在高中天體物理課程中滲透人文文化與美育

劉亞軍　齊洪雁

摘 要：在高中階段開設天體物理校本課程十分必要，在其中滲透人文文化與美育不僅對提升全民科學文化素養(yǎng)具有十分重要的意義，還對高中生人文精神、美學文化、世界觀、人生觀、價值觀的形成、學習興趣的激發(fā)和創(chuàng)新能力、環(huán)境意識、科學精神和人文素養(yǎng)的培養(yǎng)以及民族自豪感的形成等方面起到了重要作用。

關鍵詞：天體物理；校本課程；高中；科學文化素養(yǎng)

最近中國第八次公民科學素質調查顯示，到2010年，全國公民具備基本科學素質的比例為3.27%。這個數(shù)字意味著，每100人中，僅有3人具備基本公民科學素質。公眾的文化素養(yǎng)同樣不容樂觀。高中教育教學內容圍繞考試轉，弱化或忽視了科學文化素養(yǎng)的培養(yǎng)，這對提升全民素質，促使我國又好又快地發(fā)展是不利的。愛因斯坦在《論教育》中說：“發(fā)展獨立思考和獨立判斷的一般能力，應當始終放在首位，而不應當把獲得專業(yè)知識放在首位。”天體物理的基礎知識涉及面非常廣，對于提升全民科學文化素養(yǎng)來說是非常好的學習內容，開設高中天體校本課程是十分必要的。

天體物理學是用物理學的知識和手段來理解我們利用天文觀測設備以及探測器所獲得的天體的各種信息，是天文學和理論物理學的交叉學科。按研究對象可分為：太陽物理學、太陽系物理學、恒星物理學、恒星天文學、星系天文學、宇宙學及天體演化學等。它也是物理學的重要分支學科之一。隨著科學技術的不斷發(fā)展，人類認識宇宙，探索太空的活動越來越頻繁了。從我國的神舟飛船太空對接和太空授課，從信使號撞擊水星，到新視野號傳回太空深處神秘的冥王星的清晰局部照片，這些探索活動無一不體現(xiàn)了人類對認識宇宙的渴望和探索宇宙的執(zhí)著追求。

高考近年來與生產(chǎn)、生活及科技的聯(lián)系越來越緊密，天體物理問題頻繁出現(xiàn)在高考試卷中也似乎成了一種趨勢。宇宙射線、各種微觀粒子、宇宙探測器、衛(wèi)星甚至中子星等內容在高考試卷中屢見不鮮。但相對而言，高中生對天體物理科普知識的涉獵卻少得可憐。許多學生習慣于埋頭啃課本，很少去思考我們生存于其中的地球、星系和宇宙以及它們如何形成并將怎樣演化。結果是學了多年物理卻不甚了解最巨大的物體——天體，學了化學卻不知道化學中的基本物質——元素的起源。在高中全面開設天體物理校本課程還任重道遠。

下面簡要說明一下天體物理校本課程對提升高中生科學文化和美育素養(yǎng)的重要作用。

一、天體物理有利于培養(yǎng)人文精神和美學文化

好奇心是一種情感，是一種人文精神，也是最重要的科學精神。璀璨的群星、光彩奪目的星系、神秘的黑洞、神奇的反物質、變化莫測的時空……許多美妙而有趣的事物都是天體物理研究的對象。在科學技術不發(fā)達的古代，人們就開始用想象的翅膀遨游于廣袤的太空——盤古開天辟地，女媧補天，這些看似離奇的傳說卻是古人對宇宙模型古樸而美麗的猜想。我國古詩人屈原在《天問》中寫道：“遂古之初，誰傳道之？上下未形，何由考之？……天何所沓？十二焉分？日月安屬？列星安陳？”在《離騷》中感慨：“路漫漫其修遠兮，吾將上下而求索。”在科技高速發(fā)展的今天，如何揭開宇宙神秘的面紗仍是人類永恒的話題，年輕一代必須不斷探索才能無愧于列祖列宗。興趣是最好的老師，使學生進入“大千世界，無奇不有”的天體物理殿堂無疑是激發(fā)學生好奇心和求知欲的好方法。有了興趣就有了學習的動力，才能有終身學習的愿望，并最終將其轉化為學習能力。

