物理課程思政教育的核心是科學(xué)認(rèn)知能力培養(yǎng)

穆良柱

(北京大學(xué)物理學(xué)院,北京 100871)

本文將探討“有學(xué)科特色”的物理課程思政教育。筆者認(rèn)為:物理課程思政教育的本質(zhì)就是物理認(rèn)知(科學(xué)認(rèn)知)能力培養(yǎng),包括物理認(rèn)知模型的構(gòu)建(如何思考)、物理方法的訓(xùn)練(如何做事)和物理精神的養(yǎng)成(如何做人),實(shí)際上就是物理文化的傳承。只有具備了這種物理文化,學(xué)生才有可能獨(dú)立認(rèn)知,形成獨(dú)立人格,理解西方思想體系產(chǎn)生的背景,不盲從西方思想體系,理解中國(guó)特色社會(huì)主義道路的必然性,理解社會(huì)主義核心價(jià)值觀,堅(jiān)實(shí)走中國(guó)道路的自信。只有具備了有效認(rèn)知能力,學(xué)生才有可能不僅照顧好自己和家人,還能立志報(bào)國(guó),做好社會(huì)主義建設(shè)者和接班人。

1 從《高等學(xué)校課程思政建設(shè)指導(dǎo)綱要》看物理課程思政教育的基本內(nèi)容

2020年5月28日,教育部印發(fā)了《高等學(xué)校課程思政建設(shè)指導(dǎo)綱要》(以下簡(jiǎn)稱(chēng)《綱要》)的通知[1],這是為了全面推進(jìn)高校課程思政建設(shè)、深入貫徹落實(shí)習(xí)近平總書(shū)記關(guān)于教育的重要論述和全國(guó)教育大會(huì)精神的重要舉措[2]。其中特別指出,“《綱要》根據(jù)教育教學(xué)規(guī)律和人才培養(yǎng)規(guī)律,結(jié)合學(xué)科專(zhuān)業(yè)建設(shè)特點(diǎn),對(duì)課程思政教學(xué)體系進(jìn)行有針對(duì)性地設(shè)計(jì)”[2],“使各個(gè)專(zhuān)業(yè)教學(xué)院系、各位專(zhuān)業(yè)課教師都能在課程思政建設(shè)工作中找到自己的‘角色’、干出自己的‘特色’”[2],“要在課程教學(xué)中把馬克思主義立場(chǎng)觀點(diǎn)方法的教育與科學(xué)精神的培養(yǎng)結(jié)合起來(lái),提高學(xué)生正確認(rèn)識(shí)問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力”[1],“理學(xué)類(lèi)專(zhuān)業(yè)課程,要注重科學(xué)思維方法的訓(xùn)練和科學(xué)倫理的教育,培養(yǎng)學(xué)生探索未知、追求真理、勇攀科學(xué)高峰的責(zé)任感和使命感”[1]。

《綱要》中的指導(dǎo)意見(jiàn)基本明確了物理課程思政教育的基本內(nèi)容。其中關(guān)于理科課程思政的幾個(gè)關(guān)鍵要素有(這里暫時(shí)只討論有物理學(xué)科特色的思政教育部分):馬克思主義立場(chǎng)觀點(diǎn)方法的教育,科學(xué)精神的培養(yǎng),提高學(xué)生正確認(rèn)識(shí)問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力,科學(xué)思維方法的訓(xùn)練,科學(xué)倫理的教育,探索未知、追求真理、勇攀科學(xué)高峰的責(zé)任感和使命感?；贓TA 物理認(rèn)知模型,可以清晰地分析清楚以上要素的內(nèi)涵。

2 基于ETA物理認(rèn)知模型的物理課程思政教育內(nèi)涵

首先簡(jiǎn)要回顧一下ETA 物理認(rèn)知模型、物理方法、物理精神、物理文化,再以此為基礎(chǔ)分析物理課程思政教育的基本內(nèi)涵。

2.1 什么是ETA物理認(rèn)知模型

物理是人類(lèi)在探索自然的過(guò)程中形成的認(rèn)知,其中的關(guān)鍵是如何構(gòu)建物理認(rèn)知,也就是物理認(rèn)知規(guī)律是什么。我們根據(jù)物理學(xué)家在實(shí)踐中的嘗試總結(jié)歸納出了一個(gè)認(rèn)知模型[3-5],如圖1所示。

