物理文化：內(nèi)涵、價(jià)值與啟示

楊雄珍

（賀州學(xué)院 教務(wù)處，廣西 賀州 542899）

近年來，廣大物理教育工作者正力圖從文化的視角探討物理學(xué)和物理教育教學(xué)，他們對(duì)物理文化的界定以及物理文化的特點(diǎn)和功能已經(jīng)作了一些初步的探討，但至今為止，對(duì)“物理文化”的界定還沒有一個(gè)統(tǒng)一的定義，究其什么是物理文化？物理文化的內(nèi)涵是什么？其表現(xiàn)出的功能及其對(duì)物理教育有什么啟示？理順這些問題對(duì)于我們?nèi)嬲J(rèn)識(shí)物理文化、傳承物理文化有著非常重要的意義。

1 關(guān)于物理文化的內(nèi)涵問題

談及“物理文化”，不可避免地會(huì)聯(lián)系到文化、科學(xué)文化等相關(guān)概念，關(guān)于文化的概念，《辭?！返慕忉屖牵何幕瘡膹V源來說，是指人類社會(huì)歷史實(shí)踐過程中所創(chuàng)造的物質(zhì)財(cái)富和精神財(cái)富的總和。狹義來說，指社會(huì)的意識(shí)形態(tài)，以及與之相適應(yīng)的制度和組織結(jié)構(gòu)［1］23。文化具有兩個(gè)要素：一是社會(huì)群體活動(dòng)，二是這種活動(dòng)的成果。文化具有三個(gè)基本特征：是人類群體所創(chuàng)造的和習(xí)得的，是群體共享的，是建立在符號(hào)和意義之上的［1］23。從系統(tǒng)論的角度來看，文化是一個(gè)龐大的系統(tǒng)，人類的文化分為人文文化和科學(xué)文化，而科學(xué)文化又分為數(shù)學(xué)文化、物理文化、生態(tài)文化，可見物理文化是屬于文化的下位范疇，是大文化下的一個(gè)子系統(tǒng)。

國(guó)內(nèi)關(guān)于物理文化的界定，最早由解世雄在其《物理文化論》一書給出的，書中明確指出：物理文化是世界歷代物理學(xué)家在創(chuàng)建物理學(xué)理論過程中，發(fā)現(xiàn)、創(chuàng)造和形成的物理思想、物理方法、物理概念、物理定律、物理語言符號(hào)、價(jià)值標(biāo)準(zhǔn)、科學(xué)精神、物理儀器設(shè)備以及約定俗成的工作方法的總和［2］50。顯然，這種界定是按照“總和”的文化概念來界定的，因此，就避免不了帶有“總和”的文化定義的先天局限，大大地限制了對(duì)物理文化特殊性的認(rèn)識(shí)。

繼解世雄學(xué)者的論述后，廣大物理教育工作者對(duì)物理文化進(jìn)行了深入的探討，如厚宇德學(xué)者在2004年出版的《物理文化與物理學(xué)史》一書中，對(duì)物理文化進(jìn)行了新的詮釋，他認(rèn)為：物理文化應(yīng)該具備廣義文化的屬性，它的特殊之處在于它是以物理學(xué)工作者為中心、為創(chuàng)造者、為實(shí)踐者而向人類社會(huì)輻射的一種文化，它集中體現(xiàn)為物理學(xué)家的思想及思維模式、情感模式、行為習(xí)慣、價(jià)值標(biāo)準(zhǔn)和工作方式等，還包括以體現(xiàn)、表達(dá)物理思想、物理知識(shí)為目的的物質(zhì)載體，或以物理探索為目的的儀器設(shè)備［3］127。該定義突出了物理文化的創(chuàng)造主體，強(qiáng)調(diào)了文化的輻射性、并對(duì)物理文化的物質(zhì)因素做了有意義的規(guī)定。但是，他把所有與物理學(xué)原理有關(guān)的器物都?xì)w于物理文化的物質(zhì)層面，從而陷入了很難將物理文化與其他文化區(qū)別開來的窘境，沒有揭示出物理文化的特質(zhì)，只是從最容易區(qū)別的主體上做了簡(jiǎn)單的描述［3］127，即雖然突出了物理文化的創(chuàng)造主體，但卻忽略了物理文化是由群體所創(chuàng)造的這一特點(diǎn)。

