淺析科學思想與物理教育

摘 要：本文首先闡述了物理學的發展史就是科學的發展史這一論斷，并淺析了科學思想教育的重要性，在物理學教育中應該加強科學思想的教育。

關鍵詞：科學思想；物理教育；創新教育

一、引言

物理學的發展就是科學的發展史。牛頓是開始比較完整地建立物理因果關系體系的第一人。牛頓在科學方法上的貢獻正如他在物理學，特別是力學中的貢獻一樣，形成了一套研究事物的方法論體系。在牛頓《自然哲學的數學原理》一書中集中體現了分析—綜合方法，歸納—演繹方法，尤其是物理—數學方法。愛因斯坦說：“只有微分定律的形式才能完全滿足近代物理學對因果性的要求，微分定律的明晰概念是牛頓最偉大的理智成就之一”。

相對論先驅之一的洛倫茲，為了解釋邁克耳遜-莫雷實驗和使麥克斯韋方程組滿足相對性，提出了11個假設，歸納演繹出洛倫茲變化，雖然洛倫茲的時空變換式已經跨入了相對論，但他無法作出正確的解釋，從而失去了創立相對論的良機。

愛因斯坦從前人那里吮吸了豐富的思想營養，又融會了對科學實踐的親身體悟和哲學反思，從而錘煉出展現時代氣質和科學精神的、別具一格的科學方法，體現了多元互補和張力平衡的特征，顯示出廣博的包容性和涵蓋性。我們可以說牛頓創立了研究“簡單”問題的方法，麥克斯威創立了研究復雜問題的方法，而愛因斯坦的統一性、對稱性、相對性、幾何化等科學思維方法，都是人類發展史上不可多得的科學遺產。難怪彭加勒認為，科學創造“首先需要創造方法”。皮爾遜也強調：“科學方法是通向絕對知識或真理的唯一入口”和“唯一道路”。

隨著社會進步，科學的發展，科教興國已經列為治國安邦的基本國策。科學技術的飛速發展及經濟的全球化趨勢，要求學校培養基礎扎實、能力強、素質高、具有創新精神的人才。物理作為一門重要的基礎理論課程，必須要順應改革的潮流。物理學的發展過程中，著名物理學家的科學思想和研究技巧，以及物理學結構本身都對我們很有啟示，他們為我們訓練思維、學習和掌握思維技巧提供了很好很多的資料。因此，物理學中的科學思想值得我們深入研究，并有效地應用到物理教育中去。

物理教學可以分為知識型、方法型和思想型三類。科學思想，是指人們對客觀世界形成的系統化、規律化的正確認識，特指馬克思主義的辯證唯物主義和歷史唯物主義。就物理學科而言，科學思想就是人們對自然物質及其運動規律的認識方法，是源自于物理世界又指導人們對物理世界進行再認識、再改造和實踐應用的思維體系，是辯證唯物主義的方法和認識論在物理學中的具體表現。

二、物理教育中科學思維的教育功能

第一，科學思想的創造性特征使它具有啟迪智慧和發展創造性思維的功能。學生學校物理科學的最終目的是傳承科學思想和發展物理學。因而，創造性思維是物理教育的首要任務。傳統的物理教育重視知識的傳授和掌握，培養的是物理知識，會用物理知識的人才，這種教育思想在以往無疑是正確的，但只是有知識，會用現成的知識已經難以適應當今社會發展的要求。愛因斯坦曾經指出：“一個由沒有個人獨創性和個人意志的人組成的社會，將只是一個沒有發展可能的社會。”物理教育要適應時代發展的需要，就要使學生在掌握知識、會用知識的前提下充分發展思維能力。特別是創造思維能力。

第二，科學思想的主導性和系統性特征使它具有促進學生深刻理解并掌握物理知識與方法的功能。任何物理知識或方法中都蘊含著科學思想，任何物理科學思想都是以物理知識或者方法為基礎。科學思想的形成尤其強調對物理知識與方法的反復認識和思考。這個過程并不是知識的簡單積累或者方法的簡單模仿，而是不斷深入、細致的理解和概括的過程。學習和形成科學思想，有助于對科學理論的掌握。事實上，形成科學思想是學習物理知識和方法的更高目標。

