淺談物理文化課堂的構建策略

王朝輝

物理既是科學，也是文化，兩者是相通的，就好像一枚硬幣的兩面.如果我們閹割了它的文化屬性，將會導致一系列嚴重的后果.楊振寧曾尖銳地指出過：“忽視人文，中國將付出極大代價……”.物理作為一種高品位的文化為物理教學中融合人文性奠定了內在的邏輯基礎，當前我們要把經常聽到一些大容量、高密度的物理知識課堂轉變為向學生呈現真善美的文化統一體的物理文化課堂.引導學生去探尋知識的演變，揭示知識的本質，體現物理的文化價值，展示物理的文化美感，以此來感染學生，激勵學生，達到學生素質全面發展的目的.

1 物理文化和物理文化課堂

文化是不用蠻力而能改變別人的東西.文化是生物在其發展過程中逐步積累起來的跟自身生活相關的知識或經驗，是其適應自然或周圍環境的體現.我們所說的“文化”，嚴格的來講，是“人文”的范疇.從人文素質角度看，在文化的諸多定義之中哈佛大學社會學教授丹尼爾·貝爾對文化的定義最深刻.他認為“文化本身是為人類生命過程提供解釋系統，幫助他們對付生存困境的一種努力.”這個定義看起來很費解，我們把它分解成幾個要素.文化包括了四個要素：一個是“生命過程”，文化的對象是人類的生命過程；第二個是“生存困境”，人類有了生存困境，于是才發生了對文化的需要；第三個是文化的存在形態和功能是什么，它是應對人類生命過程的生存困境的一個解釋系統；那么整個文化所做的工作是什么呢？是人類超越生命過程的生存困境的一種努力.因此，文化的價值在于它能夠幫助“自身”認識周邊的環境及生物，使“自身”更好的適應周邊的環境，以及跟其它生物和諧的相處在一起.所以文化的本質是物質與意識的綜合體現，文化的本質屬性就是非強制性的影響力.

物理文化是古代哲學家、近現代物理學家和物理工作者，歷經數千年逐步創造的物理知識體系、觀念形態、價值標準以及約定俗成的工作方法的總和.物理文化是鮮活的文化，由人和物構成的綜合體.人是由經過系統學習、嚴格訓練、掌握物理知識、物理方法，具有科學精神、科學行為準則的物理工作者和物理專業學習者，這是物理文化的活的載體；物是物理書籍、論文、物理知識軟件、為研究物理規律而特別設計的物理儀器設備等物質載體，以及由人和物共同創造的物理環境.

物理文化課堂是以傳遞物理文化為目的的體現科學與人文互動思考的課堂.是將物理文化成果內化為觀念學識和內涵修養， 達到素質發展與人格完善的雙重目的的課堂.是激昂生命、激發智慧、走向崇高的美妙旅程.師生在物理文化課堂中有高于知識和能力的價值追求，朝著“科學與人文兼收，道德與審美并蓄”的方向前行.

教育最本質的意義就在于引領人的價值追求，提升人的價值素養和培育人實現價值的能力.知識并非課堂教學唯一的關鍵詞，課堂還承載著促進學生人格與精神發展的人文意義.物理文化課堂應該成為物理文化傳播的中心，只有在課堂教學中著力于物理文化的選擇與加工，讓學生在特定的文化環境中領略文化，體驗內含其中的智慧，才能激勵學生進行文化的變革與創新，實現素養和能力的全面提升.

2 物理文化課堂的構建策略

2.1 以文入理，增強物理課堂的感染力

在引入新課的時候我們可以借助詩文書畫引入物理教學內容，這樣既有助于學生由形象思維過渡到抽象思維，也有助于讓學生的認識由感性升華到理性.如在《力的合成》教學中我在安排學生觀賞俄國名畫《伏爾加河上的纖夫》之后開始設問“為什么拉纖的纖夫都要盡量走在一條線上”，進而追問“如果纖夫拉力方向偏離纖繩方向夾角越大會對拉船效果產生什么樣的影響呢”，讓學生在此基礎上抽象出物理模型進行實驗探究，找出求不在同一直線上兩個力的合力的方法后進一步應用平行四邊形定則解決實際問題.最后提問“人在改造自然和完善自我過程中為什么要強調合作？”，樹立“形成合力”的價值觀念.又如在《萬有引力定律》一課教學中可從南宋愛國詩人辛棄疾的詞《木蘭花慢·可憐今夕月》中的一句“飛鏡無根誰系？姮娥不嫁誰留”，引出詞人的想象和疑問與牛頓看到月亮的下落是如此的“密合”，讓學生知道文學創作和科學發現都始于觀察和好奇心，都是對生存環境的想象和解釋，兩者主要的區別在于反映的主、客觀程度不同.這樣，就可以讓學生知道學習是解決人類困境的一種努力，是構建內外和諧的一種追求，從而從更高層面理解科學學習的意義.再如學習平面鏡成像之后，讓學生讀一讀艾青的詩《鏡子》“僅只是一個平面/ 卻又是深不可測/它最愛真實/ 決不隱瞞缺點/它忠于尋找它的人/ 誰都能從它發現自己/或是醉后酡顏/ 或是鬢如霜雪/有人喜歡它/ 因為自己美/有人躲避它/ 因為它直率/甚至會有人/ 恨不得把它打碎”，我想在詩意的情境中學生不僅能領會平面鏡成像的特點，更增加了對人生的思考，領悟做人的道理.