之后，原北京首都師范大學(xué)的薛永紅據(jù)其對(duì)物理文化的新理解，提出：物理文化是由物理科學(xué)共同體在認(rèn)識(shí)物理世界和相互交往中自覺形成的一種相對(duì)獨(dú)立、相對(duì)穩(wěn)定的且被廣泛的群體所共享的社會(huì)意義網(wǎng)絡(luò)［4］82。其中，“物理科學(xué)共同體”是指由物理科學(xué)研究者組成的特殊社會(huì)群體，是物理文化的創(chuàng)造主體。“意義網(wǎng)絡(luò)”是由物理科學(xué)語言符號(hào)、研究成果、科學(xué)方法、精神和價(jià)值觀念構(gòu)成。從其界定的內(nèi)容來看，主要傾向于用“物理科學(xué)共同體”和“意義網(wǎng)絡(luò)”來共同界定物理文化［4］82，其界定更能體現(xiàn)物理文化的三個(gè)基本特征，突出物理文化是由群體所創(chuàng)造、是由群體共享的特點(diǎn)。

對(duì)物理文化的界定，我們認(rèn)為，不應(yīng)該僅從文化的角度來定義，而更多地應(yīng)該體現(xiàn)物理文化的特質(zhì)。物理文化應(yīng)該是人類的物理科學(xué)技術(shù)活動(dòng)及其創(chuàng)造的物質(zhì)產(chǎn)品和精神產(chǎn)品，其文化的存在，應(yīng)該表現(xiàn)在：（1）是從事與物理科學(xué)密切相關(guān)活動(dòng)的社會(huì)群體（物理科學(xué)共同體）及其活動(dòng)；（2）是以物理學(xué)的專業(yè)語言、符號(hào)所記錄和表達(dá)的物理科學(xué)理論體系；（3）是以物質(zhì)形式存在的物理科研儀器設(shè)備，以及以物理原理為核心的技術(shù)所創(chuàng)造的生產(chǎn)和生活工具；（4）是以觀念形態(tài)存在的物理科學(xué)品質(zhì)［1］33－34。

2 物理文化的教育價(jià)值

物理文化是由歷代物理學(xué)家、物理工作者共同體在認(rèn)識(shí)自然、改造自然的過程中逐步發(fā)展起來的，它為人類創(chuàng)造了巨大的物質(zhì)財(cái)富和精神財(cái)富，它提供人們對(duì)自然界各種物理現(xiàn)象、物理規(guī)律進(jìn)行正確的解釋，改變?nèi)藗兊乃枷胗^念，變革社會(huì)生產(chǎn)方式、生活方式和工作方式，它滲透到自然科學(xué)和社會(huì)科學(xué)的方方面面。

物理文化對(duì)物理教育的價(jià)值在于物理文化側(cè)重于強(qiáng)調(diào)物理學(xué)的歷史性、整體性、思想性以及人文性，側(cè)重物理學(xué)家對(duì)真、善、美的追求，并且全面地表現(xiàn)出物理學(xué)的社會(huì)價(jià)值觀，而這些，正是我們目前物理科學(xué)教育中所欠缺的和被長(zhǎng)期忽視的［5］104。因此，物理文化教育在一定意義上能夠幫助人們消除科技與人文的隔閡，學(xué)習(xí)和了解物理文化有助于公正而全面地認(rèn)識(shí)物理以及整個(gè)科學(xué)，有助于形成正確的科學(xué)的人生觀和世界觀，對(duì)物理文化有了比較明確的認(rèn)識(shí)以后，在學(xué)習(xí)物理學(xué)及物理學(xué)史過程中就能夠有意識(shí)的培養(yǎng)自己的物理文化，進(jìn)而培養(yǎng)科學(xué)精神［6］26。

