培育實驗文化，提升科學素養

姚曉峰

摘要：物理學科是幾千年社會文明中的優秀文化，而物理實驗則是物理文化傳播的主要載體。將文化與科學結合開展實驗教學，可以讓學生充分掌握物理知識的形成背景和演變過程，不僅能夠改變物理枯燥乏味的形象，提高學習物理的興趣，也能使學生受到科學和人文兩種文化的熏陶，逐漸培養自身的人文素養，更好的實現文化的傳播和知識的傳承。

關鍵詞：實驗文化;科學素養

物理學是實驗科學，實驗是學習物理的基礎，也是物理發展的根源。物理實驗對于學生掌握物理基本知識有著不可替代的作用，是物理教學中的必要環節，實驗已經成為我們當前物理課堂的重要組成部分。

然而，我們的實驗教學由于應試教育的限制，教師們在實際教學中過分偏重于實驗的知識部分，如實驗的目的、原理、步驟、結論等，而對于物理實驗文化教育卻逐漸淡化甚至消失，導致中學物理實驗文化缺失嚴重。

要知道，教育的一項重要任務是文化的傳承。物理教師的基本任務不僅僅是傳遞物理知識，更主要之一是傳遞物理文化，以保證物理文化得以延續和發展。若離開了“文化”這一要素，“實驗”就成了無源之水，無本之木。因此，物理實驗的文化教育應該成為中學物理教學的應然任務。

一、經典史實——充實實驗文化的底蘊

物理實驗是物理理論建立的基礎，任何物理規律都不可能脫離物理實驗事實而建立起來。物理學家為了探索自然的規律，往往要從事多年的艱苦實驗，甚至有的還要冒著生命的危險來進行實驗探究。我們應該讓學生知道：物理的發展史，就是物理的實驗史。物理的實驗史，其本身就是一個文化史。

開展對實驗文化培養的第一步就是要將物理實驗史上的“經典實驗”與教學實際有機結合來，從而充實實驗文化的底蘊。例如：物理書本引言中美國科學家富蘭克林的故事就是我們充實學生實驗文化的第一課。他為什么被人稱為“想把上帝和雷電分家的狂人”？誰是雷電實驗的第一個犧牲者？教堂裝上避雷針這又充滿了怎樣的曲折過程？法國人曾經如何把富蘭克林作為崇拜的偶像？英國當時的國王喬治二世為與作為美國文化象征的尖頭避雷針勢不兩立做出了什么樣的奇怪決定？我們不能像以往那樣天真荒謬地對學生講述“瓦特看到水壺蓋被頂開而發明蒸汽機的故事”，而應該通過真正的經典史實來充實實驗教學情境，真實展示當時物理家們研究的社會背景，揭示他們的思維過程與實驗方法，形象化描述他們研究物理的艱辛歷程以及執著追求真理的奉獻精神。

“經典史實”是學生知識學習的重要隱形資源，教師通過挖掘后轉化為感性化的教學內容，可以大大充實物理實驗的文化底蘊，讓學生從實驗中汲取所蘊含的科學精神和前進動力，并獲得探究學習的無窮樂趣。

二、問題意識——播撒實驗文化的種子

實驗教學中往往研究的“問題”“以課本為中心”，很少有教師真正從學生自我發現和自我發展的層面上主動地要求學生提出問題并進行書本外的實驗探究。長期以往，學生的自我問題意識自然逐漸退化，實驗的積極性也日趨下降。

科學探究的第一要素就是“提出問題”，要求學生首先“能夠發現與物理學有關的問題”。但問題意識不是天生的，教師要主動激發學生的問題意識，使學生潛伏的、固化的問題意識轉化為顯現的、能動的問題意識。一方面教師可以利用名言事例來鼓勵學生，培養學生的問題意識。如：著名物理學家愛因斯坦的名言：提出一個問題往往比解決一個問題更重要;費曼的繞口令詩句：“我想知道這是為什么。我想知道這是為什么。我想知道為什么我想知道這是為什么。我想知道究竟為什么我非要知道我為什么想知道這是為什么！”;在哥廷根大學玻恩教授主持的討論會有一個基本口號：“愚蠢的問題不僅允許而且受歡迎”。同時，教師要充分認識物理實驗文化的獨特特征，積極利用實驗為載體在課堂中營造出實驗文化環境。利用初中生具有好問、多問的特點，借助于顯現的實驗現象來引發問題和再生問題，讓他們不由自主地問自己“是什么”、“為什么”、“怎么辦”。只有為解決這些問題，學生才會真正啟動思維，從而對知識的掌握更為深刻。

