張佐源 黃新寧 胡潔茹 李錦芳
(揚州大學物理科學與技術學院 江蘇 揚州 225009) (華東師范大學物理與電子科學學院 上海 200241) (咸陽師范學院物理與電子工程學院 陜西 咸陽 712000)
21世紀,以空間技術、新材料技術、新能源、計算機科學等為代表的新技術革命方興未艾.我國當前正處于中華民族的偉大復興時期,實現科技的進一步創新,物理、化學及數學等基礎學科的教育教學工作是重中之重.然而,在當前的大學物理教育模式下,部分大學生對物理學感到迷茫,對學習大學物理的意義心存疑問.面對復雜的理論知識則感到枯燥和困惑,甚至消極地應付學業,缺乏嚴謹的科學精神和求真求實的科學態度.因此,重視大學物理課程中人文教育理念的滲透非常必要.大學物理在高校理工科眾多專業中都是一門重要的基礎課,與多數學科研究內容交叉.簡言之,沒有基礎物理科學就沒有應用科學.如果能在大學物理教學中合理地融入人文教育思想,對于各理工科專業的大學生乃至整個社會的發展都具有重大意義.
人文教育要以“以人為本”為基本理念.社會不斷發展,不同歷史時期對人文教育的要求也不同.因此,人文教育應與時俱進,順應社會和歷史發展的潮流.
在西方的文化中,“人文精神”一詞被翻譯為“humanism”,源于文藝復興時期的一種思潮.人性、理性和超越性是人文精神的基本內涵.基于人文精神的人文教育曾在西方教育史上占主導地位.然而,隨著經典物理學的發展,19 世紀中葉后,高等教育逐漸重視自然科學,導致了人文教育與科學教育之間的對立.20 世紀,近代物理學領域的眾多革命性成果使人們更偏向接受科學教育,人文教育逐漸被忽視.然而,人文教育的缺失,造成了眾多社會問題、環境問題等.因此,教育學界開始意識到科學教育中融入人文精神的重要性,并嘗試相應的教育改革.例如,STS(科學技術與社會)[1]教育的提出在一定程度上探討了科學與社會的關系,促進了科學教育與人文教育逐漸融合.
在我國古代,教育家孔子提出了思想核心為“仁”的人文教育.旨在修身養性和治理國家,較少涉及科學教育.直至近代,在“五四運動”的推動下,民主和科學的新文化教育思想才逐漸嶄露頭角.新中國成立后,為了加快經濟建設和實現工業化,當代教育重科學輕人文.為加快科技人才的培養,1977 年國家恢復高考后,實行了文理分科的政策,導致失衡現象進一步加深.20 世紀 80 年代末,為了改善這一局面,教育界提出了“素質教育”這一概念.它重視思想道德,個性發展,心理健康,能力培養等諸多方面,旨在促進學生全面發展.近年來,新時代高校“三全育人”機制的建立,則進一步促進了人文教育和科學教育的一體化[2].
在當代,人文精神主要包含4個方面:認識與完善自己,認識自己與他人的關系,關注社會,關注自然.當代大學生應將自己的價值與對他人、社會和自然的價值有機統一,相互作為存在的前提和依托.價值之于文化,就如同靈魂之于人[3].以提高人文價值為主要目的和重要內容的教育就是人文教育.人文教育具有人本性、時代性和民族性的特點[4].中華民族正處于偉大的崛起時代,同時具有深厚的歷史和文化根基.因此,我國高校的大學物理教學,不應簡單地照搬其他國家的人文教育理念,而應該結合自身文化,實現具有中國特色的人文教育.
科學教育中蘊含的科學精神與人文精神相輔相成,互相促進.科學精神是人們在長期科學實踐中形成的共同信念、價值標準和行為規范的總稱[5].其本質應該是探索未知、探求真相的一種意識,以及堅持不懈的思考.科學教育以自然科學為主要內容,并涉及技術、科學史、科學哲學等,使被教育者掌握自然科學的基礎知識和基本技能,同時有機地將科學精神和人文精神相結合.科學教育是關注現代生活所需的一種教育,將科學作為一個整體內化在受教育者的信念和行為中,使科學態度與日常生活緊密相連,科學精神與人文精神相互貫通[6].上述科學教育的觀點與大學物理教育的理念不謀而合,大學物理教育正是一種科學教育,需要以科學精神為指導,使大學生在學習物理知識的同時獲得人文精神的凝練.
大學物理教育,一方面是使學生掌握必要的知識以及運用這些知識的方法,培養科學嚴謹的態度,從客觀的角度觀察和理解這個世界.另一方面,各個理工類學科與物理學都是交叉融合的.物理學中的人文教育,對不同專業的大學生畢業后參加工作或是進入研究生階段的學習都具有指導意義.大學物理課程中所涉及的內容更多是自然規律及其應用,人文精神往往潛藏在自然規律的背后[7].要盡量避免只顧眼前的專業教育而急功近利.忽視人文教育,只注重專業知識,專業的“身份感”將會束縛學生的視野[8].從長遠來看,這對理工科學生以后的深造是極為不利的.
