中學物理教育中開展科學史學習的必要性

　　摘要：傳統基礎物理教學中使物理只剩下無血無肉的骨架，應試教育使得填鴨式教學成為必然，把人朝“死”的方向教。把科學史教育有效地融入物理教學過程中，還原科學之本質，樹立人與生固有的自由天性、求知欲和懷疑精神。
　　關鍵詞：改革；改良；應試教育；科學史
　　20世紀90年代以來，我國的教育在規模、數量、速度上迅速發展。然而，迄今為止仍未觸及制度變革的核心問題，教育改革仍停留在技術層面上。所以有人說：“中國從來就沒有過什么教育改革，充其量只能說是改良。”
　　一、當前我國基礎物理教育存在的問題
　　1.課程編排和教學原則使得物理只剩下無血無肉的骨架
　　先將物理學的知識以學生的認識能力和社會需要為依據進行過濾和篩選，并形成一定的內容結構，然后以學生最適于接受的方式傳授給學生。這就是人們常說的將物理學科的知識結構與學生的認知結構相結合的課程編制與教學原則。多少年來，我們嚴格遵循這一原則，在一定程度上保證了物理教學的有序與高效。但這里也隱藏著一個深層次的問題：物理學的真實面目被遮蔽了，概念的演化過程學生看不到了，規律的發現過程被濃縮甚至被篡改，科學的本質是什么幾乎無從涉及。總之，對于學生來說，物理很遙遠、神秘，使人望而生畏。
　　按部就班的教學模式，它也是包括基礎物理教學在內的我國基礎教育教學的總體特征。應當說，按部就班地實施教學，是符合先易后難、循序漸進的教學原則的，它對于學生把握物理學的總體框架。包括物理學的基本概念、基本規律和基本方法是比較有益的。但我們應當看到，這樣教出來的學生只會考試而缺乏創造力。楊振寧教授在美國就見到很多這樣的中國留學生。這些學生的共同特點是基礎扎實，但知識面不廣、思維不夠靈活，問題意識不強。而且是在上課階段成績很優秀，在做論文階段就顯得很吃力。楊振寧認為這是中國傳統教學模式使然，從整體上講，中國的教學模式是按部就班，而美國的教學模式是滲透式的。前者有利于打基礎，而后者則有利于培養問題意識與創造力。所以他指出：“我想假如我對一組美國學生談話，我就會講你們應該多學習一些按部就班的方法。可是對中國學生，我想一個好的建議是不要怕不按部就班的學法，不要怕滲透性的學法。因為很多東西常常是在不知不覺中，經過了一個長時期的接觸，就是自己也不知道什么時候已經懂了。這個學習方法是很重要的。”
　　2.應試教育使得填鴨式教學成為必然
　　填鴨式教學實際上是應試教育的產物。高考制度下強調的是知識和技能，在有限的時間要達到“嫻熟”，我們的教學不得不表現為：一是教材中心。現實中衡量一個老師的水平在很大程度上就看他對教材的把握程度和駕馭力，因為高考所要考查的重點內容都在教材上。完成了教材上的內容，余下的時間就要用于高強度的物理解題訓練了。二是教師中心。物理教學中沒留時間給學生自由的思考空間和活動空間，學生只能亦步亦趨地跟著教師走。三是教室中心。我們看到，現在選考物理的高中學生中，在教室中度過的時間占據白天活動時間的絕大部分甚至是全部，不少學校大幅度減少了學生物理實驗的數目。就時效性而言，應付高考中的實驗題。做實驗不如看實驗、看實驗不如背實驗。試問：這種沒有實驗的物理教學教的還是物理嗎?這樣，學生學起物理來昧同嚼蠟也就不足為怪了。愛因斯坦也是深惡痛絕并深刻地思考：“認為用強制和責任感就能增進觀察和探索的樂趣，那是一種嚴重的錯誤。”
　　總的來說，我國課程編排和教學原則就是一種“速成”教育，“精簡”教育，“流水線式”的教育。這種教育模式把人的教育“機械化”了，“人才”作為一種產品批量生產。而我國的人才選拔制度使得培養出的人“死”到了極致，剝奪了人與生固有的自由天性、求知欲和懷疑精神。古語云：“傳道授業解惑。”在我看來，“道”是第一位的，什么是“道”，可以簡單地看成是一脈傳承的哲學思想，是對萬物本源的一種思索。作為萬科之源的哲學在我國居然給劃分到文科之列真的使人無語，而缺失了本源的科學，已不再是科學，沒有足夠的思想沉淀，沒有人格上的自由和獨立，怎能奢求“科學大師”的產生。因此，還原科學之本質，重歷大師之足跡，學習科學史是第一步。
　　二、在基礎教育中進行科學史教學的必要性
　　1.科學史能提高理科學習的趣味性
　　對某一學科、某一理論之歷史來源的追述，有助于學生更好地理解這門學科和這個理論。邁爾認為“學習一門學科的歷史是理解其概念的最佳途徑。只有仔細研究這些概念產生的艱難歷程一即研究清楚早期的、必須逐個加以否定的一切錯誤假定，也就是說弄清楚過去的一切失誤——才有可能希望真正徹底而又正確地理解這些概念。”
　　2.科學史可以培養學生的歷史感和批判精神
　　歷史意識是一個人、一個民族成熟的標志。弗蘭西斯·培根說：“讀史使人明智。”因為歷史感之中包含著一種清醒的判斷能力，即根據背景和情境來對事物進行判定的能力，而避免失之片面和武斷。現代只通過教科書來了解科學的青年學生，往往對科學持有一種非歷史的眼光，以為科學的理論與生俱來的正確、是萬古不變的永恒真理，以為科學是從一些天才的頭腦里蹦出來的，一旦問世就永駐神圣不可侵犯的地位。而從科學發展史上，我們看到的是真理與謬誤相交織的過程，科學理論的演變就像是積木拼圖游戲一樣，先是在黑暗中摸索，繼而漸漸地浮現出來；我們看到的是，科學像其他的人類文化一樣，實際上植根于特定的文化土壤，是由特定的文化素養和文化傳統的人推動的，并依賴特定的歷史條件而產生出來。
　　3.科學史可以幫助學生樹立全面而準確的科學形象和科學家形象，領悟科學精神和科學的人文性，從而溝通文理，加深對科學本身的理解
　　某種極端的專業科學訓練，有可能把學生培養成不關心社會、不關心他人，對道德和藝術不感興趣，而只在某一專門領域有著熟練技巧的人。這不是科學和科學家的真相。在歷史上，偉大的科學家不僅學習人類的自然知識，也傳承獨立思考、追求自由的科學精神，傳播在人類生活中相當寶貴的協作、友愛、同情和寬容精神。科學史最有利于恢復科學家形象，而單純通過理科教科書的學習，并不能知道創造這些科學理論的科學家究竟是個什么樣的人。
　　此外，科學史還揭示科學與人類其他文化比如哲學、宗教、政治、文學等的關系，以及科學的文化背景，從而讓人領悟到人類文化的統一性，領悟到科學其實也是人類文化的有機組成部分。
　　總的來說，科學史是人類對自然界各種現象的認識史，關注概念和思想發展和變革的過程。把科學史教育有效地融入物理教學過程中，不僅能提高學生的學習興趣，加深記憶，還能使學生在學習物理知識的同時，了解科學發現、科學爭論和科學重大實驗中所孕育的科學思想和方法，學習科學家的探索創造精神、邏輯思維能力、創造性思維能力，有助于理解科學的社會角色和人文意義，使學生樹立科學的研究觀。
　　(作者單位　湖南省衡陽市第26中