第三，科學思想的創造性，使它具有激發受教育者的理論創新的意識。在物理科學發展的歷史上，新的物理科學思想的誕生，需要沖破宗教迷信的腐朽觀念和某些哲學思想、學術思想的束縛。如，哥白尼的日心說思想，打破了宗教神學的禁錮，為揭示自然界中機械運動的一般規律開辟了新途徑；“世紀之交”的量子論思想和相對論思想，改變了人們的機械決定論思想和絕對時空觀，開始了物理科學的新時代。任何一種成熟的科學思想，都可以指導人們去認識在物理科學發展過程中不斷出現的新課題，或指導人們去解決新的物理問題。

三、如何在物理教育中融入科學思想教育

從科學思想的多種教育功能中可以看到，在物理教育中重視學生的科學思想的形成是很有必要的。科學思想是物理科學素養的一個重要方面。要教好物理還得要把科學思想靈活地融入物理教育中去，并搞清科學思想與物理教育二者之間的關系，才能有效地解決物理教育雙邊難的這個難題，從而使教育雙邊都收到良好的效益。那么，如何在物理教育中融入科學思想教育？主要體現在一下幾個方面。

第一，科學思想融入物理教育，應先提高教師的素質。因為科學思想與物理教育是魚水相依、相得益彰的關系。無魚之水不活，無水之魚則死。只知道科學思想而不運用教育實踐，這種科學思想也就沒有存在和認識的價值，而沒有科學思想指導物理教育，則實質上正像一池無水之魚，終將枯竭而忘。因此，必須提高教師自身科學思想教育素質。科學思想是比只是教育和技能培養更高層次的物理教育，它以培養學生的創造性思維和創造精神與意識為目的。教師要有能力、有意識地挖掘教材中的科學思想教育因素，并能以適當的方法啟發學生的創造性思維，幫助學生掌握物理學研究方法。教師不僅要教給學生物理知識，訓練與物理相關的技能，還要教給學生研究物理問題的方法，讓學生形成科學思想，提高學生的物理研究能力和創新能力。

第二，科學思想融入物理教育，應將科學思想貫穿于物理教學中。因為科學思想與物理教育是相互作用，彼此促進的關系。實質上，物理教育的最終目的，就是要使學生接受科學思想，掌握研究物理的思維分析方法，培養起他們應用物理知識和解決物理問題的能力。教師只要真正理解和把握好科學思想，并能充分利用科學思想指導自己的教學，使科學思想自始至終貫穿于教育過程中的每個環節，則必然會產生良好的效果。而教育效果越好，學生接受的科學思想就越豐富、越深刻，因而他們研究與應用物理的能力也就越強，思維方法也就靈活多變，學習物理的興趣和效果都將得到極大的提高。

第三，科學思想融入物理教育，應將科學思想作為指導思想應用于實踐中。因為科學思想與物理教育是環環相扣，一脈相承的關系。科學思想與物理教育實質上是指導思想與實踐的關系，科學思想在教育過程中的融入與建立的過程，是一個對學生的學習方法和能力的培養過程。教師若在教育過程中，單純地強調了物理知識的傳授，忽略了科學思想的融入和傳授，甚至把物理講成了數學應用題式的物理，學生就會在獨立解決物理問題時感覺到茫然，不知從何下手。因此，讓學生學習物理知識和形成科學思想，培養和發展學生的科學探索能力、創新意識和科學精神。物理教師應該讓學生從初步的物理觀察、測量、描述、解釋等活動入手，逐步讓學生概括和歸納科學思想；從初步的物質認識、各種運動的認識入手，讓學生逐步形成場的思想；從初步的物質不滅、機械能守恒、能量守恒的思想過渡到概括的守恒思想。

綜上所述，科學思想在物理教育中的融入和建立與優良的教育效果的出現，二者之間是有著十分密切的聯系。因為科學思想與物理教育就是一個辯證的、和諧的、統一的有機整體。我們相信，在物理教育中加強科學思想的教育，是物理教學的主要目標之一，是貫徹素質教育的方針，培養創新人才所必需的。

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作者簡介

張陳俊，男，1978年2月出生，漢族，籍貫：陜西省榆社縣，講師，博士，西安航空學院，研究方向：材料計算。

（作者單位：西安航空學院理學院）