物理憑什么這么“牛”

黃國雄

一、從學(xué)科層面看，物理學(xué)始終引領(lǐng)著人類對自然奧秘的探索

物理學(xué)是自然科學(xué)領(lǐng)域的一門基礎(chǔ)學(xué)科，研究自然界物質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)、相互作用和運動規(guī)律。物理學(xué)基于觀察與實驗，建構(gòu)理想模型，應(yīng)用數(shù)學(xué)等工具，通過科學(xué)推理和論證，形成系統(tǒng)的理論體系和研究方法。從古希臘時代的自然哲學(xué)，到十七、十八世紀(jì)的經(jīng)典物理學(xué)，直至近代的相對論、量子論等，物理學(xué)始終引領(lǐng)著人類對自然奧秘的探索，深化著人類對自然界的認(rèn)知。物理思想、方法和技術(shù)越來越廣泛地應(yīng)用于其他科學(xué)，物理學(xué)是其他自然科學(xué)（如化學(xué)、生命科學(xué)）的基礎(chǔ)。

二、從社會層面看，物理學(xué)對人類文明和社會進步作出了巨大貢獻

從蒸汽機技術(shù)到電力技術(shù)，從計算機及信息技術(shù)到人工智能、清潔能源、機器人技術(shù)、量子信息技術(shù)、可控核聚變、虛擬現(xiàn)實以及生物技術(shù)，每次工業(yè)革命都有來自物理學(xué)的強勁推力。沒有對電學(xué)的研究，就不會有今天的燈火輝煌；沒有對量子力學(xué)的研究，就不會有半導(dǎo)體芯片的誕生，也就不會有今天的現(xiàn)代化生活。物理學(xué)是一門實驗科學(xué)，也是一門崇尚理性、重視邏輯推理、極富洞察力和想象力的科學(xué)。物理學(xué)促進了人類生產(chǎn)生活方式的變革，對人類的思維方式、價值觀念等產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響，對人類文明和社會進步作出了巨大貢獻。

2004年6月，聯(lián)合國大會通過決議，確定2005年為“國際物理年”。該決議明確，物理學(xué)是認(rèn)識自然界的基礎(chǔ)；物理學(xué)及其應(yīng)用是當(dāng)今眾多技術(shù)進步的基石；物理教育提供了人類發(fā)展所必需的科學(xué)基礎(chǔ)。聯(lián)合國大會的這項決議，是對物理學(xué)和物理教育地位和作用的充分肯定，更是在呼吁各國政府對物理學(xué)和物理教育給予高度重視。

三、從國家發(fā)展戰(zhàn)略層面看，祖國強盛需要更多具備物理學(xué)科基礎(chǔ)的人才

習(xí)近平總書記在2019年發(fā)表的新年賀詞中提到改變中國面貌的四大“國之重器”，它們是：嫦娥四號探測器成功發(fā)射，第二艘航母出海試航，國產(chǎn)大型水陸兩棲飛機水上首飛，北斗導(dǎo)航向全球組網(wǎng)邁出堅實一步。

習(xí)近平總書記在2018年發(fā)表的新年賀詞中提到了“十大科技成果”，它們是：“慧眼”衛(wèi)星遨游太空，C919大型客機飛上藍天，量子計算機研制成功，海水稻進行測產(chǎn)，首艘國產(chǎn)航母下水，“海翼”號深?；铏C完成深海觀測，首次海域可燃冰試采成功，洋山四期自動化碼頭正式開港，港珠澳大橋主體工程全線貫通，復(fù)興號奔馳在祖國廣袤的大地上。

這些事關(guān)國家發(fā)展戰(zhàn)略的“國之重器”、重大科技成果，絕大多數(shù)都是以物理學(xué)為基礎(chǔ)研發(fā)的。追溯科學(xué)技術(shù)發(fā)展的脈絡(luò)，物理學(xué)對化學(xué)、生命科學(xué)、地球與宇宙科學(xué)等自然科學(xué)產(chǎn)生了重要影響，推動了材料、能源、環(huán)境、信息等科學(xué)技術(shù)的進步。物理學(xué)是所有現(xiàn)代技術(shù)的基礎(chǔ)。展望未來，物理學(xué)也是人類解決全球性能源、環(huán)境、生態(tài)問題，實現(xiàn)持續(xù)發(fā)展的科學(xué)基礎(chǔ)。國家發(fā)展需要更多具備物理學(xué)科基礎(chǔ)的人才。

四、從人的成長層面看，科學(xué)素養(yǎng)是人的成長不可或缺的重要組成部分

物理課程的重點不在于讓學(xué)生掌握多少物理知識，而是著眼于提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，幫助學(xué)生認(rèn)識自然，理解自然，建構(gòu)關(guān)于自然界的物理圖景；引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)歷科學(xué)探究過程，學(xué)會科學(xué)研究方法，養(yǎng)成科學(xué)思維習(xí)慣，弘揚科學(xué)精神，增強創(chuàng)新意識和實踐能力；引領(lǐng)學(xué)生認(rèn)識科學(xué)的本質(zhì)以及科學(xué)·技術(shù)·社會·環(huán)境（STSE）的關(guān)系，形成科學(xué)態(tài)度、科學(xué)世界觀和價值觀，為做有社會責(zé)任感的公民奠定基礎(chǔ)?？茖W(xué)素養(yǎng)是人的成長不可或缺的重要組成部分，公民科學(xué)素養(yǎng)的高低，將直接影響個人和社會的文明程度和發(fā)展水平。

五、從教學(xué)層面看，物理教師肩負(fù)的責(zé)任更重

物理學(xué)科成為首選科目，意味著物理教師肩負(fù)的責(zé)任更重。物理教學(xué)必須注重體現(xiàn)物理學(xué)科本質(zhì)，培養(yǎng)學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)，要從物理觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任等方面提煉學(xué)科育人價值，充分體現(xiàn)物理學(xué)科對提高學(xué)生核心素養(yǎng)的獨特作用，為學(xué)生長遠(yuǎn)發(fā)展、應(yīng)對現(xiàn)代和未來社會發(fā)展的挑戰(zhàn)打下基礎(chǔ)。要培養(yǎng)學(xué)生的責(zé)任感、使命感和家國情懷，落實“立德樹人”根本任務(wù)。

（作者系株洲市第二中學(xué)物理特級教師、正高級教師）