詩意科學與理性思維

摘" "要：物理學科具有的邏輯性、嚴謹性制約了部分高中生的學習熱忱和興趣，從而給學生造成學習上的困難。對此物理教師應順勢而為，借新課程改革的契機，充分利用教材的欄目營造靈動的課堂氛圍，讓學生感受到自然的活色生香和自然規(guī)律的簡潔、詩性，由此培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng)，達到為國育才的目的。

關鍵詞：高中物理；理性思維；詩意科學

中圖分類號：G633.7" " 文獻標識碼：A" " 文章編號：1009-010X（2024）02-0042-03

新時期教育改革如火如荼地進行，如何讓學生在邏輯嚴謹的理性思維中去體會大自然朝氣蓬勃、富含詩意的靈動之美，不使“思考徹底脫離肉體”，成為我們高中理科教師思考的問題。

一、大自然是活色生香、簡潔而靈動的

宇宙自誕生之日起，就是包羅萬象、瞬息萬變的，其深邃、博大、奧秘引人入勝，不禁讓人自嘆“吾生也有涯，不及管窺其萬一”。

其實在伽利略創(chuàng)建現代自然科學之后，同時代思想家維科就指出：“理性的思維越強，人類的想象力就越匱乏；反之理性力量越弱，想象力就越蓬勃旺盛。科學的、充滿邏輯性的語言，使我們離靈性的詩性邏輯漸行漸遠。詮釋這個自然世界的基礎就包括圖形、數字與運動……，而這既非氣味，也非味道，更非聲音。”對于理性的過分倚重，使我們不復有祖先的詩性邏輯。胡塞爾認為現代社會的危機在于我們錯用我們認知的工具即數學與科學來度量與預言現實或自然規(guī)律，同時還忽視了我們的靈性、直覺、類比、隱喻及其他認知方式。

教育改革家懷特海甚至認為學生的低水平學習恰好源于“好的”而非拙劣的教學方法——過分倚重嚴謹流暢的思維體系，如饑似渴地學習前人總結的技能、方法，亦步亦趨，苦不堪言。唯獨忘掉了自身的頭腦資源，不肯從源頭下“笨功夫”，讓思維的絲滑自然生成。

以上觀點聽起來都很有道理，甚至振聾發(fā)聵、當頭棒喝。因為理性和感性本身就是感知多彩世界的兩個方面，類似于硬幣的正反面。過分倚重其中一面，所感受到的世界都無異于盲人摸象。因此教師需要俯下身來，跟學生同步共情，讓學生思維的腳步趕上靈魂前行的步伐，如此可激發(fā)他們洞天察地、學以致用的熱情，并聆聽自己成長拔節(jié)的聲音。

這一輪“新教材、新課標、新高考”教學改革的方向清晰地指向學生發(fā)展，指向學科本質（學科核心素養(yǎng)），指向高級思維發(fā)展，并在強調“學以致用、用我們所學去解決實際問題”的同時，引導學生關注大自然的活色生香，現以物理為例進行簡要介紹：

2020年版的人教社高中物理教材提供了豐富的素材，如，每節(jié)課精心設計的引言；開篇前科學家富有哲理的名言；批注（旁批）對概念和方法的細致解讀；時代氣息濃郁的精美插圖；引導學生動手實踐的“做一做”；注重背景知識介紹的“科學漫步”；聯系實際的STSE等。同時，教材在習題的編排上，也通過情景設計，力圖實現“在解決問題中掌握知識”，以期達到學以致用、知行合一的教育目的。因此，在高一起始班的教學中，教師要充分感知教材編者的匠心，用好教材，同時又不拘泥于教材，為學生打開一扇扇通向科學的大門，帶領他們去領略大自然的詩性美好，去感悟其背后蘊藏的規(guī)律。

二、 自然規(guī)律是富有邏輯、充滿詩性之美的

卡爾·薩根在《宇宙》一書中說：“要是你深入了解微觀世界，鉆進一個電子深處，你會發(fā)現它本身就是一個宇宙，里面，大量小得多的別的粒子組成了相當于當地的星系和較小的結構，它們本身就是下一層次的宇宙，如此永遠下去——一個逐步往里推進的過程，宇宙中的宇宙，永無盡頭——往上也是一個樣。物理學中研究最大對象和最小對象的兩個分支——宇宙學和粒子物理學就奇妙地銜接在一起，猶如一條怪蟒咬住自己的尾巴。”

