物理學史在促進科學與人文教育融合中的作用

黃海寧

隨著素質(zhì)教育理念在社會發(fā)展和教育實踐中的深化，科學教育和人文教育的融合成為科學教育改革的主題。在物理教育中，培養(yǎng)學生的科學精神和人文精神，更是在高中物理課程標準有明確的體現(xiàn)。

物理學史集中體現(xiàn)了在一定的社會歷史文化背景下，人類認識和探索物理世界的現(xiàn)象、規(guī)律和本質(zhì)的歷程，其中包含了物理思想和觀念的變革，包含了認識論和方法論的因素，深刻地反映了物理學家的思索與創(chuàng)造歷程以及艱辛與悲歡的認識過程，蘊涵了豐富的育人因素。物理學史的具體內(nèi)容比起主要按邏輯體系編排的教科書，更為豐富多彩，復雜曲折。因此，物理學史為物理教育提供了豐富的載體，更在科學教育和人文教育的融合中起到重要的作用。

一、物理學史有助于培養(yǎng)學生嚴謹求實的科學態(tài)度

嚴謹求實的科學態(tài)度，是物理學家重要的科學素質(zhì)。教師通過物理學史“重演”物理學中概念、規(guī)律的產(chǎn)生、發(fā)展過程，“重現(xiàn)”科學家的實驗、探究歷程，有助于培養(yǎng)學生嚴謹求實的科學態(tài)度。

物理前輩們在探索過程中認真嚴謹?shù)谋憩F(xiàn)數(shù)不勝數(shù)。比如，牛頓運用數(shù)學公理化方法構(gòu)建其力學理論、麥克斯韋在法拉第“力線”思維基礎(chǔ)上，推出位移電流和電磁波假說，進而建立方程組，兩大經(jīng)典理論的思維可以說是絲絲入扣，體現(xiàn)出一種邏輯美。再比如，愛因斯坦和波爾圍繞“量子力學的不確定性”的論戰(zhàn)，其中每一個細節(jié)上所體現(xiàn)出的兩位偉大的物理學家尊重實驗和理性思維的態(tài)度，可以說令人震撼。

縱觀物理學的整個發(fā)展歷史，無論是經(jīng)典物理學各分支學科的建立和完善，還是近代物理學理論的誕生和發(fā)展，都是與求實精神分不開的。物理學的求實精神很多時候表現(xiàn)在任何新理論、新發(fā)現(xiàn)，都必須能夠被其他人的重復實驗所驗證，才能得到公認。像磁單極的預言，雖然1982年美國斯坦福大學物理系的研究人員宣稱利用超導線圈發(fā)現(xiàn)了磁單極粒子，然而，事后在重復先前的實驗時卻未得到先前探測到的磁單極粒子，最終未能證實磁單極粒子的存在。

二、物理學史有助于啟發(fā)學生感受物理學的科學美

物理學家在探索過程中具備強烈的審美感受和對美的追求欲望。正如狄拉克所說：“理論物理學家對科學美的要求，堪稱是一種信仰。”物理學家們對自己所從事的物理研究工作傾注了極深厚的感情，從而在審美對象——物理學上所引起的情感傾瀉，使得他們對自己所探索的物理學內(nèi)容，主觀情感上引起美的感受。教師在教學時，可以介紹物理前輩們是如何分析物理學中簡潔、對稱、和諧與多樣統(tǒng)一的科學美，和他們對物理學研究的癡迷和陶醉，進而產(chǎn)生樂趣的故事。這實際上，教師就利用了一種具體生動的科學發(fā)現(xiàn)歷史與所體現(xiàn)出來的科學美去感染學生，在進行科學美的教育。當學生也能鑒賞所學物理知識的美時，那這一種科學美將引領(lǐng)他們進入一個更高的學習境界。

三、物理學史有利于提高學生的思想道德素質(zhì)

物理學史以其特有的精神價值，在學生的思想道德教育中，可以發(fā)揮重要的作用。這種精神價值，主要蘊涵在物理科學家們的科學理想、高尚品格和獻身精神中，以及在中華民族的文明中。物理科學大師們的楷模形象和中華文明的深厚底蘊，都會深深感染學生，有利于提高其思想道德素質(zhì)。

物理學史中大量的事例表明，獻身科學的犧牲精神和追求真理的科學理想是物理科學家取得成就的重要支撐。布魯諾為捍衛(wèi)科學真理走上刑場，伽利略被終身監(jiān)禁而矢志不移，居里夫婦為提煉純凈的鐳而不斷受到放射性的損害——這些勵志的事例對培養(yǎng)學生的科學理想，樹立正確的人生觀和價值觀是很有幫助的。

中華民族上下五千年的歷史，在物理學方面有自己的光輝篇章。我們不僅可以追溯到中國古代，中國在力學、聲學、光學、熱學的、電磁學方面，都有著重要貢獻；還可以回到現(xiàn)代，“二戰(zhàn)”期間那些為反法西斯戰(zhàn)爭作出卓越貢獻的中國物理學家，也是我們的驕傲。當教師向?qū)W生歷數(shù)中國人在物理學方面的貢獻時，我們是在培養(yǎng)學生的民族自豪感和愛國主義精神。當我們跟學生探討中國近代科技落后的狀況和原因時，還可以激發(fā)學生社會責任感和進取心，讓學生面對時代挑戰(zhàn)有一種緊迫感。

總結(jié)：物理學的發(fā)展從來就對人類社會思想、文化形態(tài)產(chǎn)生重要的影響。我們從物理學史中可以看到人類社會進步的主要動力就是科學精神與人文精神的融合。教師把物理學史的內(nèi)容與思想有機融入到物理知識的教學過程中，對科學教育和人文教育的融合具有重要的教育功能和作用，其有助于培養(yǎng)學生嚴謹求實的科學態(tài)度，啟發(fā)學生感受物理學的科學美，提高學生的思想道德素質(zhì)。總之，通過物理學史教育學生，可以促進學生在物理學習時不但建構(gòu)起物理知識的科學意義，同時也體悟其中的人文精神，從而實現(xiàn)物理教學中科學教育與人文教育的融合。

（華南師范大學物理與電信工程學院）