淺探物理教學中的人文滲透

王玉春 姜際龍 谷仕傳

【摘 要】物理的核心素養要求培養學生的科學態度和責任，本文探討在物理教學中進行一定的人文滲透使學生能夠更深刻的理解科學、技術、社會和環境的關系，逐漸形成的對科學和技術應有的正確態度和責任，并通過人文精神的滲透幫助學生理解物理的新發展，增強理解和學好物理的自信。

【關鍵詞】物理教學;人文滲透

中圖分類號： G633.7 文獻標識碼： A文章編號： 2095-2457（2019）04-0008-003

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.04.004

0 引言

本文是高中開學第一課的課堂教學內容的整理，在開學第一課的物理教學中，我試圖從物理學科的本質出發，探討從人文角度對物理學科新進展方面的理解，增強學生學好物理的自信，進而探討科學對技術促進、對自然環境的影響，再從人文角度對科學悖論進行討論，通過教學中必要的人文滲透，引導學生形成科學的態度與責任。

1 物理發展的歷史和展望

物理學科的產生可以追溯到古代的占星術，這源于古代科學的落后，很容易讓人們將自然想象與社會、個人相聯系，這當然反過來促進了人們對自然的觀察，形成直接的經驗，進行傳播，影響最深遠的是亞里士多德的物理理論，就是建立在直接的觀察和經驗的基礎，這當然只是物理學科的萌芽，因為一個學科的建立，不僅需要構建理論，更重要的是尋找到一種解決實際問題的科學方法和手段。

物理學科作為獨立學科的標志，是伽利略在落體運動研究中，建立的方法：實驗+邏輯推理，現在我們可以在月球（真空環境）甚至是利用實驗室中的牛頓管，就可以證明伽利略的結論，很容易就證實直接觀察+經驗的思考方式對落體運動的描述是不可靠的。

繼伽利略之后，物理學的集大成者牛頓，他的《自然哲學的數學原理》的發表標志著物理學理論架構的完整確立，物理學對自然的描述相較于古代的占星術們的理論更準確、更科學，當然，牛頓的貢獻功不可沒，但也不離不開一大批物理學家的努力。

打破牛頓神話或經典物理學局限的，其實是開爾文勛爵口中那兩朵小小的烏云，這兩朵烏云，使物理學進入了量子力學和相對論力學的紀元，當然，這里需要一長串的名字，是他們開拓性的工作，才使人類對自然的認識更進一步。

量子力學和相對論力學

量子力學和相對論力學，最為最普適的規律，當然，也就更加抽象，常常使學習物理專業的我也莫不著頭腦，既然如此，我們是不是也可以從其他的方面進行一定的理解，諸如人文的角度。

2 物理學科的人文理解

物理學構建的理論也是對自然最本質規律的探求，這和人文方面有相同的起點，因此，在某些方面，人文方面的積累，對自然科學規律的理解有一些特別的感悟，下面就舉出幾個例子。

道德經：有無相生，難易相成，長短相形，高下相傾，音聲相和，前后相隨。以及莊子關于小大之辯，這就是相對論的體現，物理學科在研究實際問題中為什么要選取參考系？就是源于自然規律也是相對的。

又如心學大師王陽明的一段對話：你未看此花時，此花與汝心同歸于寂;你來看此花時，則此花顏色一時明白起來，便知此花不在你的心外。這與在量子力學中薛定諤的那只小貓，不是有著異曲同工之妙嗎？微觀世界里物質的狀態取決于觀察，不就等同于心學中“心”對花的觀察一樣嗎？不過心學中的那朵花代表的是物理學中的微觀世界，并不適用于宏觀方面的觀察。

再如佛教中提出的“實相無相”。也很是契合物理學中實驗觀察，例如宏觀中的連續狀態，在微觀中其實分立的，不連續的，像光、電荷量等的量子化，這豈不是“須彌藏芥子，芥子納須彌”。

諸如此類，不勝枚舉，從人文的角度思考和解釋，物理現象和規律，可以有一些直觀的比較，使我們更容易掌握自然學科中抽象理論，這或許也契合牛頓把自己的物理學著作取名《自然哲學的數學原理》。自然科學和人文在一些方面本就存在交織。適度的積累一些人文知識，對自然學科的學習更有利，像量子力學那樣在歐洲萌芽，在美國發展卻在中國開花（中國在量子通信應用領域引領全球）。

3 科學發展對生活的影響

適當積累人文知識，會促進我們對于科學的掌握，那么，科學的發展究竟給我帶來些什么呢？它是怎樣改變了我們的生活？

上面的兩幅圖，深刻反映了科學對生活方面的改變，蒸汽技術的應用，不僅提高了人類的生產效率，也拉近東西方兩個世界的距離，也改變了我們恬淡的生活，像火車的冒出的煙一樣，平靜的畫面被撕裂，這或許是科學讓人類初步展現出猙獰的一面。

下面電氣化時代的美好時代，讓我們的生活更加豐富多彩，這樣美好的畫面，人類一路走來也是跌跌碰碰，這其中又有多少悲歡離合？

科學促進技術，使我們的生活更加美好，是不爭的事實，這種美好之中，難道就沒有危機嗎？

4 科學發展的悖論

現代科學誕生的歐洲，對待科學也是一直處在爭論中。

我可以通過幾個例子說明，第一個是諾貝爾獎牌的背面，科學在掀開自然女神的面紗，科學對窺探自然奧秘提供了更精確的方法（實驗），讓我們更了解自然，但是直接掀開女神的面紗似乎也包含著某種不禮貌，這不恰好預示著自然與科學的關系充斥著兩種矛盾的聲音嗎？

這種爭論在西方社會一直存在，只是我們過去很少去關注，第二個例子希臘神話中，向人類傳遞火種的普羅米修斯，火種象征著給人類傳遞智慧，但傳遞科學的神卻在接受懲罰，就像我們今天的生活，物質豐富，但也生活科學帶來的危機中，再如歌德的批判，浮士德與惡魔梅菲斯托費勒斯達成的交易，獲得造福改善環境的能力，但最終因自責而想脫離惡魔，這難道不是隱藏在我們內心中對待科學的態度嗎？實在是值得我們深思啊。

最后用奧本海默（曼哈頓計劃負責人）的一句話作結，The physicits have known sin and this is knowledge which they cannot lose（物理學家們已經嘗到了罪孽的滋味，這種滋味他們無法忘記），這其實就是困擾科學推動技術變革的悖論，科學本身也許沒有善惡，但科學的普遍性，導致技術進步是普適的，比如原子彈的研究并不能給人類社會帶來幸福感，卻包含著危機和不安，可能在某一天導致人類社會的崩塌，而物理學家有自己的祖國，又必須進行這樣的技術突破，這就是科學中的悖論，需要更多有才智和勇氣的你們去解決，或許，只有解決了這個問題，我們才能放心的讓科學推動技術的持續進步。

5 尾聲

我們到現在都沒有解決這樣的困境，人類一直在危機中，迎接著科學的發展，不安什么時候可以停止，或許，物理教學中做的人文滲透，可以在某一些方面解決一些擔憂，因為一個具有人文情懷的物理學家，至少可以讓我稍稍放心一些。

【參考文獻】

[1]本文是《人文精神在物理教學中滲透的實踐研究》課題的研究成果.

[2]《物理是什么》朝永振一郎（日），周自恒（譯）.

[3]《物理必修1》人民教育出版社.

[4]《老子的智慧》梁實秋.

[5]《莊子今注今譯》陳鼓應.

[6]《中國智慧》易中天.

[7]《傳習錄》王陽明.