現(xiàn)實(shí)世界的物理現(xiàn)象是復(fù)雜的,為了研究清楚,先要挑出最簡(jiǎn)單的研究對(duì)象,明確想研究的問(wèn)題,然后用實(shí)驗(yàn)的方法觀察其物理性質(zhì),并量化描述,之后再尋找這些物理性質(zhì)之間的關(guān)系,即經(jīng)驗(yàn)性的實(shí)驗(yàn)規(guī)律,這被稱(chēng)為實(shí)驗(yàn)物理認(rèn)知,像盲人摸象一樣去得到一些片面的、零散的認(rèn)知。

但物理學(xué)家希望得到的是整頭大象圖像,即希望類(lèi)比三角幾何中公理化體系一樣的認(rèn)知,來(lái)構(gòu)建對(duì)一個(gè)研究對(duì)象的系統(tǒng)化理解。因?yàn)檫@種認(rèn)知方式不僅能找到不同經(jīng)驗(yàn)規(guī)律之間的關(guān)聯(lián),還能構(gòu)造最簡(jiǎn)化的理解,即只要承認(rèn)幾個(gè)公理,剩下的都可以靠邏輯導(dǎo)出。這時(shí)需要構(gòu)建理想模型,再構(gòu)建公理化認(rèn)知體系。然而這種系統(tǒng)化認(rèn)知是否正確呢? 從邏輯上說(shuō),無(wú)法證實(shí)物理認(rèn)知是正確的,這時(shí)發(fā)揚(yáng)積極樂(lè)觀主義精神,退而求其次,用實(shí)驗(yàn)來(lái)檢驗(yàn)其是否錯(cuò)誤,只要還沒(méi)錯(cuò),就可以認(rèn)為是有效認(rèn)知,可以暫時(shí)使用。這就要求物理的認(rèn)知必須是可證偽的,錯(cuò)誤的認(rèn)知遲早會(huì)被檢驗(yàn)出來(lái)扔掉,而較可靠的物理認(rèn)知是經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)證偽檢驗(yàn)的。這種構(gòu)建有效公理化體系認(rèn)知的過(guò)程稱(chēng)為理論物理認(rèn)知。

實(shí)驗(yàn)物理認(rèn)知和理論物理認(rèn)知構(gòu)成了科學(xué)探索的認(rèn)知過(guò)程,其目標(biāo)是對(duì)未知對(duì)象構(gòu)建出有效認(rèn)知。

一旦這個(gè)認(rèn)知是有效的,就可以用它來(lái)解釋這個(gè)對(duì)象以前發(fā)生過(guò)的所有現(xiàn)象,預(yù)言將來(lái)可能發(fā)生的各種現(xiàn)象,并在當(dāng)下和研究對(duì)象進(jìn)行有效的互動(dòng),甚至有效地利用這個(gè)對(duì)象的性質(zhì)來(lái)做各種發(fā)明創(chuàng)造。這個(gè)過(guò)程被稱(chēng)為應(yīng)用物理認(rèn)知,對(duì)應(yīng)的是技術(shù)應(yīng)用。

圖1 ETA 物理認(rèn)知模型由11個(gè)具體步驟構(gòu)成,可以劃分為實(shí)驗(yàn)物理認(rèn)知、理論物理認(rèn)知、應(yīng)用物理認(rèn)知三個(gè)認(rèn)知階段。實(shí)驗(yàn)物理認(rèn)知和理論物理認(rèn)知對(duì)應(yīng)的是科學(xué)探索,應(yīng)用物理認(rèn)知?jiǎng)t對(duì)應(yīng)技術(shù)應(yīng)用

實(shí)驗(yàn)認(rèn)知為構(gòu)建理論認(rèn)知提供了線索,并用來(lái)剔除錯(cuò)誤理論,實(shí)驗(yàn)認(rèn)知的結(jié)果也可以直接拿來(lái)應(yīng)用。理論認(rèn)知可以指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)認(rèn)知進(jìn)行有針對(duì)性的探索,并解釋實(shí)驗(yàn)認(rèn)知,有效的理論認(rèn)知才可以用到應(yīng)用認(rèn)知中。而應(yīng)用認(rèn)知中若發(fā)明了新的認(rèn)知工具,或發(fā)現(xiàn)新的問(wèn)題,又會(huì)反過(guò)來(lái)拓展實(shí)驗(yàn)認(rèn)知和理論認(rèn)知。這樣實(shí)驗(yàn)認(rèn)知、理論認(rèn)知、應(yīng)用認(rèn)知就形成了既獨(dú)立又交織的相互促進(jìn)的循環(huán),這種復(fù)雜的相互關(guān)系是導(dǎo)致我們很晚才發(fā)現(xiàn)物理認(rèn)知規(guī)律的一個(gè)主要原因。