通過系統(tǒng)的物理文化教育，可以使受教育者理解和掌握基本的物理概念、物理規(guī)律和物理理論，形成對(duì)物理世界乃至對(duì)整個(gè)自然界的科學(xué)認(rèn)識(shí)，使受教育者得到科學(xué)認(rèn)知的培養(yǎng)，在認(rèn)知的過程中由于要進(jìn)行觀察、實(shí)驗(yàn)操作，要運(yùn)用物理方法進(jìn)行探索和思考，要進(jìn)行猜想、假設(shè)、驗(yàn)證，要進(jìn)行拓展和應(yīng)用，因而受教育者將得到智能的提高和智慧的啟迪，同時(shí)還能感悟到物理思想、受到物理思想的教育。在科學(xué)精神和人文精神方面，通過物理文化的教育，可以提供對(duì)自然現(xiàn)象的正確認(rèn)識(shí)，破除受教育者的迷信思想，建立學(xué)生的批判意識(shí)，樹立受教育者的科學(xué)精神、科學(xué)態(tài)度、科學(xué)道德和科學(xué)思想，樹立正確的科學(xué)價(jià)值觀和世界觀，并從中得到物理審美情趣的培養(yǎng)，接受科學(xué)美的熏陶。

3 物理文化對(duì)物理教育的啟示

傳統(tǒng)的物理教育受傳統(tǒng)知識(shí)觀和行為主義心理學(xué)的影響，教育以學(xué)生被動(dòng)接受物理學(xué)的客觀知識(shí)為主要目的，并把物理教育看成是一種目的鮮明的、系統(tǒng)的灌輸、啟發(fā)、教化、培養(yǎng)的社會(huì)活動(dòng)而非文化性的活動(dòng)，因此就沒有意識(shí)到物理科學(xué)教育中首先存在著文化的深層作用［7］45。當(dāng)我們?cè)谖锢斫逃刑嵘幕庾R(shí)時(shí)，物理教育便不只是一種基于知識(shí)的傳授過程，而是一種文化交流活動(dòng)，從文化的視角去探討物理教育問題，將給廣大物理教育工作者以新的啟示。

3．1 文化視野下的物理教育目標(biāo)需要重新定位

隨著物理文化概念的提出以及廣大物理教育工作者對(duì)物理文化的研究，使得物理學(xué)是一種知識(shí)體系的傳統(tǒng)概念得到了發(fā)展和提升，物理學(xué)是一種知識(shí)體系更是一種文化體系。因此，我們的物理教育目標(biāo)必須在物理文化視角上加以重新定位，不僅要突出知識(shí)和技能的培養(yǎng)，同時(shí)還要把握好物理文化內(nèi)涵，在提高學(xué)生專業(yè)技能和知識(shí)的同時(shí)，更加注重對(duì)學(xué)生進(jìn)行物理文化的熏陶［8］78。

歷年來，我國(guó)各級(jí)各類物理教育的教育目標(biāo)不斷地處于改革的進(jìn)程之中，其中2003年出臺(tái)的《高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)》，其目標(biāo)的定位就充分體現(xiàn)了時(shí)代的文化特征和科學(xué)發(fā)展觀，避免了為升學(xué)而教的片面觀點(diǎn)，注重物理的文化蘊(yùn)涵，體現(xiàn)了物理文化的精髓。該標(biāo)準(zhǔn)全方位改革基礎(chǔ)物理教育，提出了物理教育的三維目標(biāo)，即知識(shí)與技能、過程與方法、情感態(tài)度與價(jià)值觀，從三個(gè)維度確立了15條具體的目標(biāo)，強(qiáng)調(diào)學(xué)生不僅要學(xué)習(xí)對(duì)自己終身發(fā)展必備的物理基礎(chǔ)知識(shí)和技能，了解這些知識(shí)與技能在生活、生產(chǎn)中的應(yīng)用，還要體驗(yàn)科學(xué)探究方法、發(fā)展自主學(xué)習(xí)的能力、養(yǎng)成良好的思維習(xí)慣，通過物理文化的熏陶，培養(yǎng)學(xué)生堅(jiān)持真理、勇于創(chuàng)新、實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度與科學(xué)精神。

