高中物理教學(xué)中利物理概念ず凸媛芍性毯的素材培養(yǎng)學(xué)生人文素養(yǎng)お

秦建國(guó)

當(dāng)前，世界各國(guó)科學(xué)課程改革中都特別強(qiáng)調(diào)科學(xué)教育中滲透人文精神的理念.在我國(guó)《物理課程標(biāo)準(zhǔn)（實(shí)驗(yàn)）》中這樣指出“以物理學(xué)的核心內(nèi)容為載體，側(cè)重物理學(xué)與社會(huì)的相互關(guān)聯(lián)和相互作用，突出物理學(xué)的人文特色，注重物理學(xué)與日常生活、社會(huì)生活以及人文學(xué)科的融合，強(qiáng)調(diào)物理學(xué)對(duì)人類文明的影響”.這就要求課堂教學(xué)必須構(gòu)建知識(shí)與人之間的一種整體的意義關(guān)聯(lián)，尋求學(xué)生從哲學(xué)角度理解的知識(shí)建構(gòu)；課堂教學(xué)就應(yīng)該回歸學(xué)生的生活世界，應(yīng)該在學(xué)生的生活世界中關(guān)注教育意義的建構(gòu)，追尋富有意義的、充滿人性的教育；課堂教學(xué)就應(yīng)該改變學(xué)生的學(xué)習(xí)方式，以自主、探究、合作、交流的方式，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)事求是、嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真、尊重他人的態(tài)度和堅(jiān)強(qiáng)的意志品質(zhì).本文將嘗試談?wù)勅绾卫梦锢砀拍詈鸵?guī)律中蘊(yùn)含的素材培養(yǎng)學(xué)生人文素養(yǎng).

1從哲學(xué)的視角去透視物理概念和規(guī)律的內(nèi)容

物理學(xué)是一門為辯證唯物主義基本內(nèi)容和基本觀點(diǎn)提供豐富材料的自然科學(xué)，物理教學(xué)的整個(gè)過(guò)程應(yīng)以唯物辯證法作指導(dǎo)，把辯證唯物主義的思想適時(shí)地、有意識(shí)地、系統(tǒng)地滲透到各個(gè)知識(shí)點(diǎn)中去，使學(xué)生自覺(jué)樹(shù)立辯證唯物主義的世界觀.

1.1培養(yǎng)學(xué)生正確的物質(zhì)觀

大到宇宙天體，小到基本粒子，從有形的實(shí)體到無(wú)形的場(chǎng)，都是客觀的實(shí)在，都是物質(zhì).世界是由物質(zhì)構(gòu)成，運(yùn)動(dòng)是物質(zhì)存在的形式，是物質(zhì)的根本屬性，運(yùn)動(dòng)是絕對(duì)的，靜止是相對(duì)的、有條件的.從宏觀物體的機(jī)械運(yùn)動(dòng)到微觀分子的熱運(yùn)動(dòng)，從看不見(jiàn)，摸不著的電和磁的運(yùn)動(dòng)到生活中各種可見(jiàn)物體的運(yùn)動(dòng)，從發(fā)電機(jī)的工作到白熾燈發(fā)光，都是不同形態(tài)的物質(zhì)的不同運(yùn)動(dòng)形式，而各種不同運(yùn)動(dòng)形式在一定條件下又是可以轉(zhuǎn)換的.盡管運(yùn)動(dòng)形式多種多樣，但都有自己的規(guī)律性，運(yùn)動(dòng)規(guī)律是客觀存在的，是不以人的意志而轉(zhuǎn)移的，但規(guī)律又是可認(rèn)識(shí)的，科學(xué)的任務(wù)就在于研究、揭示物質(zhì)運(yùn)動(dòng)規(guī)律，并運(yùn)用規(guī)律去能動(dòng)地改造世界，造福人類.