二、天體物理課程有利于培養(yǎng)學生的人文精神和健康的世界觀、人生觀、價值觀的形成

除了以人為本的思想、創(chuàng)新精神、社會責任感和平等觀念之外，人文精神還包括道德意識，道德意識包括人口道德、環(huán)境道德、資源道德等。通過物理課程，學生除了得到新知識之外，還應該在各方面和諧發(fā)展。情感態(tài)度與價值觀、過程與方法、知識與能力相關要素應該互相滲透、有機融合、協(xié)調促進、綜合發(fā)展。光啃書本知識，靠題海戰(zhàn)術的學習方法顯然不能達到上述目的。天體物理科普校本課程在促進學生和諧發(fā)展方面能收到能事半功倍的效果。人們了解了宇宙的浩瀚，會更加珍視生命的奇跡；認識到自身的偉大，也會發(fā)現(xiàn)自我對于生存于其中的世界只是滄海一粟；會更加心胸開闊，對待他人也會更加寬容；摒棄自高自大和怨天尤人，并在不斷追求真理的過程中更加勇敢和堅毅；知道了宇宙的組成，就會明白積少成多、厚積薄發(fā)的道理；感悟天體的引力，就會深刻體會到團結協(xié)作才是無盡力量的源泉。

三、天體物理課程有利于學生創(chuàng)新精神的培養(yǎng)和形成

敢于懷疑、敢于否定、大膽嘗試，才會有創(chuàng)新。從天圓地方說到地心說，從日心說到現(xiàn)代宇宙學說，人們一直試圖從不同角度、不同觀念出發(fā)，用不同的思維方式去理解宇宙。也正因如此，天文學才會有今天的進展。從某種意義上講，科學的進步就是不斷否定或完善舊的理論、舊的觀念而逐漸接近真理的過程。某些天體物理學說也許在將來的某一天被證實為不正確或不完全正確，但這些研究依然有意義。沒有昨天的失敗就不會有今天的成功，沒有今天的努力也不會有明天的結果，下一代人的成就建立在上一代人成功和失敗的基礎之上。重要的不是學說本身，而是科學家的科學思想、科學方法以及他們勇于探索的科學精神。學習了天體物理，學生對以上看法有了更深入的理解，也更具創(chuàng)新精神。

四、天體物理課程有利于培養(yǎng)學生的人文素養(yǎng)以及環(huán)境意識，促進人與自然的和諧發(fā)展和可持續(xù)發(fā)展

學習了天體物理知識，我們才會知道地球是多么獨特稀有，又對生存于其中的生命多么恩惠有加。地球的大氣層阻擋了致命的宇宙射線；臭氧層阻擋了大部分紫外線；地球磁場阻擋了強勁的太陽風；地球周圍的大行星使地球免遭大部分彗星的撞擊；月亮幫助地球穩(wěn)定了地軸與轉動平面間的夾角形成了溫度適宜的四季交替，也使海洋形成潮汐，將40億年一直生活在海洋的生命推上了陸地；地球太小就不會吸引住足夠的大氣，太大容易遭到撞擊，離太陽太遠或者太近都不會有適宜于人類生存的溫度條件。對天體物理知識越了解，我們越會珍惜家園地球，也會更加注重環(huán)境保護。

五、中國古代天體物理學史可以增強學生的民族自豪感

我國是四大文明古國之一，天文學曾在世界上處于領先地位，許多古代科學家制造出了精密的天體測量工具，并創(chuàng)建了較為系統(tǒng)的古天文學，對許多重大的天文現(xiàn)象有過詳細的記載。他們經(jīng)過長期的觀測，制定出了精確的歷法，直到今天人們仍然在沿用。現(xiàn)在我國的天體物理學在某些領域依然處于世界領先水平，但總體水平距發(fā)達國家仍有很大差距。時代呼喚有志的年輕人投身于天體物理事業(yè)。

考什么就教什么、學什么不叫全面發(fā)展，忽視個性、強求一致不是全面發(fā)展，各要素的和諧發(fā)展才是全面發(fā)展。天體物理與其他物理學分支學科及其他自然科學相互交叉、密不可分，它們之間相互促進、共同發(fā)展。天體物理校本課程不但有利于提高高中的教學質量，而且有利于培養(yǎng)和諧發(fā)展、富于創(chuàng)新精神的人才，同時也會吸引更多的學生投身到天體物理研究工作中，為人類認識自身和宇宙以及科學技術的發(fā)展做出貢獻。

注：本文系河北省教育科學“十二五”規(guī)劃課題在藝術高中物理課程中滲透人文文化與美育（13040022）成果。

參考文獻：

[1]劉建政.物理學史在物理教學中的運用[J].安徽電子信息職業(yè)技術學院學報，2005（06）.

[2]李宗偉，肖興華.天體物理學[M].北京：高等教育出版社， 2000.

作者簡介：劉亞軍，男，42歲，理學碩士，承德市第八中學高級教師，中學高級教師，碩士。

齊洪雁，承德市護理職業(yè)學院，講師，碩士。

編輯 張珍珍