初探基于文化理念的物理課堂教學

程麗紅

一、物理文化概念的界定與理解

世界上物理文化的最早研究者是梅州嘉應學院物理與光信息科技學院的院長解世雄教授，他在《物理文化與教育》一書中給物理文化下了一個描述性的定義：物理文化是由物理學家群體在認識物理世界和相互作用中自覺形成的一種相對獨立、穩定的，且能被廣泛群體所共享的物質財富和精神財富的總和，包括物理學家在創造物理理論過程中，發現、創造和形成的物理思想、物理方法、物理概念、物理定律、物理語言符號、價值標準、科學精神、物理儀器設備以及約定俗成的工作方法的總和。

二、物理教學中注重文化理念的必要性

進入21世紀，世界各國競爭異常激烈。競爭歸根到底是人才的競爭，是未來公民科學與文化素養的競爭。物理教育的主要目標應該放在大多數未來公民的興趣和需要上，而不是放在進一步學習物理而成為科學家或工程師的少數精英分子身上。我們認為物理教育不再是精英教育，必須面向全體學生，物理教育不僅僅是一個只是知識體系的單向傳遞，同時還是一個文化的傳承的過程。物理知識的學習要注重物理文化的熏陶，注重物理文化的傳播與創新，培養新一代能適應現代生活、有較高科學文化素養的公民，所以我們有必要去討論科學文化中的人文思想，作為一名物理教師，有必要在平時的教學活動中有意識地加入文化的元素。

三、高中物理哪些教學內容中有豐富的人文知識

物理學是一門最基本的自然學科，它是探討物質結構和物質基本運動規律的學科，所以人們往往認為物理學只是包含一些枯燥的理論公式，而忽視了物理學中包含的人文因素諸如人文哲學思想、美學、道德等方面。實際上，物理學在產生、形成、發展的過程中，人們不是為了物理學而研究物理學，而是為了有助于人類、社會以及個體人的發展而研究物理學，所有這些都涉及到了人與人的關系、人與自然的關系，這些關系中都蘊含著豐富的人文文化。

物理學中的很多專題是能夠利用人文路徑進行設計的，如力學中的自由落體運動、萬有引力定律、動量守恒、能量守恒定律，牛頓第一定律，電學中的電場、電流磁效應和法拉第電磁感應定律等。

四、如何在物理教學中注重人文素質培養

（1）物理教師要借助教材系統地向學生講述物理知識，介紹物理方法和歷史。在講“牛頓第一定律”這節課時，可以把學生分成幾個組，然后讓小組成員討論：亞里士多德、伽利略、笛卡爾、牛頓四個人的功過，最后要求每組派一個代表概括小組討論意見。最后，教師可打出下面的PPT，給學生一個系統的歷史過程。

物理學發展史中蘊藏著十分豐富的哲學思想和優秀品格，如徹底的唯物主義世界觀、批判繼承的態度、敢為人先大膽創新的勇氣、堅忍不拔的意志、團結協作的精神等。在教學中，可結合教學內容恰當引入物理學史，通過物理學史展示人類解開物理世界奧秘的探索歷程，了解科學大師是如何突破常規發現問題、提出問題、分析問題的，怎樣對待矛盾，從矛盾對立中找到突破，進而發現新規律的，使學生從中獲得啟發、感悟和熏陶。

（2）物理教師要讓學生領悟物理是自然界萬物運行規律，是不斷發展和變化的。在人教版《物理》必修2（2010年4月第3版）教材的第33頁有一副插圖。它客觀展示了以不同比例繪制的太陽系中行星的軌道。此圖注解為“按不同比例繪制的太陽系八大行星及冥王星的軌道。可以看出，行星的軌道十分接近圓”。同樣的圖在2004年5月第1版的課本第63頁也有出現，圖的注解為“按不同的比例尺所繪的九大行星的軌道。可以看出，多數大行星的軌道十分接近圓”。此圖注解的變化要追溯到2006年8月24日。當日，在布拉格舉行的第26屆國際天文聯合會（IAU）大會通過了第5號決議，在這份決議中行星有了明確的定義：一是必須是圍繞恒星運轉的天體；二是質量足夠大，能依靠自身引力使天體呈圓球狀；三是其軌道附近應該沒有其他物體。而冥王星與定義第三條不符，因為冥王星的軌道是和海王星有所交集的，且冥王星的衛星過于巨大，形成了雙星系統。根據這個定義，冥王星被歸為矮行星，并命名其為小行星134340號，與它類似的天體在太陽系中還有很多，此后，冥王星失去了太陽系行星的“星藉”。

費恩曼在《費恩曼物理學講義》結束語中寫道：“我講授的主要目的，不是為了你們參加考試做準備——甚至不是為你們服務于工業或軍事做準備，我最想做的是給出對于這個奇妙世界的一些欣賞以及物理學家看帶這個世界的方式，我相信這是現今時代里真正文化的主要部分。也許你們將不僅僅對這種文化有欣賞，甚至你們也可能會加入人類理智已經開始的這場偉大的探險中。”

物理是整個科學大廈的支柱，把物理作為一種文化來研究，是物理研究的一大創新，是現代物理教育改革的迫切需要。把物理文化之美一代一代傳承下去，不斷挖掘物理之美，讓物理文化照耀世界的每一個角落！散發出萬丈光芒及無窮的魅力！

參考文獻：

[1] 解世雄.《物理文化與教育》

[2]許子娟.《物理文化概念的理解》

[3]王志剛.《人教版《物理》必修2教材中兩處爭議的看法》 《物理教師》2013.1