1.2培養(yǎng)學(xué)生正確的質(zhì)量互變觀

質(zhì)量互變規(guī)律是辯證法的基本規(guī)律之一，它揭示了物質(zhì)在運(yùn)動(dòng)變化過(guò)程中，其量超過(guò)了度的界限，便引起了質(zhì)的變化.在講授彈簧的伸長(zhǎng)與所受拉力之間的關(guān)系時(shí)，可得出：在彈性限度內(nèi)，彈簧的拉力與形變量成正比，但是當(dāng)其超過(guò)彈性限度時(shí)，彈簧的性質(zhì)就會(huì)發(fā)生根本的變化，彈簧由彈性形變變成了非彈性形變，上述規(guī)律就不再適用了.在講解“晶體和非晶體”時(shí)，強(qiáng)調(diào)構(gòu)成金剛石和石墨的原子是相同的，而它們的物理性質(zhì)卻有很大的區(qū)別，是由于構(gòu)成事物的成分在結(jié)構(gòu)上和排列次序上發(fā)生變化而起質(zhì)變.由此向同學(xué)們滲透：世界上一切事物的變化都是從量變到質(zhì)變，量變達(dá)到一定程度就會(huì)引起質(zhì)變這一辯證關(guān)系.

1.3培養(yǎng)學(xué)生正確的矛盾觀

對(duì)立統(tǒng)一規(guī)律是事物矛盾的運(yùn)動(dòng)規(guī)律.它揭示了事物發(fā)展的源泉、動(dòng)力和實(shí)質(zhì)內(nèi)容.矛盾的雙方相互對(duì)立，又相互依賴.在講授牛頓第三定律時(shí)，在強(qiáng)調(diào)作用力和反作用力同時(shí)發(fā)生，也要強(qiáng)調(diào)這兩個(gè)力都不能離開(kāi)對(duì)方而獨(dú)立存在的一對(duì)相互作用，向?qū)W生滲透對(duì)立與統(tǒng)一的辯證關(guān)系.又如自然界有且僅有正負(fù)兩種電荷，磁體同時(shí)存在南北極，分子間的引力和斥力，物體的膨脹和收縮，吸熱和放熱，物質(zhì)的熔解和凝固，液化和汽化，升華和凝華、防止和利用等，使學(xué)生認(rèn)識(shí)到，世界上的任何事物都有矛盾，不包含矛盾的事物是沒(méi)有的，對(duì)立統(tǒng)一規(guī)律是宇宙間的根本規(guī)律，是唯物辯證法的核心，是分析和解決問(wèn)題的根本方法，要求同學(xué)們必須用對(duì)立統(tǒng)一的觀點(diǎn)看問(wèn)題，從而有效地防止和克服片面性.

2從人文的角度去審視物理概念、規(guī)律的教學(xué)過(guò)程

如果一個(gè)學(xué)生整天處于被動(dòng)地應(yīng)付、機(jī)械訓(xùn)練、簡(jiǎn)單接受之中，對(duì)于所學(xué)的內(nèi)容就難免生吞活剝、一知半解，很難想象他能夠具有創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力，也就很難實(shí)現(xiàn)學(xué)生的全面發(fā)展，那么物理教學(xué)中滲透人文教育，提高學(xué)生的人文素養(yǎng)就是一句空話.所以，要在教學(xué)中從人文的角度去審視概念、規(guī)律的教學(xué)，將提高學(xué)生的人文素養(yǎng)融合到物理教學(xué)中.

2.1重視理論聯(lián)系實(shí)踐增強(qiáng)學(xué)生人文認(rèn)識(shí)

實(shí)踐是認(rèn)識(shí)的源泉，實(shí)踐對(duì)認(rèn)識(shí)有決定作用，而認(rèn)識(shí)對(duì)實(shí)踐又有反作用.人們通過(guò)觀察、實(shí)驗(yàn)及其他實(shí)踐活動(dòng)對(duì)事物的認(rèn)識(shí)形成了理論，如牛頓運(yùn)動(dòng)定律、能量轉(zhuǎn)化與守恒定律、電磁感應(yīng)定律等，然后應(yīng)用這些理論從事新的實(shí)踐活動(dòng).在“原子結(jié)構(gòu)”的教學(xué)中，首先是湯姆孫提出“棗糕模型”，不能解釋盧瑟福的α粒子散射實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，盧瑟福又提出核式結(jié)構(gòu)模型，但在實(shí)際中無(wú)法解釋電磁輻射現(xiàn)象，波爾進(jìn)一步提出波爾假設(shè)，很好的解釋了氫原子發(fā)光現(xiàn)象，原子結(jié)構(gòu)模型就是在這種反復(fù)實(shí)踐中不斷修正的.在物理教學(xué)中重視理論聯(lián)系實(shí)踐的教育，可以提升學(xué)生的人文認(rèn)識(shí).

