淺析科學(xué)思想與物理教育

摘 要：本文首先闡述了物理學(xué)的發(fā)展史就是科學(xué)的發(fā)展史這一論斷，并淺析了科學(xué)思想教育的重要性，在物理學(xué)教育中應(yīng)該加強(qiáng)科學(xué)思想的教育。

關(guān)鍵詞：科學(xué)思想；物理教育；創(chuàng)新教育

一、引言

物理學(xué)的發(fā)展就是科學(xué)的發(fā)展史。牛頓是開始比較完整地建立物理因果關(guān)系體系的第一人。牛頓在科學(xué)方法上的貢獻(xiàn)正如他在物理學(xué)，特別是力學(xué)中的貢獻(xiàn)一樣，形成了一套研究事物的方法論體系。在牛頓《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》一書中集中體現(xiàn)了分析—綜合方法，歸納—演繹方法，尤其是物理—數(shù)學(xué)方法。愛因斯坦說：“只有微分定律的形式才能完全滿足近代物理學(xué)對(duì)因果性的要求，微分定律的明晰概念是牛頓最偉大的理智成就之一”。

相對(duì)論先驅(qū)之一的洛倫茲，為了解釋邁克耳遜-莫雷實(shí)驗(yàn)和使麥克斯韋方程組滿足相對(duì)性，提出了11個(gè)假設(shè)，歸納演繹出洛倫茲變化，雖然洛倫茲的時(shí)空變換式已經(jīng)跨入了相對(duì)論，但他無法作出正確的解釋，從而失去了創(chuàng)立相對(duì)論的良機(jī)。

愛因斯坦從前人那里吮吸了豐富的思想營養(yǎng)，又融會(huì)了對(duì)科學(xué)實(shí)踐的親身體悟和哲學(xué)反思，從而錘煉出展現(xiàn)時(shí)代氣質(zhì)和科學(xué)精神的、別具一格的科學(xué)方法，體現(xiàn)了多元互補(bǔ)和張力平衡的特征，顯示出廣博的包容性和涵蓋性。我們可以說牛頓創(chuàng)立了研究“簡單”問題的方法，麥克斯威創(chuàng)立了研究復(fù)雜問題的方法，而愛因斯坦的統(tǒng)一性、對(duì)稱性、相對(duì)性、幾何化等科學(xué)思維方法，都是人類發(fā)展史上不可多得的科學(xué)遺產(chǎn)。難怪彭加勒認(rèn)為，科學(xué)創(chuàng)造“首先需要?jiǎng)?chuàng)造方法”。皮爾遜也強(qiáng)調(diào)：“科學(xué)方法是通向絕對(duì)知識(shí)或真理的唯一入口”和“唯一道路”。

隨著社會(huì)進(jìn)步，科學(xué)的發(fā)展，科教興國已經(jīng)列為治國安邦的基本國策?？茖W(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展及經(jīng)濟(jì)的全球化趨勢，要求學(xué)校培養(yǎng)基礎(chǔ)扎實(shí)、能力強(qiáng)、素質(zhì)高、具有創(chuàng)新精神的人才。物理作為一門重要的基礎(chǔ)理論課程，必須要順應(yīng)改革的潮流。物理學(xué)的發(fā)展過程中，著名物理學(xué)家的科學(xué)思想和研究技巧，以及物理學(xué)結(jié)構(gòu)本身都對(duì)我們很有啟示，他們?yōu)槲覀冇?xùn)練思維、學(xué)習(xí)和掌握思維技巧提供了很好很多的資料。因此，物理學(xué)中的科學(xué)思想值得我們深入研究，并有效地應(yīng)用到物理教育中去。

物理教學(xué)可以分為知識(shí)型、方法型和思想型三類?？茖W(xué)思想，是指人們對(duì)客觀世界形成的系統(tǒng)化、規(guī)律化的正確認(rèn)識(shí)，特指馬克思主義的辯證唯物主義和歷史唯物主義。就物理學(xué)科而言，科學(xué)思想就是人們對(duì)自然物質(zhì)及其運(yùn)動(dòng)規(guī)律的認(rèn)識(shí)方法，是源自于物理世界又指導(dǎo)人們對(duì)物理世界進(jìn)行再認(rèn)識(shí)、再改造和實(shí)踐應(yīng)用的思維體系，是辯證唯物主義的方法和認(rèn)識(shí)論在物理學(xué)中的具體表現(xiàn)。