為了方便記憶,用實(shí)驗(yàn)物理(Experimental Physics)認(rèn)知、理論物理(Theoretical Physics)認(rèn)知、應(yīng)用物理(Applying Physics)認(rèn)知的英文首字母將物理認(rèn)知模型命名為ETA 物理認(rèn)知模型。這個(gè)模型實(shí)際上就是物理認(rèn)知的規(guī)律,也就是關(guān)于“物理認(rèn)知”的認(rèn)知。

從實(shí)驗(yàn)認(rèn)知到理論認(rèn)知,再到應(yīng)用認(rèn)知,ETA物理認(rèn)知模型提供了一個(gè)導(dǎo)航圖,不再是漫無(wú)目的的盲目探索。

2.2 什么是物理方法

物理方法就是物理學(xué)家認(rèn)知的方法,簡(jiǎn)單說(shuō)就是物理學(xué)家怎么“做事”[6]。物理學(xué)家們?cè)谡J(rèn)知世界的過(guò)程中采用和發(fā)明了大量的有效方法,不同認(rèn)知階段采用的方法不同,從猜想到嚴(yán)格的數(shù)理邏輯都有成功的案例,甚至可以說(shuō)物理學(xué)家“不擇手段”地使用各種方法,之所以可以這么做,是因?yàn)橛袑?shí)驗(yàn)證偽保證錯(cuò)誤的認(rèn)知會(huì)被剔除掉。圖2列出了與認(rèn)知過(guò)程相對(duì)應(yīng)的部分物理方法,詳細(xì)的分析請(qǐng)參考文獻(xiàn)[6]。

理解了物理的認(rèn)知方法及其產(chǎn)生的背景,我們就應(yīng)該明白物理方法的訓(xùn)練一定是結(jié)合認(rèn)知過(guò)程展開(kāi)的。不遵循這個(gè)規(guī)律,就會(huì)產(chǎn)生許多問(wèn)題,舍本求末。

圖2 與認(rèn)知流程對(duì)應(yīng)的“不擇手段”的物理方法

需要注意的是,物理的認(rèn)知方法,有的被反復(fù)地使用,具有普適性,稱(chēng)為常規(guī)方法。有些方法只有特定的人采用,或者適用特定的研究對(duì)象,稱(chēng)為非常規(guī)方法。常規(guī)方法是可以通過(guò)物理教育訓(xùn)練的,非常規(guī)方法需要做物理認(rèn)知的人自我訓(xùn)練和不斷發(fā)展新的有效方法。所以在物理教育中,既要通過(guò)大班教學(xué)、小班討論等方式訓(xùn)練常規(guī)物理方法,同時(shí)又要給學(xué)生充分自由的環(huán)境發(fā)展其特有的非常規(guī)方法。

理解了物理認(rèn)知過(guò)程中的物理方法,就能明白物理教育的重要性,一方面物理方法比數(shù)學(xué)的抽象邏輯方法更靈活,另一方面物理認(rèn)知比一般學(xué)科的認(rèn)知更完整,所以物理教育事實(shí)上能訓(xùn)練人的全面而系統(tǒng)的認(rèn)知方法,也就是常說(shuō)的科學(xué)方法。

2.3 什么是物理精神

物理精神就是物理學(xué)家在認(rèn)知過(guò)程中形成的獨(dú)立人格精神,簡(jiǎn)單說(shuō)就是物理學(xué)家如何“做人”[7]。物理學(xué)家們?cè)谡J(rèn)知世界的過(guò)程中發(fā)明了大量有效的方法,形成了物理方法,利用這些物理方法,物理學(xué)家構(gòu)建了對(duì)世界的認(rèn)知,而認(rèn)知的過(guò)程和結(jié)果又深刻影響了物理學(xué)家自身的行為和思想,認(rèn)知者會(huì)反省自身,形成對(duì)自身的約束和要求,形成了物理精神。需要注意的是,物理精神伴隨在每一步的認(rèn)知目標(biāo)中,不像物理方法是針對(duì)不同認(rèn)知階段的。

關(guān)于物理精神可以列舉出許多,然而這些精神并不是孤立存在的,是有關(guān)聯(lián)、有層次的。物理精神的建立都是圍繞如何更好地建立物理認(rèn)知而發(fā)展起來(lái)的,而隨著認(rèn)知的不斷深入,物理精神也衍生出了層級(jí)結(jié)構(gòu)。

