○周志杰
物理學(xué)是近代科學(xué)的源頭之一,是自然科學(xué)領(lǐng)域的基礎(chǔ)學(xué)科,也是高校人才培養(yǎng)體系中理工類等諸多專業(yè)的基礎(chǔ)性學(xué)科。學(xué)好物理,領(lǐng)悟科學(xué)內(nèi)涵,能為今后的學(xué)習(xí)和深造提供有力支撐。
近代科學(xué)的建立及其發(fā)展與社會發(fā)展緊密關(guān)聯(lián),科學(xué)技術(shù)的發(fā)展過程,既是人類不斷探索科學(xué)真理的過程,也是社會發(fā)展的過程。
中世紀(jì)以來,以地心說理論為重要精神支柱的神學(xué)世界觀長期占領(lǐng)歐洲。到14世紀(jì),隨著社會生產(chǎn)的發(fā)展,旨在反對中世紀(jì)的神學(xué)世界觀、擺脫教會對人們思想束縛的文藝復(fù)興開始興起。文藝復(fù)興的思想解放運動為打破地心說理論提供了思想動力和精神基礎(chǔ)。
16 世紀(jì),波蘭天文學(xué)家哥白尼在分析地心體系的基礎(chǔ)上,經(jīng)過幾十年的研究,建立了一個嶄新的宇宙體系——日心體系。此后,開普勒受哥白尼“日心說”的影響,在整理、計算天文觀測的大量數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上,總結(jié)出行星運動規(guī)律(開普勒三定律)。伽利略則在對天體觀測的基礎(chǔ)上,出版了《關(guān)于托勒密和哥白尼兩大世界體系的對話》一書,支持“日心說”;之后,他在進一步研究斜面運動和自由落體運動的基礎(chǔ)上,于1638年總結(jié)出版了《兩門新科學(xué)》一書,這標(biāo)志著近代科學(xué)正式拉開序幕。
此后不久,牛頓在開普勒、伽利略等人研究的啟發(fā)下進行了深入研究,并于1687年發(fā)表了一部劃時代的巨著《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》,它是天文學(xué)、數(shù)學(xué)和力學(xué)發(fā)展的產(chǎn)物,是人類掌握的第一個完整的科學(xué)理論體系。其影響所及,遍布經(jīng)典自然科學(xué)的諸多領(lǐng)域。此外,就人類文明發(fā)展而言,這部著作促成了英國工業(yè)革命,并在法國引發(fā)了啟蒙運動和大革命,在推動社會生產(chǎn)力和改革社會制度等方面都有巨大影響。
19 世紀(jì),在平方反比定律等的啟發(fā)下,庫侖定律、電磁感應(yīng)現(xiàn)象等電磁學(xué)理論和伏打電堆、交流發(fā)電機(電動機)等發(fā)明相繼問世,第二次工業(yè)革命興起,人類由此進入電氣時代。
20 世紀(jì),隨著物理學(xué)研究的領(lǐng)域不斷拓展,原子核理論、航天技術(shù)、計算機等新理論、新技術(shù)的問世,第三次工業(yè)革命興起,人類由此進入信息化時代。
進入21 世紀(jì)以來,以量子信息技術(shù)、人工智能、虛擬現(xiàn)實、清潔能源等新一代技術(shù)為代表的新一輪產(chǎn)業(yè)革命逐步興起,智能化時代正逐步向我們走來。
從17 世紀(jì)近代科學(xué)建立以來的300 余年時間,放在人類文明發(fā)展史的時間維度看很短,但就在這短短300余年時間里,以物理學(xué)為基礎(chǔ)的科學(xué)技術(shù)的不斷革新,為人類文明帶來了前所未有的進步。
物理學(xué)的發(fā)展是在觀察和實驗的基礎(chǔ)上得出規(guī)律,并不斷在新的實驗(實踐)中進行挖掘和完善的。作為近代科學(xué)的基礎(chǔ)學(xué)科,物理學(xué)仍在不斷拓展人類對物質(zhì)世界認知的深度和廣度,始終在探索物質(zhì)世界及其運動規(guī)律。
物理學(xué)發(fā)展或者說科學(xué)發(fā)展的過程,就是人類不斷克服困難、向真理不斷邁進的過程。在這個過程中,只有那些善于繼承又勇于創(chuàng)新的人才有可能抓住機遇。他們身上具備的勤奮和創(chuàng)新精神,也是同學(xué)們未來從事科學(xué)研究或其他工作所必須具備的。