二、物理教育中科學(xué)思維的教育功能

第一，科學(xué)思想的創(chuàng)造性特征使它具有啟迪智慧和發(fā)展創(chuàng)造性思維的功能。學(xué)生學(xué)校物理科學(xué)的最終目的是傳承科學(xué)思想和發(fā)展物理學(xué)。因而，創(chuàng)造性思維是物理教育的首要任務(wù)。傳統(tǒng)的物理教育重視知識(shí)的傳授和掌握，培養(yǎng)的是物理知識(shí)，會(huì)用物理知識(shí)的人才，這種教育思想在以往無疑是正確的，但只是有知識(shí)，會(huì)用現(xiàn)成的知識(shí)已經(jīng)難以適應(yīng)當(dāng)今社會(huì)發(fā)展的要求。愛因斯坦曾經(jīng)指出：“一個(gè)由沒有個(gè)人獨(dú)創(chuàng)性和個(gè)人意志的人組成的社會(huì)，將只是一個(gè)沒有發(fā)展可能的社會(huì)?！蔽锢斫逃m應(yīng)時(shí)代發(fā)展的需要，就要使學(xué)生在掌握知識(shí)、會(huì)用知識(shí)的前提下充分發(fā)展思維能力。特別是創(chuàng)造思維能力。

第二，科學(xué)思想的主導(dǎo)性和系統(tǒng)性特征使它具有促進(jìn)學(xué)生深刻理解并掌握物理知識(shí)與方法的功能。任何物理知識(shí)或方法中都蘊(yùn)含著科學(xué)思想，任何物理科學(xué)思想都是以物理知識(shí)或者方法為基礎(chǔ)?？茖W(xué)思想的形成尤其強(qiáng)調(diào)對(duì)物理知識(shí)與方法的反復(fù)認(rèn)識(shí)和思考。這個(gè)過程并不是知識(shí)的簡單積累或者方法的簡單模仿，而是不斷深入、細(xì)致的理解和概括的過程。學(xué)習(xí)和形成科學(xué)思想，有助于對(duì)科學(xué)理論的掌握。事實(shí)上，形成科學(xué)思想是學(xué)習(xí)物理知識(shí)和方法的更高目標(biāo)。

第三，科學(xué)思想的創(chuàng)造性，使它具有激發(fā)受教育者的理論創(chuàng)新的意識(shí)。在物理科學(xué)發(fā)展的歷史上，新的物理科學(xué)思想的誕生，需要沖破宗教迷信的腐朽觀念和某些哲學(xué)思想、學(xué)術(shù)思想的束縛。如，哥白尼的日心說思想，打破了宗教神學(xué)的禁錮，為揭示自然界中機(jī)械運(yùn)動(dòng)的一般規(guī)律開辟了新途徑；“世紀(jì)之交”的量子論思想和相對(duì)論思想，改變了人們的機(jī)械決定論思想和絕對(duì)時(shí)空觀，開始了物理科學(xué)的新時(shí)代。任何一種成熟的科學(xué)思想，都可以指導(dǎo)人們?nèi)フJ(rèn)識(shí)在物理科學(xué)發(fā)展過程中不斷出現(xiàn)的新課題，或指導(dǎo)人們?nèi)ソ鉀Q新的物理問題。

三、如何在物理教育中融入科學(xué)思想教育

從科學(xué)思想的多種教育功能中可以看到，在物理教育中重視學(xué)生的科學(xué)思想的形成是很有必要的?？茖W(xué)思想是物理科學(xué)素養(yǎng)的一個(gè)重要方面。要教好物理還得要把科學(xué)思想靈活地融入物理教育中去，并搞清科學(xué)思想與物理教育二者之間的關(guān)系，才能有效地解決物理教育雙邊難的這個(gè)難題，從而使教育雙邊都收到良好的效益。那么，如何在物理教育中融入科學(xué)思想教育？主要體現(xiàn)在一下幾個(gè)方面。