2.2重視結(jié)合STS教育增強(qiáng)學(xué)生人文認(rèn)識(shí)

物理學(xué)本身是和自然現(xiàn)象、科學(xué)技術(shù)、社會(huì)生產(chǎn)和日常生活緊密相聯(lián)系的.在物理教學(xué)中STS的滲透應(yīng)結(jié)合教學(xué)內(nèi)容向?qū)W生介紹物理科學(xué)技術(shù)的新發(fā)展、新成果和新成就，使物理課程具有時(shí)代的氣息.物理課堂教學(xué)中充分利用教材中蘊(yùn)含的STS教育因素，通過(guò)設(shè)計(jì)合理的教學(xué)過(guò)程，在教學(xué)的各個(gè)環(huán)節(jié)把STS教育與知識(shí)與技能、過(guò)程與方法、情感態(tài)度與價(jià)值觀等教學(xué)要求和諧的結(jié)合起來(lái).當(dāng)面臨一些全球危機(jī)問(wèn)題（生態(tài)、能源、大氣污染、核戰(zhàn)爭(zhēng)）的時(shí)候，讓學(xué)生思考：究竟為什么要研究、發(fā)展科學(xué)？科學(xué)怎樣與人類的健康發(fā)展相和諧？科學(xué)家的職責(zé)是只管研究不管應(yīng)用嗎？在此基礎(chǔ)上，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到科學(xué)技術(shù)是一把雙刃箭，只有對(duì)它進(jìn)行合理的利用，才能更好的造福于人類.

2.3重視學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變?cè)鰪?qiáng)學(xué)生人文認(rèn)識(shí)

以自主、探究、合作、交流的方式引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí).由于自主、探究、合作、交流等學(xué)習(xí)方式強(qiáng)調(diào)各種因素之間的合作性互動(dòng)，并借此提高學(xué)生的學(xué)業(yè)成績(jī)，培養(yǎng)良好的非認(rèn)知品質(zhì)，因而滲透這類學(xué)習(xí)方法的教學(xué)過(guò)程較傳統(tǒng)的教學(xué)更具情感性，在學(xué)習(xí)過(guò)程中利于學(xué)生人文素養(yǎng)的養(yǎng)成.在物理教學(xué)過(guò)程中，既能充分發(fā)揮教師的指導(dǎo)作用，又能充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用，在教和學(xué)有機(jī)統(tǒng)一的課堂教學(xué)中，激起學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，使教學(xué)雙方在和諧愉快的氣氛中完成共同的任務(wù).采用這類學(xué)習(xí)的方式，可以變思維信息的單方向傳遞為思維信息的多邊交流，最大限度的提高思維信息的轉(zhuǎn)化率，培養(yǎng)學(xué)生的人文認(rèn)識(shí).

3從美學(xué)的角度去重塑物理概念、規(guī)律的教學(xué)方法

物理學(xué)家海森堡曾指出：“科學(xué)的探索者們最初往往是在美的光輝照耀下，去認(rèn)識(shí)和發(fā)現(xiàn)真理.”所謂的對(duì)物理學(xué)的“興趣”，其實(shí)就是對(duì)物理學(xué)的美的欣賞、享受與追求.由于大自然的美妙神奇和物理學(xué)家對(duì)美的不懈追求，物理知識(shí)體系中充滿形式美的因素不勝枚舉，隨處可見(jiàn).物理學(xué)之美主要形式體現(xiàn)在簡(jiǎn)單性、對(duì)稱性、和諧性三個(gè)方面.

3.1體驗(yàn)物理學(xué)中的簡(jiǎn)單美培養(yǎng)學(xué)生的人文意識(shí)

物理學(xué)中的美最典型精辟之處就是簡(jiǎn)潔明了的簡(jiǎn)單美.運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系曾迷惑人類幾千年的歷史，但一旦揭開(kāi)面紗，牛頓第二定律所呈現(xiàn)出的關(guān)系卻如此簡(jiǎn)明.又如愛(ài)因斯坦的質(zhì)能方程，形式十分簡(jiǎn)單，但內(nèi)容極其豐富——用最精煉的語(yǔ)言、最少的符號(hào)揭示了奧秘?zé)o比的自然規(guī)律，所表現(xiàn)的簡(jiǎn)潔美令人嘆為觀止.例如：在探究“產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件”的教學(xué)中，學(xué)生面對(duì)各種不同的產(chǎn)生感應(yīng)電流的方法，發(fā)現(xiàn)它們產(chǎn)生的條件表面上是不相同的，從簡(jiǎn)單之美是科學(xué)理論的一條原則和評(píng)價(jià)科學(xué)理論的標(biāo)準(zhǔn)出發(fā)，啟發(fā)學(xué)生思考一定存在更加本質(zhì)和簡(jiǎn)單的條件，再引導(dǎo)學(xué)生比較、思考得到“只要穿過(guò)閉合導(dǎo)體中磁通量的變化就能產(chǎn)生感應(yīng)電流”.因此讓學(xué)生體驗(yàn)簡(jiǎn)單之美是培養(yǎng)良好人文意識(shí)的需要.