物理學(xué)主要研究自然界物質(zhì)基本結(jié)構(gòu)、相互作用和運動規(guī)律。物理學(xué)不僅含有探索大自然的知識成果,還含有科學(xué)思想、科學(xué)方法、科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神等。
初中物理注重實驗,注重與生產(chǎn)生活實際及時代發(fā)展聯(lián)系,目的是提高同學(xué)們的科學(xué)素養(yǎng)和學(xué)習(xí)興趣。
高中物理則是為了進一步提升同學(xué)們的物理學(xué)科核心素養(yǎng),為同學(xué)們的終身發(fā)展奠定基礎(chǔ),促進人類科學(xué)事業(yè)的傳承與社會的發(fā)展。
高中物理課程注重體現(xiàn)基礎(chǔ)性、選擇性、時代性和物理學(xué)科本質(zhì),關(guān)注科技進步和社會發(fā)展,培養(yǎng)同學(xué)們物理學(xué)科核心素養(yǎng)。課程要求同學(xué)們經(jīng)歷科學(xué)探究過程、體會科學(xué)研究方法、養(yǎng)成科學(xué)思維習(xí)慣、增強創(chuàng)新意識和實踐能力,掌握科學(xué)本質(zhì),形成科學(xué)態(tài)度、科學(xué)世界觀和正確的價值觀。
學(xué)科核心素養(yǎng)是同學(xué)們通過學(xué)科學(xué)習(xí)而逐步形成的正確價值觀、必備品格和關(guān)鍵能力。高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)中要求,物理的學(xué)習(xí)和評價都要緊緊圍繞物理學(xué)科核心素養(yǎng)來展開,要貫穿于物理的學(xué)習(xí)、評價全過程,因此,物理學(xué)科核心素養(yǎng)是同學(xué)們學(xué)習(xí)物理的出發(fā)點和落腳點。
高中物理學(xué)科核心素養(yǎng)有四個方面的內(nèi)容:一是物理觀念,主要包括物質(zhì)觀念、運動與相互作用觀念、能量觀念等要素。這一素養(yǎng)的達成需要同學(xué)們牢記物理基礎(chǔ)知識、基本概念和基本規(guī)律,掌握物理學(xué)基本內(nèi)容。二是科學(xué)思維,主要包括模型建構(gòu)、科學(xué)推理、科學(xué)論證、質(zhì)疑創(chuàng)新等要素。這一素養(yǎng)的達成,需要同學(xué)們充分運用物理、數(shù)學(xué)等學(xué)科知識和方法,學(xué)會將實際問題轉(zhuǎn)化為物理模型并進行分析求解。三是科學(xué)探究,主要包括問題、證據(jù)、解釋、交流等要素。這一素養(yǎng)的達成,需要同學(xué)們重視物理實驗,在實際操作中培養(yǎng)科學(xué)探究能力。四是科學(xué)態(tài)度與責(zé)任,主要包括科學(xué)本質(zhì)、科學(xué)態(tài)度、社會責(zé)任等要素。這一素養(yǎng)的達成,需要同學(xué)們在日常的學(xué)習(xí)中,結(jié)合物理學(xué)史、最新科技動態(tài)等,掌握科學(xué)本質(zhì),認識科技進步與社會發(fā)展的關(guān)系,并形成學(xué)習(xí)自然科學(xué)的內(nèi)在動力和嚴(yán)謹(jǐn)認真的科學(xué)態(tài)度等。
高中階段是更深入的學(xué)習(xí)階段,是同學(xué)們成長成才的關(guān)鍵時期,同學(xué)們要努力在這一時期錘煉好學(xué)習(xí)能力和核心素養(yǎng),為今后的學(xué)習(xí)和工作打下基礎(chǔ)。
在新時代呼喚時代新人的要求下,同學(xué)們要努力培養(yǎng)好以物理學(xué)科為基礎(chǔ)的自然科學(xué)的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)能力,這是同學(xué)們成為科技創(chuàng)新人才的基礎(chǔ),也是我們走向科技自立自強,實現(xiàn)科技強國的時代需要。