第一，科學(xué)思想融入物理教育，應(yīng)先提高教師的素質(zhì)。因?yàn)榭茖W(xué)思想與物理教育是魚水相依、相得益彰的關(guān)系。無魚之水不活，無水之魚則死。只知道科學(xué)思想而不運(yùn)用教育實(shí)踐，這種科學(xué)思想也就沒有存在和認(rèn)識(shí)的價(jià)值，而沒有科學(xué)思想指導(dǎo)物理教育，則實(shí)質(zhì)上正像一池?zé)o水之魚，終將枯竭而忘。因此，必須提高教師自身科學(xué)思想教育素質(zhì)?？茖W(xué)思想是比只是教育和技能培養(yǎng)更高層次的物理教育，它以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維和創(chuàng)造精神與意識(shí)為目的。教師要有能力、有意識(shí)地挖掘教材中的科學(xué)思想教育因素，并能以適當(dāng)?shù)姆椒▎l(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性思維，幫助學(xué)生掌握物理學(xué)研究方法。教師不僅要教給學(xué)生物理知識(shí)，訓(xùn)練與物理相關(guān)的技能，還要教給學(xué)生研究物理問題的方法，讓學(xué)生形成科學(xué)思想，提高學(xué)生的物理研究能力和創(chuàng)新能力。

第二，科學(xué)思想融入物理教育，應(yīng)將科學(xué)思想貫穿于物理教學(xué)中。因?yàn)榭茖W(xué)思想與物理教育是相互作用，彼此促進(jìn)的關(guān)系。實(shí)質(zhì)上，物理教育的最終目的，就是要使學(xué)生接受科學(xué)思想，掌握研究物理的思維分析方法，培養(yǎng)起他們應(yīng)用物理知識(shí)和解決物理問題的能力。教師只要真正理解和把握好科學(xué)思想，并能充分利用科學(xué)思想指導(dǎo)自己的教學(xué)，使科學(xué)思想自始至終貫穿于教育過程中的每個(gè)環(huán)節(jié)，則必然會(huì)產(chǎn)生良好的效果。而教育效果越好，學(xué)生接受的科學(xué)思想就越豐富、越深刻，因而他們研究與應(yīng)用物理的能力也就越強(qiáng)，思維方法也就靈活多變，學(xué)習(xí)物理的興趣和效果都將得到極大的提高。

第三，科學(xué)思想融入物理教育，應(yīng)將科學(xué)思想作為指導(dǎo)思想應(yīng)用于實(shí)踐中。因?yàn)榭茖W(xué)思想與物理教育是環(huán)環(huán)相扣，一脈相承的關(guān)系?？茖W(xué)思想與物理教育實(shí)質(zhì)上是指導(dǎo)思想與實(shí)踐的關(guān)系，科學(xué)思想在教育過程中的融入與建立的過程，是一個(gè)對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)方法和能力的培養(yǎng)過程。教師若在教育過程中，單純地強(qiáng)調(diào)了物理知識(shí)的傳授，忽略了科學(xué)思想的融入和傳授，甚至把物理講成了數(shù)學(xué)應(yīng)用題式的物理，學(xué)生就會(huì)在獨(dú)立解決物理問題時(shí)感覺到茫然，不知從何下手。因此，讓學(xué)生學(xué)習(xí)物理知識(shí)和形成科學(xué)思想，培養(yǎng)和發(fā)展學(xué)生的科學(xué)探索能力、創(chuàng)新意識(shí)和科學(xué)精神。物理教師應(yīng)該讓學(xué)生從初步的物理觀察、測量、描述、解釋等活動(dòng)入手，逐步讓學(xué)生概括和歸納科學(xué)思想；從初步的物質(zhì)認(rèn)識(shí)、各種運(yùn)動(dòng)的認(rèn)識(shí)入手，讓學(xué)生逐步形成場的思想；從初步的物質(zhì)不滅、機(jī)械能守恒、能量守恒的思想過渡到概括的守恒思想。

綜上所述，科學(xué)思想在物理教育中的融入和建立與優(yōu)良的教育效果的出現(xiàn)，二者之間是有著十分密切的聯(lián)系。因?yàn)榭茖W(xué)思想與物理教育就是一個(gè)辯證的、和諧的、統(tǒng)一的有機(jī)整體。我們相信，在物理教育中加強(qiáng)科學(xué)思想的教育，是物理教學(xué)的主要目標(biāo)之一，是貫徹素質(zhì)教育的方針，培養(yǎng)創(chuàng)新人才所必需的。

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作者簡介

張陳俊，男，1978年2月出生，漢族，籍貫：陜西省榆社縣，講師，博士，西安航空學(xué)院，研究方向：材料計(jì)算。

（作者單位：西安航空學(xué)院理學(xué)院）