新頒布的本、?？苹A(chǔ)物理學(xué)教育指導(dǎo)意見書，其教育目標(biāo)也體現(xiàn)了三個(gè)層次：為研究物理而學(xué)習(xí)物理、為應(yīng)用物理而學(xué)物理、為了解物理文化而學(xué)習(xí)物理。三個(gè)層次構(gòu)成一個(gè)正三角形，其中最底層面下的“了解物理文化”，就是學(xué)生在學(xué)習(xí)物理知識(shí)的過程中，接受物理文化的熏陶，形成科學(xué)的價(jià)值觀，掌握科學(xué)的思維方法。

3．2 文化視野下的物理教育理念需要更新

傳播物理文化的物理教育，在提高學(xué)生專業(yè)技能和知識(shí)的同時(shí)，更要注重對(duì)學(xué)生進(jìn)行物理文化的教育。因此，更新教育理念，是實(shí)現(xiàn)物理文化傳承和發(fā)展的根本所在。在物理教育過程中，首先必須建立以學(xué)生為本的教育觀，提倡自主學(xué)習(xí)和探究式學(xué)習(xí)，使學(xué)生能夠獨(dú)立確定自己的學(xué)習(xí)目的、學(xué)習(xí)目標(biāo)以及學(xué)習(xí)內(nèi)容和方法，并在老師的指導(dǎo)下，親歷類似科學(xué)研究的方法對(duì)問題進(jìn)行分析和研究，從而主動(dòng)地解決問題、感悟方法、獲得知識(shí)。

其次，要建立物理教育的大眾觀：物理學(xué)是包含科學(xué)思想、科學(xué)方法最多的學(xué)科之一。長(zhǎng)期以來，物理教育總是強(qiáng)調(diào)物理學(xué)的科學(xué)性、嚴(yán)密性，把物理科學(xué)描述成獨(dú)立于人的意識(shí)而存在的至高無上、神秘莫測(cè)的理論。物理教師往往偏愛高深的、數(shù)學(xué)化的東西，從而物理文化被有意或無意地部分丟失，表現(xiàn)在習(xí)題簡(jiǎn)化、純化、過早地剝離物理問題產(chǎn)生的文化土壤，對(duì)物理事實(shí)、物理原理背后的文化視而不見，忽視公式內(nèi)在的文化意蘊(yùn)，使得物理文化的價(jià)值嚴(yán)重缺失［9］44－45。建立物理教育的大眾觀，就是要突出物理文化必須為廣大人們服務(wù)，滿足廣大人民群眾的文化要求，使得物理文化最終演變成大眾的物理文化。因此，除了物理課堂、課外活動(dòng)外，還必須通過電影、電視、書籍等文化產(chǎn)品將物理文化推介給大眾，使得大眾能以更通俗、更直觀的形式享受物理文化，從中得到更好的精神愉悅和滿足，只有將物理文化由精英教育走向大眾化，物理文化才能得到廣泛地弘揚(yáng)并傳承下去。

再次，要建立物理教材編寫的人本觀：物理教育是物理教師通過教學(xué)媒體向?qū)W生傳授知識(shí)的活動(dòng)，教學(xué)媒體包括教材、實(shí)驗(yàn)設(shè)備、軟件等，物理教材是物理文化傳承和創(chuàng)造的重要載體，在教材的編寫中，物理文化精神以及某些物理思想、觀念等往往會(huì)被編寫者按照某些方式進(jìn)行技術(shù)性的編碼、分類、組合、排列。因此，編寫教材不但要考慮物理學(xué)自身的學(xué)術(shù)體系，還要建立以學(xué)生為中心即以學(xué)習(xí)者為本的思想，編寫適合各種層次學(xué)生學(xué)習(xí)需要的多樣化的物理教材，特別是在文科物理、定性物理、物理文化、物理方法論等方面的書籍，應(yīng)該大力推廣并廣泛使用。

