中學(xué)物理普及前沿科學(xué)知識(shí)的意義

凡康

現(xiàn)代物理學(xué)飛速發(fā)展，在初中階段的物理學(xué)知識(shí)仍然停留在簡(jiǎn)單的對(duì)于自然現(xiàn)象的解釋以及簡(jiǎn)單的牛頓力學(xué)分析上，對(duì)于電磁學(xué)的探究也只是簡(jiǎn)單的電路連接，學(xué)生們?cè)谛W(xué)科學(xué)就已經(jīng)掌握了很大的一部分，書(shū)本上的知識(shí)已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)無(wú)法滿(mǎn)足學(xué)生對(duì)于物理學(xué)，乃至整個(gè)自然科學(xué)的知識(shí)的探索，其實(shí)已經(jīng)有大部分學(xué)生超前學(xué)習(xí)了部分的物理學(xué)知識(shí)，他們對(duì)于前沿科學(xué)有著極其濃厚的興趣，與其讓學(xué)生在中學(xué)階段自我盲目的尋找有關(guān)方面的書(shū)籍，不如就在中學(xué)物理階段將這些前沿科學(xué)作為拓展內(nèi)容融入到教育教學(xué)當(dāng)中，一來(lái)可以增加學(xué)生的知識(shí)面，二來(lái)可以滿(mǎn)足部分學(xué)生吃不飽的現(xiàn)狀，三可以增加學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣。而且義務(wù)教學(xué)階段的物理課程標(biāo)準(zhǔn)明確指出了在新世紀(jì)的物理學(xué)革命中，對(duì)于化學(xué)，生物學(xué)，地理，天文，等自然科學(xué)都產(chǎn)生了重要的影響，物理學(xué)的迅速發(fā)展為基礎(chǔ)教育帶來(lái)了新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)，學(xué)生應(yīng)對(duì)未來(lái)社會(huì)挑戰(zhàn)的能力，也是其全面發(fā)展必不可少的一部分，同時(shí)課程標(biāo)準(zhǔn)還提到了物理學(xué)不僅要重視學(xué)生對(duì)于知識(shí)與技能的學(xué)習(xí)，還要注重學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，創(chuàng)新意識(shí)，科學(xué)精神等方面的培養(yǎng)，所以在中學(xué)階段普及前沿科學(xué)的研究是非常重要的。

1 對(duì)傳統(tǒng)中學(xué)物理教學(xué)的反思

中學(xué)階段普及前沿科學(xué)如此重要，反觀傳統(tǒng)初中物理的教學(xué)，在應(yīng)試教育的影響下，讓學(xué)生只停留在書(shū)本知識(shí)的學(xué)習(xí)上，不僅教學(xué)的效果并不理想，而且書(shū)上少有的拓展性的有關(guān)前沿科學(xué)的知識(shí)也因?yàn)檫x拔性的考試不會(huì)作為考點(diǎn)，老師往往不會(huì)去讓學(xué)生學(xué)習(xí)，最終導(dǎo)致了學(xué)生感到學(xué)習(xí)物理學(xué)的乏味，在現(xiàn)在有些地方高考改革之中物理學(xué)被列入了冷門(mén)的學(xué)科。

在教育教學(xué)的過(guò)程中，雖然教材的改革換代已經(jīng)很快，但大多都只停留在舊規(guī)律，舊概念的學(xué)習(xí)中，這些規(guī)律與概念大多是四百年前物理學(xué)的發(fā)現(xiàn)，與現(xiàn)代科學(xué)研究的內(nèi)容已經(jīng)有所差距，而且由于只是學(xué)習(xí)這些舊的的規(guī)律與概念會(huì)對(duì)學(xué)生造成前概念的形成，一些有意向?qū)W習(xí)前沿科學(xué)的學(xué)生在學(xué)習(xí)的時(shí)候因此受到影響，而且在教學(xué)過(guò)程中，現(xiàn)階段的中學(xué)教學(xué)過(guò)于強(qiáng)調(diào)教學(xué)大綱，學(xué)生的學(xué)習(xí)也形成了一種被動(dòng)接受的教學(xué)，沒(méi)有了懷疑，質(zhì)問(wèn)，創(chuàng)新的精神。

2 對(duì)中學(xué)物理知識(shí)和前沿知識(shí)的對(duì)比分析

既然是要普及前沿科學(xué)的知識(shí)，就要對(duì)前沿科學(xué)知識(shí)有深入的了解，其與中學(xué)知識(shí)還是有很大差異的。首先是其時(shí)代性，中學(xué)物理中學(xué)習(xí)的知識(shí)點(diǎn)是從四百年前所提出的知識(shí)開(kāi)始的，其歷史悠久，底蘊(yùn)深刻，乃是過(guò)去的科學(xué)家的智慧的結(jié)晶，而前沿科學(xué)更具有時(shí)代性，是新世紀(jì)的新發(fā)現(xiàn)和新運(yùn)用。（現(xiàn)在中學(xué)物理提及的近現(xiàn)代知識(shí)，比如黑體輻射，光電效應(yīng)，相對(duì)論等，在物理學(xué)上相對(duì)論和量子化的概念已成為近代物理學(xué)的兩大基礎(chǔ)理論，在中學(xué)物理中這些概念仍屬于前沿知識(shí)。實(shí)際上，現(xiàn)在的前沿科學(xué)也領(lǐng)先于這一部分的知識(shí)了。）