2.2 以理入文，增強物理課堂的教育力

物理學既描述狀態，又分析過程，揭示自然現象的本質和規律.物理學所創造的概念、規律、思想、方法對物理現象的描述簡單、精確、和諧、統一，有以簡馭繁的統攝性.如果在物理課堂教學中，能讓學生將物理知識、規律、方法遷移運用到社會現象和生活現象中，則更能展示物理文化的學術價值和教育價值，增強學生學習物理的志趣.例如在《動能和動能定理》一課的教學中我先讓學生從動能的變化追溯到做功的過程，從而讓學生通過簡單模型推導出動能定理，為了加深學生對動能定理的理解，我們可將其上升為更樸素的真理即“過程決定結果”，告訴學生明天的成就必將取決于今天的用功程度.這樣的類比雖然不甚貼切，但在潛移默化中教會學生“參透物理，悟通人性”，凸顯物理文化的深層智慧.科學，特別是物理學，不但促進了生產力的發展，也擴展著人類的世界觀、方法論和自然觀.因此物理文化課堂要改變把物理教學窄化為“知識教學”的現狀，落實立德樹人的根本任務.例如物理學中的“整體”和“部分”思想在力學解題分析時很重要，但其最根本的意義在于養成學生辯證分析的意識.這種意識也應表現在對物理學家的評價上，正如托馬斯·楊這樣評價牛頓：“盡管我仰慕牛頓的大名，但我并不因此非得認為他是百無一失的，我遺憾地看到他也會弄錯，而他的權威有時甚至阻礙了科學的進步.”又如通過熵概念的文化理念告誡學生，我們不能超越于自然的自在演化規律來創造人類的文明. 人只是自然的一部分， 不是自然的主人，自然的法則才是人與自然和諧共存的根本， 過分地強調人類社會的中心發展意識， 反而會使人類社會受到更大的傷害.

2.3 以史論理，增強物理課堂的思辨力

著名物理學家錢三強指出： “物理學發展史是一塊蘊藏著巨大精神財富的寶地，這塊寶地很值得我們去開墾.”光記住一些物理概念、數據、定律和公式， 并不表示真正理解了物理學. 因為科學的主體并不是它所獲得的知識的多寡與深度， 更重要的在于“探索”.對物理學理論實質的全面理解， 包含著對物理學理論發展的動態性以及對物理學理論的相對真理性的認識.作為認識歷史的選擇結果的物理學理論， 都包含著對與錯、真與假的雙重因素， 包含有大量未知因素， 不可能完美無缺. 在教學中作必要的歷史回顧， 會使學生從知識的更替演變中認識它的條件性、局限性， 認識科學理論的相對真理性.如讓學生拓展閱讀伽利略對自由落體運動研究的物理學史，不但可以讓學生體會邏輯的力量，更能領略實驗和邏輯推理結合的科學研究方法在推動物理學發展中的作用.然而在實際教學中，《伽利略對自由落體運動的研究》這一節內容的教學往往被忽視或放棄，導致逐末忘本，錯失了對學生進行方法創新教育的良機.在《萬有引力定律》的教學中，通過引導學生閱讀牛頓《自然哲學的數學原理》中的相關內容，了解牛頓從“蘋果落地”的現象所展開的遐想： 重力必定會延伸到極遠的月球上， 迫使它作環繞地球的軌道運動. 由此導致了牛頓的“月-地檢驗”，進而又把引力思想擴大到一切天體和一切物體， 最后概括出“萬有引力”的概念.這種過程的揭示更能讓學生體驗困惑、驚奇、歡樂和智慧，產生對自然的好奇和對科學的敬仰.

2.4 以物尋理，增強物理課堂的創新力

能使學生感受真實生活的教育是最有價值的.能使學生體驗知識的探索過程，懂得所學知識的價值，學會獲取知識的方法，并且形成繼續學習的愿望望和能力的課才算是好課.以實物、實驗幫助學生建立理論、理解理論也是物理文化課堂構建的重要策略之一.如在《全電路歐姆定律》的教學中為了建立電源內阻概念，可以設計這樣的實驗：先用一節干電池給小燈泡供電，小燈泡亮度不高.由此設問：“怎樣才能提高燈泡的亮度呢”學生回答增加電池的個數，于是增加一節電池，結果燈泡反而變暗了.這種打破學生的認知平衡引入新概念的效果是顯著的.創造實驗條件，讓學生把抽象的習題通過實驗“做”出來，不僅豐富學生的解題方式，更激發了學生的探究熱情，強化學生的體驗和刺激.當學生能成為經常走進實驗室的研究者時，我們的物理文化課堂才返樸歸真.因為我們要培養的是具有獨立思考能力的有責任心和實踐能力的創造者.如讓學生通過實驗研究“逆風行舟”現象既能讓學生加深對力的合成與分解規律的理解，又能讓學生區分原始問題與物理模型的差異性，提高分析復雜問題的能力.在傳統實驗的基礎上，適當引入DIS等新型實驗器材讓學生感受和嘗試科技創新、原理創新、方法創新將大大提高課堂的吸引力，開拓學生的視野和想象力.比如，用力傳感器呈現完全失重現象、反映作用力和反作用力大小相等都比彈簧測力計效果好得多.

物理文化課堂要向學生呈現真善美的文化統一體，這是物理文化教育的終極目標.物理文化課堂重視科學和人文的融合，減少因應試壓力帶來的文化缺失，強調物理學科本身就應該成為提升學生人文素養的基本素材.物理文化課堂從文化視野、文化品性考量和設計物理課堂的文化構建，體現物理學科在落實立德樹人根本任務中的應有功能.