圖3給出了一個(gè)關(guān)于物理精神的示意圖,追求真理、積極樂(lè)觀、協(xié)作精神是在認(rèn)知過(guò)程中隨著認(rèn)知的發(fā)展而逐漸建立起來(lái)的第一層級(jí)的精神,而每一種精神又會(huì)繼續(xù)衍生出新的精神,詳細(xì)分析參考文獻(xiàn)[7]。

需要注意的是以上列出的是相對(duì)普適性較強(qiáng)的物理精神,學(xué)生可以通過(guò)接受物理教育而具備這些精神,而有些精神則取決于特定的文化背景和個(gè)人特質(zhì)。這就是為什么我們可以培養(yǎng)物理學(xué)工作者,但是不能直接培養(yǎng)出一個(gè)愛(ài)因斯坦的原因。

2.4 什么是物理文化

圖3 物理精神的示意圖

從物理認(rèn)知的起點(diǎn)出發(fā),以ETA 物理認(rèn)知模型為導(dǎo)航,就能理解物理認(rèn)知是如何建立的,物理方法、物理精神是如何在認(rèn)知過(guò)程中形成的,即物理學(xué)家是如何做事、做人的。而ETA 物理認(rèn)知模型加上物理方法和物理精神就構(gòu)成了物理文化的核心[5]。

實(shí)際上各種物理知識(shí),及其應(yīng)用產(chǎn)生的各種發(fā)明創(chuàng)造,都是物理學(xué)家采用物理認(rèn)知模型,利用物理方法,秉持物理精神,去和客觀世界打交道的過(guò)程中逐步發(fā)展出來(lái)的。

物理學(xué)家們正是在認(rèn)同ETA 物理認(rèn)知模型、物理方法、物理精神的基礎(chǔ)上組成了物理社區(qū),形成了物理學(xué)家的共同體,這種共同體甚至是跨越國(guó)界的。

關(guān)于物理的學(xué)習(xí)、教育、研究、評(píng)價(jià)、政策等相關(guān)的問(wèn)題,原則上都應(yīng)從這個(gè)核心出發(fā)去思考。

物理文化實(shí)際上代表了自然科學(xué)文化,物理認(rèn)知模型其實(shí)就是科學(xué)認(rèn)知模型,物理方法其實(shí)也是科學(xué)方法,物理精神也是科學(xué)精神。盡管我們不能通過(guò)教育直接塑造一個(gè)愛(ài)因斯坦這樣的大師,但是一旦有了適合物理文化的環(huán)境,愛(ài)因斯坦們、諾貝爾獎(jiǎng)獲得者們會(huì)自己成長(zhǎng)起來(lái)。

2.5 物理課程思政教育內(nèi)涵分析

下面基于ETA 物理認(rèn)知模型、物理方法、物理精神、物理文化的背景來(lái)逐一分析物理課程思政教育的基本內(nèi)涵。

馬克思主義立場(chǎng)觀點(diǎn)就是始終站在人民大眾的立場(chǎng)上。從ETA 物理認(rèn)知模型可以看出,物理認(rèn)知最早就是在人民大眾與自然界客觀物體互動(dòng)的實(shí)踐中建立起來(lái)的,而且現(xiàn)在物理認(rèn)知的結(jié)果都是公開(kāi)發(fā)表,作為全人類(lèi)共同的知識(shí)財(cái)富,所以物理認(rèn)知者本身的立場(chǎng)觀點(diǎn)和馬克思主義立場(chǎng)觀點(diǎn)是一致的,一切為了人民大眾更好地認(rèn)知這個(gè)世界。

科學(xué)精神一般是泛指,包括了哲學(xué)、數(shù)學(xué)、物理等學(xué)科中的做人準(zhǔn)則,原則上真正的科學(xué)精神應(yīng)該是所有這些學(xué)科共同遵守的做人準(zhǔn)則,但物理教育中,我們只能具體到物理精神層面,所以科學(xué)精神的培養(yǎng)就是物理精神的培養(yǎng)。而之前的研究和分析已經(jīng)說(shuō)明[7],物理精神是為了完成ETA物理認(rèn)知而采用的做人的要求,主要有哪些要求都是已經(jīng)分析清楚的,而不是僅僅停留在概念層面。

而關(guān)于如何提高學(xué)生正確認(rèn)識(shí)問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力,ETA 物理認(rèn)知模型給出了詳細(xì)的導(dǎo)航圖,并針對(duì)每一步的認(rèn)知給出了有效的常規(guī)方法,相當(dāng)于非常明確地教會(huì)學(xué)生如何提出問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題,而不是自己盲目探索,這樣就可以提高探索效率。