縱觀科學的發展歷程,我們很容易發現哲學的身影無處不在.尤其是在探索物質世界這一方面,人們對物理現象背后的哲學反映更加感興趣.如果能夠在大學物理教學中潛移默化地向學生教授一些哲學方面的知識,可以讓學生少走些彎路,對學生下一步的學習和工作都將產生很大的指導作用.例如,從幾何光學到波動光學,再到量子光學的建立,經歷了探索,否定,再認識,再否定的過程,最終才對光的本質有了較為確切的認識.光學的發展歷程,說明了人的認識的發展是曲折式前進,螺旋式上升的.不可否認,科學的發展進程從一定程度上講是漫無目的的,尤其會受到人類社會發展的深刻影響.哲學作為人文科學的重要部分,滲透到物理教學過程中,對學生未來的發展乃至整個物理學的發展都事半功倍、受益良多.
師者,傳道授業解惑也.大學教師作為高等教育的一線工作者,其本身的行為、態度、觀點對大學生的人生觀、價值觀的塑造有著深遠的影響.在教學過程中,教師的角色至關重要,教師人文素養的高低是影響課程人文教育的決定性因素之一[9].在人文教育的推行上,不應只喊口號,更需要教師親身實踐,用自己的人格魅力感染學生.
教師的人格魅力,不僅體現在過硬的學科技能和教學方法上,還體現在巧妙的即興發揮和應變能力上.教師在教學過程中需做到旁征博引,將物理學背后蘊含的人文精神恰如其分地表達出來.這個過程應該是潛移默化的.經過日積月累,使人文教育水到渠成.另外,還需教師發自內心的真實情感,創造出以人為本的教學氛圍來感染學生.日常生活中,教師應對學生表現人文關懷,建立良好的師生關系,引導學生養成認真負責、嚴謹治學的人文素養.
大學物理中體現的自然規律及其應用是學科重點,物理學史同樣也是一塊瑰寶.將物理學史的相關內容適當地滲透到大學物理課堂中,將對培養學生的人文素質起到重要作用.物理教學中涉及的知識點都是從科學家們無數次的努力探索中得來的,這種對于真理和未知的探索精神值得學生們充分體會和學習.如果將大學物理涉及的知識比作物理教學的骨架,物理學史就相當于物理學的血肉.滲透物理學史,可以從近現代物理學史和中國古代的物理成就兩方面進行.在講解西方物理學史的同時,也應重點指出中國古代科學教育蘊含著豐富的科學精神.比如引入《禮記·大學》中提到的格物致知精神,“致知在格物,物格而后知至”.讓學生認識到中國古人追求物理客觀實在性的深刻見解,從而培養學生的愛國情懷.同時也會引發學生對中國近代物理學落后的思考,使學生主動肩負起推動物理學發展的重擔.
另外,從科學家的人格魅力這一角度滲透物理學史,有助于學生個人品德修養的提升[10].在物理學的發展進程中,涌現出了大量杰出的物理學家,他們或持有嚴謹的科學態度,或具備敏銳的洞察力,同時也擁有高尚的品格和修養.這些優秀的品質可以通過一些小故事或傳記,在課堂上講解,使學生體會到物理學家們的人格魅力,并以之為榜樣.
與中學物理相比,大學物理的理論性和抽象性更強.一味地灌輸純粹的理論知識,可能會使學生在心理上對物理產生抗拒.認識從實踐中來,并在實踐中得到驗證,所以大學物理教學過程,應與實驗緊密連接.教師通過引入必要的實驗,一方面使學生鞏固了學過的知識,了解了物理規律的發現過程,并檢驗了結論的正確性;另一方面,激發了學生的興趣,體會實驗結論的來之不易,使學生更加愿意探索物理學的奧秘.在實驗過程中,體現了實事求是的科學原則,印證了“認識來源于實踐,被實踐所檢驗,可以用來指導實踐”的哲學原理.
豐富多彩的課外實踐,可以圍繞教材開展,或以自然界的物理現象為出發點,或是基于生產領域的科學技術.其形式是靈活多樣的,例如鼓勵學生參加大學物理實驗競賽、大學生光電設計競賽等各類賽事,為學生的課堂學習提供感性認知,開闊眼界.如此一來,物理不再只是枯燥的公式與數據,而是和生活生產、前沿科技緊密關聯.這有助于激發學生的學習動力,為培養具有人文精神的人才奠定堅實的基礎.在傳統教學中,教育者一般只重視學生學到理論知識,而忽視了探索過程.課堂教學融入課外實踐,即可彌補這一方面的缺失.
大學作為培養人才的核心場所,大學物理作為眾多理工科的基礎課程,在大學生思維、素質和創新能力的培養方面都起著不可替代的作用.大學教師作為直接參與教學活動的一線人員,在滲透人文教育方面扮演著重要角色.本文著重指出了大學物理教學過程中人文教育的重要性以及滲透人文教育的策略及途徑.隨著時代的發展,今后會對科學教育與人文教育的融合提出更高的要求,賦予更深刻的內涵,也需要更多的探索和討論.只有這樣,未來的大學教育才會更加全面和完善.筆者希望本文能夠給予大學物理教育工作者一定的啟發.