產生學習愿望的根本是問題。在中學物理實驗教學中培養學生的問題意識是我們教育的一個重要任務，它是我們播撒下的實驗文化的種子，只有它才能讓師生在實驗教學中演繹出最美麗的花朵。

三、自由精神——關注實驗文化的生長

教師本可以通過物理實驗營造一個有利于學生充分發展，積極自主的學習空間，從而讓學生在積極主動的探索過程中實現能力的全面發展。但實際物理實驗中常常“要求青少年離開自己的發展特點去模仿成人在規定的時間、規定的地點、按規定的方式完成規定的操作，不許變化也不許玩耍。”[]實驗成人化必然使學生失去獨立思考和自由發展的機會，只能讓學生按照課本和教師的意圖去想、去說，去做，這顯然不利于培養學生實驗的自由精神。

愛因斯坦說過“學校的目標應是培養獨立思考和獨立工作的人”。實驗是輔助學生自主思考和自主學習的一個重要過程，對學生而言，實驗文化層面就包括著觀賞實驗的奇妙現象、享受實驗的科學樂趣、體驗實驗的探究過程等。

在實驗中教師要避免人為地規定學生按部就班的去實施實驗過程，而是要在建立平等民主的師生關系上關注營造和諧愉悅的實驗教學氛圍，建構以“學生為中心，充分發揮學生學習主觀能動性”的實驗課堂。教師要尊重學生與眾不同的提問或觀點，在課堂教學中盡可能地把學習的主動權交給學生，把發現和探索的主動權交給學生。有時甚至需要我們敢于拿出“實驗的時間”來進行所謂的“非常規實驗”，讓學生充分感受到自由探究的樂趣與成功的喜悅。

只有當我們主動在實驗中關注學生獨特的自我需要，留給學生必要的實驗空間和發展空間，才能讓學生享受奇妙的實驗文化，從而讓自由精神在充滿活力的實驗土壤里自由生長。

四、人文科學——提升實驗文化的內涵

當今社會科技和知識不斷迅猛發展，而學生人文素養卻愈發缺失的現狀已成為我們教師心頭的隱痛。我們廣大物理教師應該認識到：物理作為初中科學教育的重要組成部分，不僅是傳授科學知識的途徑，也是培養學生人文科學的重要學科。

初中物理是中學生對于物理知識剛起步的階段，學生普遍對新奇的實驗感到好奇，能夠積極主動地融入實驗中去，這為學生進行人文科學提供了良好的基礎。但物理教師目前普遍對“人文科學”不夠重視，缺乏對物理實驗中人文科學素材的挖掘和傳授，造成了目前課堂實驗中常見的科學與人文的嚴重分離。為此，教師要主動轉變教學思想，主動挖掘和學習實驗中的人文科學內容，自我提升實驗文化的內涵。同時要重視利用實驗來培養學生人文科學的策略，改善實驗教學方法，將人文文化與科學文化進行滲透結合，讓學生在獲得知識的同時，培養正確的價值觀、世界觀、哲學思想和科學精神。

在實驗中加入人文科學的內容，不僅能夠激法教師課堂的獨特魅力，提升物理實驗的文化內涵，提高學生學習的興趣，也能使學生受到科學和人文兩種文化的熏陶，逐漸培養自身的人文素養。只有學科教育與人文教育相互滲透，我們的課堂才能達到為社會培養高素質、全面發展的人才的最終教育目標。

五、結語

物理學的精髓在于培養實驗精神。丁肇中先生指出：實驗精神在科學上是最為重要的。物理實驗文化的追求實際上是課堂從知識向文化的轉化，是實驗教學本質的回歸。實驗文化是滲透人文教育的有效途徑，我們物理教師既要充當物理知識的傳授者，更要擔當起文化傳播者的角色。我們要充分認識到物理實驗是文化和精神的活的載體，是學生接受文化熏陶的重要手段，是積淀科學和文化素養的重要途徑。只有將物理文化融入到物理實驗中才能夠培養學生的探索精神和創新意識，切實提高學生的綜合素養。

參考文獻：

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