關心道德和藝術，而做一個對世事不聞不問、對人類漠不關心、缺乏同情、只在某一狹隘領域當熟練工匠的人。實際上，真正的科學家不僅能夠增加人類的自然知識，而且還在傳播一種在思想上獨立思考的科學精神，傳播一種在人類生活中寶貴的協作、友愛和寬容精神，這是最富有人性的。

榜樣的力量是無窮的。科學發展史就是一部完整的科學家奮斗史。通過物理學史的滲透使受教育者理解像居里夫人那樣的愛國情懷，體會科學家與他人合作的重要性，熟悉科學家定性、定量的思維方式，了解科學家獨立思考、分析問題、解決問題的能力。同時又能促進受教育者歷史地、客觀地學習科學知識和進行創新，促進受教育者正確理解人和自然的關系，正確理解人與社會的關系并產生熱烈的、健康向上的情感，形成對真善美的辨別力和積極追求的熱情，提高獨立思考和獨立判斷的能力，使自己的心智得到和諧發展，激發內心潛能，樹立崇高的社會責任感和愛國主義情懷。因此，物理教學要使受教育者與物理學家零距離接觸，走進物理學家的精神世界。科學家的光輝言行、高尚品格以及豐富的個性都會給受教育者以深刻的影響。

四、培養受教育者的科學審美情趣

1957年諾貝爾物理學獎獲得者、世界著名物理學家美籍華人楊振寧教授在描述狄拉克的學術風格時，更是用了唐代詩人高適《答侯少府》中的詩句“性靈出萬象，風骨超常倫”來說明狄拉克傳神的學術風格和他的量子理論極高的美學價值。物理科學包含著非常豐富的美。我們可以從物理現象、物理規律的描述和物理理論的構建等方面來體驗物理科學的美。在物理現象中，我們可以看到奇異的晶體結構和形狀、美麗的彩虹、色彩斑斕的干涉和衍射條紋、規律性的振動、神奇的激光、奇妙的光譜等；在物理規律的表述方面，開普勒的行星運動、牛頓的萬有引力定律、麥克斯韋電磁理論方程、能量的轉化與守恒的機理、愛因斯坦質能方程等，也使我們深刻地感受物質世界相互聯系之美妙；在物理理論的構建方面，凡是讀過牛頓《自然哲學之數學原理》的人，無不為他嚴謹而精巧的數學論證和簡單優美的數學方程所傾倒。另外，麥克斯韋電磁理論方程的簡潔優雅、愛因斯坦相對論的深邃精辟、霍金宇宙學理論的博大精深等，更使我們體會人類對美的追求。在物理思想與數學表達的結合上，我們也能享受一種精妙、奇巧的美。

“美是真理的光輝。”科學理論的真理性與表現形式的簡單、對稱、和諧統一是互為表里的。美學的直覺和高超的審美鑒賞力，引導科學家去叩開科學真理的大門。所以物理學家費恩曼指出：“干物理得有鑒賞力。”所謂鑒賞力，就是那種善于從真善美的統一中敏銳地抓住事物的本質并做出創造性發現的能力。在物理教學中，教師應該結合知識的講授，引導受教育者去認識自然界質樸的統一，認識科學理論內在的美，從而潛移默化地提高學生的科學鑒賞力。要結合各個基本規律的表述，揭示自然過程的統一、和諧以及科學規律的簡單性，結合各種能量轉化的過程，展示自然過程的聯系網絡和自然過程的統一性等，這些都會使受教育者得到科學美的熏陶，受到科學與藝術相互溝通的啟迪，提高學生的科學鑒賞力與創造力。

五、使受教育者樹立正確的科學價值觀

物理科學的形成和發展，蕩滌著腐朽的宗教、神學和落后的封建迷信思想。特別是由它引起的一次次工業革命顯示著科學的巨大力量，使科學的觀念日益深入人心，使科學成為人類認識自然、認識社會和思維的重要手段。然而，以物理科學為代表的自然科學的發展，并不全都如此美好。當人們看到極端功利地使用科學技術給人類的生存環境造成危害時，不得不重新審視對科學技術價值的認識，形成新的科學價值觀。物理科學促進了內燃機效率的提高，也由此造成了廢氣與噪聲的污染。現在，電子計算機及計算機網絡已經迅速深入到社會各個領域，物理科學再一次顯示著它的物質創造力量。但是，我們同時也看到，有不少少年兒童沉醉于電子游戲當中，也有不少“電腦黑客”在竊取機密或者制造“病毒”，給人類社會造成極大的危害和恐慌。在物理學知識日益深入到社會生產和生活領域中時，人們逐漸認識了科學發展的兩面性特點，并由此規范科學活動和行為。對受教育者來說，只有樹立了正確的科學價值觀，在一定規范內進行科學研究和發明創造，才能將其所學造福于人類，同時實現個人的人生價值。

因此，在物理教育中體現物理學知識的雙重教育功能，是當前物理教育面臨的一個新的課題。對物理教學方法進行人文化改造，可以從以下兩個方面做起：

1．應該對傳統的物理教學方法進行深刻檢討，

應該結合人類文化發展的歷史、科學思想和物理思想發展的歷史進行物理教育，使受教育者了解物理科學的成長與整個科學及社會發展相伴隨的關系。只有把物理學知識的傳播放在人類文化和思想的歷史背景當中，才能真正理解其文化的內涵，才能真正發揮育人功能。

2．物理教育應該形成一個開放的物理教育體系，傳播物理學知識不應局限于課堂，應該引導受教育者充分利用各種傳播媒體接受物理學知識。要充分利用物理學知識的物質成果，使受教育者在學校、家庭及社會中體驗物理學知識的價值，使受教育者能夠認識到，物理學不僅是一門科學，更是我們生活的一部分。（作者單位：中原工學院理學院）

□責任編輯 胡培德