科學(xué)思維方法其實(shí)就是ETA 物理認(rèn)知模型和物理方法的代指。思維方法通常指的就是如何思考,之所以用思維方法這個(gè)模糊的詞語(yǔ),是因?yàn)橐郧盁o(wú)法清楚地說(shuō)明其內(nèi)涵。而有了ETA 模型之后,可以清楚地給出思考的導(dǎo)航路徑,并且對(duì)實(shí)現(xiàn)每一步的思考都給出了參考的常規(guī)有效方法。

科學(xué)倫理中針對(duì)的造假、剽竊等不道德行為,其實(shí)就是對(duì)做人的要求?；贓TA 認(rèn)知模型,我們知道物理學(xué)家做人的要求中就有實(shí)事求是、公正等精神。之所以不能造假,必須實(shí)事求是,就是因?yàn)槲锢碚J(rèn)知面對(duì)的是客觀世界,造假遲早會(huì)被實(shí)驗(yàn)證偽。而之所以不能剽竊,是因?yàn)楝F(xiàn)代物理研究基本都需要團(tuán)隊(duì)合作完成,物理學(xué)工作者們已經(jīng)形成了一個(gè)共同體社區(qū),而在團(tuán)隊(duì)合作中,一個(gè)人如果不能公正地評(píng)價(jià)和對(duì)待他人,那么沒(méi)人愿意再和他合作,尤其是涉及剽竊他人工作成果的,會(huì)直接被“社會(huì)性死亡”。

探索未知、追求真理、勇攀科學(xué)高峰其實(shí)說(shuō)的都是一個(gè)意思。因?yàn)樽非笳胬淼倪^(guò)程就是探索未知,是對(duì)未知的研究對(duì)象構(gòu)建出所謂的“真理”(我們能做到的其實(shí)是構(gòu)建有效認(rèn)知,并不是大家通常理解的正確不變的真理)。而勇攀科學(xué)高峰就是針對(duì)未知研究對(duì)象不斷實(shí)現(xiàn)還沒(méi)完成的認(rèn)知目標(biāo),也就是完成追求“真理”的過(guò)程。這其實(shí)就是ETA 物理認(rèn)知模型對(duì)做人的最基本要求,沒(méi)有探求真理的需求,就不會(huì)有物理認(rèn)知了。

而責(zé)任感和使命感涉及的是物理認(rèn)知驅(qū)動(dòng)力問(wèn)題。物理認(rèn)知需要投入足夠多的時(shí)間和精力,是很漫長(zhǎng)的過(guò)程,沒(méi)有足夠的驅(qū)動(dòng)力,實(shí)際上無(wú)法堅(jiān)持下來(lái)。驅(qū)動(dòng)力可以有很多,可以是亞里士多德式的好奇心驅(qū)動(dòng),也可以是國(guó)家民族危亡時(shí)挺身而出的愛(ài)國(guó)責(zé)任心驅(qū)動(dòng),還可以是關(guān)鍵技術(shù)被卡脖子時(shí)的民族自尊心驅(qū)動(dòng)。這些驅(qū)動(dòng)力的本質(zhì)其實(shí)都是生存需求,也就是人作為生命的個(gè)體或者整體,想要學(xué)會(huì)和自然界打交道,從而生存下來(lái)的一個(gè)自發(fā)需求。這實(shí)際上是人類(lèi)認(rèn)知的起點(diǎn),也是ETA 物理認(rèn)知模型產(chǎn)生的源頭。

通過(guò)以上分析,我們就能清楚地看到,有“學(xué)科專(zhuān)業(yè)建設(shè)特點(diǎn)”的物理課程思政教育,其實(shí)質(zhì)就是物理文化傳承。其核心就是學(xué)會(huì)物理認(rèn)知,也就是科學(xué)認(rèn)知,具體的就是ETA 物理認(rèn)知模型的構(gòu)建,以及相配套的物理方法訓(xùn)練和物理精神養(yǎng)成。做到了物理認(rèn)知能力培養(yǎng),物理課程思政教育的主要目的就達(dá)到了。

3 如何做好物理課程思政教育

理解了物理思政教育的核心,結(jié)合ETA 物理認(rèn)知模型,就立刻能理解如何完成物理課程思政教育。那么如何做好物理課程思政教育呢? 其實(shí)就是按照物理認(rèn)知規(guī)律教學(xué),即ETA 物理教學(xué)法[8]。也就是將物理知識(shí)整理成一個(gè)一個(gè)的ETA 物理認(rèn)知案例,讓學(xué)生在與研究對(duì)象互動(dòng)中掌握認(rèn)知模型、認(rèn)知方法、認(rèn)知精神。完整掌握了物理認(rèn)知能力,學(xué)會(huì)了做人做事,《綱要》里的課程思政教育要點(diǎn)就自然完成了。