最后，要建立物理教育的發(fā)展觀：物理教育是實(shí)現(xiàn)物理文化延續(xù)與發(fā)展的基本途徑，物理教育的本質(zhì)應(yīng)該是促進(jìn)學(xué)生的發(fā)展，要以物理學(xué)及其應(yīng)用為手段，以物理文化潛移默化的熏陶來培養(yǎng)適應(yīng)社會(huì)需要、掌握一定知識(shí)和技術(shù)的高質(zhì)量的人才。要通過物理教育，使學(xué)生形成科學(xué)探索精神、提高學(xué)生的科學(xué)認(rèn)知水平、提高學(xué)生的實(shí)踐能力、提高學(xué)生對(duì)物理學(xué)的審美能力，即在提高學(xué)生專業(yè)技能和知識(shí)的同時(shí)，使學(xué)生得到物理文化的提升。

3．3 文化視野下物理教育的教學(xué)手段和教學(xué)方法需要變革

在物理教學(xué)中體現(xiàn)物理文化的教育，就意味著必須一改傳統(tǒng)的物理教學(xué)模式，寓物理文化教育于物理教學(xué)中。因此，在教學(xué)手段上，必須借助物理教材、教學(xué)參考書、網(wǎng)絡(luò)媒體、物理學(xué)家傳記和科普讀物等向?qū)W生傳播物理文化，要通過講述物理學(xué)發(fā)展史、知識(shí)體系、物理學(xué)的價(jià)值標(biāo)準(zhǔn)、杰出物理學(xué)家的思維方式、工作方法和個(gè)性特征等對(duì)學(xué)生進(jìn)行物理文化的熏陶，要借助自然物理環(huán)境和人工物理環(huán)境引導(dǎo)學(xué)生感悟物理、熱愛物理。

在教學(xué)方法上，應(yīng)結(jié)合人類文化發(fā)展的歷史、科學(xué)思想和物理思想發(fā)展的歷史進(jìn)行物理教學(xué)，這樣不僅有利于對(duì)物理學(xué)的理解與構(gòu)建，而且通過對(duì)科學(xué)家以及科學(xué)家探索過程的了解，學(xué)生能受到科學(xué)家人格魅力的熏陶、科學(xué)研究方法的啟示，從而形成科學(xué)的世界觀。教學(xué)中要突出物理學(xué)思想、強(qiáng)化物理科學(xué)方法的教育，使學(xué)生對(duì)物理學(xué)知識(shí)產(chǎn)生的背景有一個(gè)總體的認(rèn)識(shí)，從而更準(zhǔn)確地認(rèn)識(shí)和把握物理概念和物理規(guī)律的內(nèi)涵，形成科學(xué)的思維方法。要選擇貼近現(xiàn)代科技生活、貼近學(xué)生生活的內(nèi)容進(jìn)行教學(xué)，使學(xué)生充分體會(huì)到物理知識(shí)與規(guī)律的作用和價(jià)值，以利于學(xué)生知識(shí)的掌握和創(chuàng)新。要選擇合適的教學(xué)策略，發(fā)揮教師的個(gè)人魅力及角色作用，營(yíng)造良好的物理學(xué)習(xí)環(huán)境，把傳授物理知識(shí)與繼承人類文化有機(jī)地結(jié)合起來，提升學(xué)生的精神生活和培養(yǎng)健全的人格。要多方位挖掘物理教學(xué)涉及的文化因素，在培養(yǎng)學(xué)生良好的科學(xué)素養(yǎng)的同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的世界觀、價(jià)值觀、科學(xué)探索精神、審美情趣，有效地發(fā)揮物理教學(xué)的教育功能。