3.2體驗(yàn)物理學(xué)中的對(duì)稱美培養(yǎng)學(xué)生的人文意識(shí)

電磁學(xué)中的庫(kù)侖定律和萬(wàn)有引力定律是公式之間的對(duì)稱；“電生磁”和“磁生電”是轉(zhuǎn)化的對(duì)稱；動(dòng)量定理和動(dòng)能定理之間是形式上的對(duì)稱；原子核式結(jié)構(gòu)與太陽(yáng)系的結(jié)構(gòu)之間是宏觀和微觀的對(duì)稱；開(kāi)普勒運(yùn)動(dòng)第二定律所表述的是時(shí)間與空間的對(duì)稱性.現(xiàn)代物理學(xué)中，對(duì)稱性已經(jīng)指引著物理學(xué)研究.如果說(shuō)麥克斯韋是從直接可見(jiàn)的關(guān)于電和磁的對(duì)稱性以及數(shù)學(xué)形式的對(duì)稱性方面建立了電磁學(xué)理論的話，那么愛(ài)因斯坦則是通過(guò)對(duì)直接經(jīng)驗(yàn)無(wú)法察覺(jué)的對(duì)稱性——規(guī)范變換不變性的深刻的理性思考而建立了狹義相對(duì)論.愛(ài)因斯坦這種思想可以說(shuō)是二十世紀(jì)物理學(xué)研究方法上的一大飛躍.因此讓學(xué)生從對(duì)稱之美去思考和理解問(wèn)題，能培養(yǎng)學(xué)生的人文意識(shí).

3.3體驗(yàn)物理學(xué)中的和諧美培養(yǎng)學(xué)生的人文意識(shí)

“和諧”是美學(xué)的一個(gè)重要法則.物理學(xué)家認(rèn)為，物質(zhì)世界自身及物理理論的“統(tǒng)一”、“對(duì)應(yīng)”乃是宇宙和諧的反映.作為物理學(xué)研究對(duì)象的客觀物質(zhì)世界是和諧的.例如：三大守恒定律物質(zhì)、能量、動(dòng)量守恒定律；以運(yùn)動(dòng)定律和萬(wàn)有引力定律的簡(jiǎn)潔形式所表示的牛頓力學(xué)，把地上的力學(xué)與天上的力學(xué)統(tǒng)一起來(lái)；麥克斯韋方程式把電、磁、光統(tǒng)一為電磁場(chǎng)理論；近代物理支柱愛(ài)因斯坦相對(duì)論把牛頓力學(xué)和麥克斯韋電磁場(chǎng)理論統(tǒng)一了起來(lái)；審美思想事實(shí)上已經(jīng)成了當(dāng)代物理學(xué)的驅(qū)動(dòng)力，物理學(xué)家甚至認(rèn)為，大自然在最基礎(chǔ)的水平上是按美設(shè)計(jì)的.在物理教學(xué)中讓學(xué)生體驗(yàn)美，能使物理知識(shí)的學(xué)習(xí)變得不那么枯燥，學(xué)生在美的藝術(shù)氛圍中學(xué)習(xí)能更有效的激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和積極性，讓學(xué)生感悟到學(xué)習(xí)物理知識(shí)的過(guò)程同時(shí)也是提高自身人文素養(yǎng)的過(guò)程.

總之，物理概念、規(guī)律中蘊(yùn)含大量的培養(yǎng)學(xué)生人文素養(yǎng)的素材.教師在平時(shí)教學(xué)中如果能加以利用，既能讓學(xué)生加深對(duì)物理概念、規(guī)律的理解，又能對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的人文素養(yǎng)有極其重要的作用.