例如,在文獻(xiàn)[8]中就以牛頓第一定律為例,介紹了如何對(duì)最簡(jiǎn)單的勻速直線運(yùn)動(dòng)進(jìn)行認(rèn)知。在整個(gè)案例中可以看到,利用分類(lèi)法、簡(jiǎn)化法可以挑選出不受外力的小球作為研究對(duì)象,利用極端條件法推測(cè)從斜面下落小球在不受力的極限下做勻速直線運(yùn)動(dòng),從而完成實(shí)驗(yàn)物理認(rèn)知。還可以看到牛頓用還原法將小球簡(jiǎn)化成質(zhì)點(diǎn)模型,并將慣性運(yùn)動(dòng)作為公理來(lái)解釋勻速直線運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,而我們采取懷疑的積極探索態(tài)度用特例法發(fā)現(xiàn),質(zhì)點(diǎn)在球面彎曲空間中慣性運(yùn)動(dòng)不走直線,不遵守牛頓第一定律的一般表述,從而發(fā)現(xiàn)第一定律的認(rèn)知邊界是在平直時(shí)空內(nèi),而不適用于彎曲空間,從而完成理論物理認(rèn)知。一旦有了有效理論認(rèn)知,又可以用質(zhì)點(diǎn)勻速直線運(yùn)動(dòng)組合出任何物體的勻速直線運(yùn)動(dòng),還可以將質(zhì)點(diǎn)的任何運(yùn)動(dòng)用微小的勻速直線運(yùn)動(dòng)疊加,就可以完成應(yīng)用物理認(rèn)知。通過(guò)以上的按照ETA 物理認(rèn)知模型導(dǎo)航完成的認(rèn)知嘗試,馬上就讓我們理解到牛頓第一定律的本質(zhì)其實(shí)是用一個(gè)實(shí)驗(yàn)定律來(lái)說(shuō)明時(shí)空是平直的,這和傳統(tǒng)的理解顯然不同。而對(duì)于平直空間外的彎曲空間,物質(zhì)運(yùn)動(dòng)規(guī)律則需要重新構(gòu)造,這就是廣義相對(duì)論要解決的問(wèn)題。顯然這個(gè)案例中,需要學(xué)生理解認(rèn)知模型,學(xué)會(huì)一定的物理方法,體會(huì)物理精神。利用好認(rèn)知規(guī)律,才能構(gòu)建出自己的理解,這時(shí)才能不盲從他人,不再會(huì)簡(jiǎn)單地認(rèn)為第一定律是第二定律的特例,或者認(rèn)為第一定律是為了引入慣性概念。

ETA 物理教學(xué)法在思政教育上的另一重要價(jià)值在于:一旦學(xué)生具有了物理認(rèn)知能力,就可以對(duì)世界進(jìn)行有效認(rèn)知,形成世界觀;對(duì)人生進(jìn)行有效認(rèn)知,形成人生觀;對(duì)什么是重要的進(jìn)行有效認(rèn)知,形成價(jià)值觀。從而形成自己的獨(dú)立三觀。學(xué)生一旦有了獨(dú)立的認(rèn)知,就不再會(huì)輕信他人,會(huì)了解自己想做什么,能做什么,會(huì)獨(dú)立選擇該做什么,不該做什么,只有這樣才能被稱(chēng)為有獨(dú)立人格。然而沒(méi)有認(rèn)知能力,不可能奢談人格。因?yàn)檫@些認(rèn)知能力,人才具備了基本尊嚴(yán)。為什么要用物理的認(rèn)知能力? 因?yàn)檫@是迄今為止,人類(lèi)最有效的認(rèn)知方式。

這正是北大蔡元培先生說(shuō)的“人格”教育,也是思政教育的重要內(nèi)容。因?yàn)橹挥芯邆淇茖W(xué)認(rèn)知能力和獨(dú)立人格,學(xué)生才不會(huì)盲從西方道路,才能深刻理解在黨的領(lǐng)導(dǎo)下走中國(guó)特色社會(huì)主義道路的必然性、以及社會(huì)主義核心價(jià)值觀,才能真正堅(jiān)持“四個(gè)自信”。