3．4 文化視野下物理教師角色地位需要轉(zhuǎn)換

文化視野下，要求我們的物理教師不僅是物理知識(shí)的傳授者，還應(yīng)該是物理文化的載體、物理文化的傳播者以及物理文化走向大眾的支柱性力量。物理教師的主要任務(wù)之一就是傳播物理文化，將物理課程所倡導(dǎo)的文化理念、作為范例的物理教材進(jìn)行解構(gòu)和重構(gòu)，向?qū)W生講述物理知識(shí)，介紹物理方法和歷史，通過實(shí)驗(yàn)設(shè)備創(chuàng)設(shè)物理環(huán)境，讓學(xué)生操作儀器、觀察現(xiàn)象、測(cè)試數(shù)據(jù)和分析數(shù)據(jù)，從實(shí)踐中學(xué)習(xí)物理，接受物理文化熏陶，以保證物理文化得以延續(xù)和推廣［8］144。其任務(wù)之二就是要充當(dāng)物理文化的整理者和創(chuàng)造者，要在教育教學(xué)中創(chuàng)造出一種“活”的物理文化環(huán)境，使課堂充滿探索、發(fā)現(xiàn)、創(chuàng)新的氛圍，激發(fā)學(xué)生的好奇和興趣，滿足學(xué)生探究的天性，建立科學(xué)價(jià)值觀，促進(jìn)學(xué)生的發(fā)展［8］145。

文化視野下要求我們的物理教師必須具有物理學(xué)知識(shí)體系的內(nèi)容知識(shí)、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與操作知識(shí)、物理學(xué)發(fā)展過程與方法論知識(shí)、物理課堂教學(xué)設(shè)計(jì)知識(shí)與教學(xué)技能知識(shí)、物理學(xué)的價(jià)值和科學(xué)精神知識(shí)、著名物理學(xué)家的文化背景知識(shí)、科學(xué)道德知識(shí)以及用生動(dòng)的例子揭示物理內(nèi)容的知識(shí)等。因此，廣大物理教師要跟上時(shí)代發(fā)展的步伐，不斷擴(kuò)大知識(shí)領(lǐng)域，使自己成為具有科學(xué)素養(yǎng)、人文底蘊(yùn)、職業(yè)熱情、人際親和力、善于研究和表達(dá)的優(yōu)秀物理教師，扮演好傳播和創(chuàng)造物理文化的重要的角色。

3．5 文化視野下物理教育研究需要拓展

物理教育的研究問題一直是廣大物理教育工作者非常關(guān)注的問題。當(dāng)前，關(guān)于物理學(xué)科體系理論的研究、物理教學(xué)方法、教學(xué)手段的研究已日趨成熟。隨著對(duì)科學(xué)文化學(xué)以及教育文化學(xué)研究的不斷深入，科學(xué)教育中的文化問題已被國(guó)內(nèi)外學(xué)者所重視。物理文化研究目前已經(jīng)是廣大物理教育工作者熱心致力但又是一項(xiàng)新興的研究，因此在深度和廣度上仍需不斷地深入及拓展，其研究范圍應(yīng)該包括：物理文化的起源和發(fā)展問題、物理文化的各個(gè)子系統(tǒng)、物理文化的基本特征和功能、物理文化與教育的關(guān)系以及物理文化向社會(huì)科學(xué)的滲透問題等。在教育學(xué)課題研究方面，還需要研究物理教育中的文化背景問題，物理教育中如何實(shí)現(xiàn)科學(xué)與人文融合的問題，物理課程與物理文化的關(guān)系，即：如何將物理文化有效地通過物理教育傳授給學(xué)生，避免或弱化文化背景對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)物理文化的影響；如何廣泛挖掘物理文化在科學(xué)與人文方面的潛在教育價(jià)值，采取適當(dāng)?shù)姆椒ㄟM(jìn)行二者的融合教育；如何消除物理課程作為物理文化的工具性角色，還原物理課程本有的文化品性［10］29－30。這些都是物理文化研究中非常有意義的研究課題，對(duì)物理文化教育教學(xué)的理論與實(shí)踐有著重要的啟示和指導(dǎo)作用。

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