若一個電荷系統的分布已經給定，那么空間任一位置上的場強原則上均可以求得，即利用我們現有的場強公式和牛頓、萊布尼茲發(fā)明的微積分，再加上疊加原理就可以辦到。而如果空間存在帶電導體，情況就會變得復雜。當然，我們現在已經可以根據唯一性原理，經過紛繁復雜的運算，擬合出“像電荷”來等效替代導體表面感應電荷的分布。如此我們可在驚嘆先賢智慧的同時，驚詫于大自然的神奇——大自然能在10-9秒的時間內，把電荷推來挽去，使之瞬間平衡。

1924年，法國青年德布羅意在他的博士論文中寫道：“整個世紀以來，在光學上，與波動方面的研究相比，忽視了粒子方面的研究；而在實物粒子的研究上，是否發(fā)生了相反的錯誤呢？是不是我們把粒子方面的圖像想得太多，而忽視了波的現象？”，從而把波粒二象性推廣到實物粒子，如電子、質子等。他指出實物粒子也具有波動性，即每一個運動的粒子都與一個對應的波相聯系。這與文學中的對仗修辭手法何其相似——山花對海樹，赤日對蒼穹。風高秋月白，雨霽晚霞紅。能夠有這種對稱的思想，可能跟德布羅意首先是一個歷史學家和文學家密切相關，由此自然規(guī)律的美感可窺一斑。

對稱深刻，把人們拉進了現代化社會；更不用說日月輪回，斗轉星移。朝潮暮汐，朔望交替。大自然生機盎然而又嚴格自律，不怪乎亞歷山大·蒲柏贊嘆道：

大自然和大自然的法則藏匿于黑夜之中；

上帝說，讓牛頓出世吧！

于是世界一片光明。

這首詩本身就是兼具“言有盡而意無窮”的理性思維和詩性浪漫。

三、 理科學習是富有挑戰(zhàn)、嚴謹而又充滿樂趣的

世界的美好與自律共存，思維的嚴謹與詩意同在，如何才能做到讓學生在孜孜地求學中兼顧對美好的賞析、而不失觸發(fā)內心直覺的靈動？首先，教師要把自己對學科的濃郁興趣展示給學生，作為物理教師，我們要力爭用自己對物理學科的摯愛、對自然現象的自覺解讀、豐富但不失真誠的表情、邏輯而又優(yōu)美的語言，對學生進行學科思想的濡染，然后通過身體力行，讓學生體會到能夠理性地解讀這個世界是多么了不起和幸福的事情，學習物理將是一件多么快樂的事情。

其次，要精益求精，幫助學生建立準確的知識體系。科學在逶迤前行，人類知識體系的形成在螺旋遞進，能夠充分認識到一個概念在整個知識體系中的占位，需要伸展我們感知的觸角，去廣泛聯系已有的知識儲備。這就需要教師終身學習，不斷更新知識儲備，以在需要的時候能夠做到信手拈來、揮灑自如。

最后，還要率先垂范，規(guī)范修正學生的學習習慣，以提升他們的提升思維品質。學習本身不快樂，學會才快樂。唯有讓學生體會到思維的流暢絲滑，他們才能樂在其中，不斷進取。學會的標志就是“使問題變得簡單”，在學習中讓學生找到最合理的解決方案，并不斷優(yōu)化、簡化自己的知識體系，只有這樣才能做到學而不厭。這需要教師精雕細琢、示范引領。

愛因斯坦曾說過：“我自己只求滿足于生命永恒的奧秘，滿足于覺察現存世界的神奇結構，窺見它的一鱗半爪，并且以誠摯的努力去領悟在自然界中顯示出來的那個理性的一部分，即使只是其極小的一部分，我也就心滿意足了。”作為教師，能夠耕耘三尺講臺，引領學生去感受自然的美好，去體味思維的深刻，何嘗不是一種莫大的幸福？“苔花如米小，也學牡丹開”，得天下英才而教之，為中華民族的偉大復興奉獻綿薄之力，便是為師者最大的欣慰。

參考文獻：

［1］普通高中物理課程標準說明（2017版）［M］.北京：高等教育出版社，2017.

［2］比爾·布萊森.萬物簡史［M］.南寧：接力出版社，2020：127.

［3］全日制普通高級中學教科書·必修第一冊［M］.北京：人民教育出版社，2010：3.

［4］全日制普通高級中學教科書·選擇性必修第三冊［M］.北京：人民教育出版社，2020：92.