有趣的是,ETA 物理教學(xué)法提出過(guò)程本身就是一個(gè)獨(dú)立認(rèn)知的案例。實(shí)際上ETA 物理認(rèn)知模型就是對(duì)力學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)、量子力學(xué)等學(xué)科的認(rèn)知過(guò)程進(jìn)行觀察研究,進(jìn)而總結(jié)歸納上升為公理的模型。為了證偽檢驗(yàn),筆者用這個(gè)模型做指導(dǎo),在教學(xué)、科研、研發(fā)中都做了嘗試,都取得了不錯(cuò)的結(jié)果。ETA 物理教學(xué)法實(shí)際上就是ETA物理認(rèn)知模型在教學(xué)中的應(yīng)用推論。這個(gè)教學(xué)法不是照搬國(guó)外的教學(xué)法,也不是基于片面的認(rèn)知心理學(xué)規(guī)律,而是基于普適的物理認(rèn)知規(guī)律,是中國(guó)人自己獨(dú)立提出的物理教學(xué)方法,有著可靠的理論基礎(chǔ)。這個(gè)教學(xué)法在北京大學(xué)經(jīng)過(guò)了教學(xué)實(shí)踐檢驗(yàn),受到學(xué)生的歡迎,滿足《綱要》里對(duì)課程思政教育的要求。適合自己的才是最好的。

4 物理課程思政教育的現(xiàn)實(shí)意義

4.1 大學(xué)生“空心病”的原因

現(xiàn)在大學(xué)生中經(jīng)常出現(xiàn)抑郁的心理問(wèn)題,也經(jīng)常出現(xiàn)對(duì)生命意義的質(zhì)疑,甚至出現(xiàn)人生觀、價(jià)值觀的偏差,這些被形容為“空心病”,這也是為什么國(guó)家強(qiáng)調(diào)思政教育的部分原因。從根本上說(shuō),這是因?yàn)閷W(xué)生認(rèn)知模式出了問(wèn)題。

中國(guó)早期科技比較落后,所以那時(shí)最有效的認(rèn)知模式是應(yīng)用認(rèn)知模式,也就是學(xué)會(huì)先進(jìn)的科技知識(shí),然后應(yīng)用。為了滿足這種需求,物理教育對(duì)應(yīng)的變成了應(yīng)試教育,這種教育非常成功,一大批能快速學(xué)習(xí)新知識(shí)的人才脫穎而出,幫助中國(guó)快速趕上了發(fā)達(dá)國(guó)家。但同時(shí)也帶來(lái)了相應(yīng)的副作用,即面對(duì)未知對(duì)象的創(chuàng)新能力不足,也就是錢(qián)學(xué)森之問(wèn)提出的問(wèn)題。

應(yīng)試教育下,學(xué)生認(rèn)知模式單一,只會(huì)線性邏輯思維,這種方式在中學(xué)可以很成功,因?yàn)槊鎸?duì)的問(wèn)題都是事先設(shè)計(jì)好的可解決的問(wèn)題。但在面對(duì)大學(xué)學(xué)習(xí)的問(wèn)題,甚至人生的問(wèn)題時(shí),這種認(rèn)知方式就顯得無(wú)效了。因?yàn)檫@些問(wèn)題都有一定的未知性,需要的是探索性的實(shí)驗(yàn)物理認(rèn)知與理論物理認(rèn)知模式。而一旦認(rèn)知無(wú)效,學(xué)生就會(huì)失去自信,開(kāi)始焦慮、壓抑,質(zhì)疑生命的意義,甚至失去分辨能力,易被極端宗教、西方輿論等灌輸錯(cuò)誤思想,出現(xiàn)人生觀、價(jià)值觀的偏差,部分還會(huì)出現(xiàn)抑郁癥等精神疾病。

為了有效解決學(xué)生中的這些問(wèn)題,最有效的方式就是教會(huì)學(xué)生物理認(rèn)知的能力,轉(zhuǎn)變認(rèn)知模式,有效應(yīng)對(duì)探索性的難題,形成適合自己的有效獨(dú)立認(rèn)知。只有具備了有效認(rèn)知能力,學(xué)生才有可能不僅照顧好自己和家人,還能立志報(bào)國(guó),做好社會(huì)主義建設(shè)者和接班人。