其次在難易性上，也有很明顯得差距，中學(xué)物理的知識(shí)從生活中來(lái)，對(duì)于中學(xué)階段的學(xué)生來(lái)說(shuō)，更加直觀，而且教師也通常利用生活中的常識(shí)性問(wèn)題來(lái)幫助中學(xué)生理解中學(xué)知識(shí)，而前沿科學(xué)的知識(shí)點(diǎn)是需要中學(xué)生具有一定的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)和更加復(fù)雜的邏輯思維能力，對(duì)于中學(xué)階段的學(xué)生而言，前沿科學(xué)是困難的。

3 中學(xué)物理階段普及前沿科學(xué)知識(shí)的好處

可以看出，前沿科學(xué)并不是那么容易融合到中學(xué)物理課堂的，但是我們并不能因噎廢食，其好處也有不少。其一：打破思維定式，學(xué)習(xí)前沿科學(xué)并不是要學(xué)生記住那些復(fù)雜的公式，搞清楚那些復(fù)雜的原理，而是培養(yǎng)一種思維模式。中學(xué)生通過(guò)對(duì)于基礎(chǔ)知識(shí)的學(xué)習(xí)，已經(jīng)具有了一定的生活常識(shí)，這些常識(shí)對(duì)于中學(xué)生的生活大多是很有幫助的，但是在后面的學(xué)習(xí)之中，他會(huì)發(fā)現(xiàn)這些常識(shí)也會(huì)被打破，比如在學(xué)完了光學(xué)之后，會(huì)知道光的折射的有關(guān)問(wèn)題，并用光的折射的知識(shí)點(diǎn)來(lái)解決一些生活中的現(xiàn)象，海市蜃樓，日食月食等，對(duì)于中學(xué)生而言，有些知識(shí)點(diǎn)會(huì)對(duì)中學(xué)生產(chǎn)生一定的思維定式，在同種均勻介質(zhì)中，光一定會(huì)沿著直線(xiàn)傳播。在相對(duì)論中，會(huì)提到在真空之中，引力對(duì)于光也有扭曲的作用，這與中學(xué)階段物理所提及的關(guān)于光的知識(shí)是相互矛盾的，反觀科學(xué)界的重大發(fā)現(xiàn)，都是敢于向權(quán)威發(fā)出挑戰(zhàn)，在中學(xué)階段普及前沿科學(xué)的一些探索過(guò)程，對(duì)于學(xué)生形成科學(xué)的態(tài)度與創(chuàng)新精神有一定的幫助。若是在中學(xué)物理之中普及這部分的前沿知識(shí)，這對(duì)于中學(xué)生的學(xué)習(xí)無(wú)疑是有好處的。

普及前沿科學(xué)知識(shí)還可以提高學(xué)生能力，激發(fā)潛力。中學(xué)階段的學(xué)生正是發(fā)展的黃金期，學(xué)校，家長(zhǎng)都會(huì)抓住這個(gè)關(guān)鍵期，為學(xué)生提供更多的機(jī)遇與挑戰(zhàn)，有些能力強(qiáng)的學(xué)生并不滿(mǎn)足于書(shū)本，在我所接觸的以班級(jí)為基數(shù)的中學(xué)生之中，會(huì)有幾位超前學(xué)習(xí)了更深入的知識(shí)，顯然優(yōu)異部分中學(xué)生是有這個(gè)學(xué)習(xí)得潛力的，適當(dāng)普及前沿科學(xué)知識(shí)，更能夠鍛煉中學(xué)生的能力，將一部分學(xué)生的潛力開(kāi)發(fā)出來(lái)。

不僅如此，普及前沿科學(xué)還可以為學(xué)生將來(lái)的學(xué)習(xí)做鋪墊，中學(xué)階段的中學(xué)生學(xué)習(xí)并非漫無(wú)目的，但現(xiàn)在的社會(huì)主流更加興崇娛樂(lè)業(yè)，導(dǎo)致部分中學(xué)生的學(xué)習(xí)目標(biāo)也偏向于娛樂(lè)行業(yè)。前沿科學(xué)對(duì)于中學(xué)生來(lái)說(shuō)顯得遠(yuǎn)離生活，深?yuàn)W難懂，枯燥無(wú)味，對(duì)于科學(xué)的追求會(huì)有一定的影響，這是亟待解決的問(wèn)題，在中學(xué)階段普及前沿科學(xué)的知識(shí)，有助于改善這一情況，讓中學(xué)生知道學(xué)習(xí)的目的。

對(duì)于中學(xué)階段的部分學(xué)生來(lái)說(shuō)，理解透徹肯定是有難度的，不一定要以課程來(lái)完成教學(xué)，也可以用興趣課或者講座的形式展開(kāi)。在科普的過(guò)程中，不要求學(xué)生完全掌握與拓?fù)浣^緣體有關(guān)的知識(shí)，更重視的是對(duì)學(xué)生思維能力的培養(yǎng)和對(duì)物理學(xué)興趣的激發(fā)。而且在中學(xué)物理中普及前沿科學(xué)，是教育工作者們的挑戰(zhàn)，也是機(jī)遇，而且教師們要與時(shí)俱進(jìn)，更新自己的知識(shí)，才能更好的把前沿知識(shí)滲透進(jìn)中學(xué)物理的教學(xué)之中。