4.2 培養(yǎng)面向未來(lái)的學(xué)生

目前中國(guó)科技已經(jīng)從改革開(kāi)放之初的模仿追趕模式進(jìn)入了創(chuàng)新模式,而國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)壓力的加大使得一些領(lǐng)域已經(jīng)開(kāi)始切斷中西方先進(jìn)科技的交流,這就需要新時(shí)代的中國(guó)科技人才具備對(duì)未知領(lǐng)域的獨(dú)立科學(xué)探索能力。從ETA 模型中馬上就可以看出,這就需要在實(shí)驗(yàn)物理認(rèn)知能力和理論物理認(rèn)知能力上加強(qiáng)對(duì)學(xué)生的培養(yǎng),因?yàn)檫@兩種能力對(duì)應(yīng)的就是科學(xué)探索能力。這恰恰是物理教育最擅長(zhǎng)的,所以國(guó)家對(duì)物理認(rèn)知能力的教育需求越來(lái)越急迫,因此培養(yǎng)面向未來(lái)的學(xué)生就是物理教育最應(yīng)該擔(dān)負(fù)起的責(zé)任。

實(shí)際上,物理課程思政教育的提出也是這種需求的體現(xiàn),也就是對(duì)能引領(lǐng)未來(lái)的創(chuàng)新型社會(huì)主義建設(shè)人才的渴求?，F(xiàn)有的應(yīng)用認(rèn)知教育模式顯然不能滿足這種需求,只有分析清楚物理認(rèn)知的本質(zhì),由此快速調(diào)整物理教育模式,發(fā)展面向未來(lái)的物理教育,也就是將實(shí)驗(yàn)物理認(rèn)知模式、理論物理認(rèn)知模式、應(yīng)用物理認(rèn)知模式并重,才能培養(yǎng)出真正適應(yīng)未來(lái)、引領(lǐng)未來(lái)的社會(huì)主義建設(shè)者與接班人。

我們之前近20年積累的關(guān)于物理認(rèn)知規(guī)律的研究恰好已經(jīng)為未來(lái)物理教育做好了理論準(zhǔn)備。由此提出的ETA 物理教學(xué)法,不僅能全面培養(yǎng)學(xué)生物理認(rèn)知的能力,特別是彌補(bǔ)和加強(qiáng)科學(xué)探索能力的培養(yǎng),滿足國(guó)家對(duì)創(chuàng)新型人才的需求,而且將學(xué)生學(xué)習(xí)、教師授課、應(yīng)對(duì)考試、研究生涯等過(guò)程全部統(tǒng)一,有效解決了成績(jī)好的學(xué)生不會(huì)做研究、研究好的教師不會(huì)做教學(xué)(或者反過(guò)來(lái))、素質(zhì)教育與應(yīng)試教育對(duì)立不兼容等各種問(wèn)題。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上,我們看到,基于ETA 物理認(rèn)知模型,可以發(fā)展出物理方法、物理精神,形成物理文化?；诖吮尘皩?duì)“有學(xué)科特色”的物理課程思政教育進(jìn)行分析,可以發(fā)現(xiàn),物理課程思政教育的本質(zhì)就是物理認(rèn)知(科學(xué)認(rèn)知)能力培養(yǎng),包括物理認(rèn)知模型的構(gòu)建(如何思考)、物理方法的訓(xùn)練(如何做事)和物理精神的養(yǎng)成(如何做人),實(shí)際上就是物理文化的傳承。

只有物理教育做到了物理文化的傳承,學(xué)生才有可能具備科學(xué)認(rèn)知能力,進(jìn)行獨(dú)立認(rèn)知,構(gòu)建出世界觀、人生觀、價(jià)值觀,進(jìn)而形成獨(dú)立人格。只有具備了獨(dú)立人格,才能辨別是非,獨(dú)立選擇,理解西方思想體系產(chǎn)生的背景,不盲從西方思想體系,理解中國(guó)特色社會(huì)主義道路的必然性,理解社會(huì)主義核心價(jià)值觀,堅(jiān)定中國(guó)道路的自信。只有具備了有效認(rèn)知能力,學(xué)生才有可能不僅照顧好自己和家人,還能立志報(bào)國(guó),做好社會(huì)主義建設(shè)者和接班人。這和中國(guó)傳統(tǒng)文化中,格物、致知、誠(chéng)意、正心、修身、齊家、治國(guó)、平天下的人生成長(zhǎng)道路是一致的。

希望能有更多的人理解物理文化,從而在物理教育中傳遞物理文化,在物理研究中發(fā)展物理文化,在政策制定中保護(hù)物理文化,在國(guó)民大眾中普及物理文化。通過(guò)物理文化的育人作用形成更加健全的人格,最終將物理文化,也就是科學(xué)文化,融入中國(guó)文化。