中學物理普及前沿科學知識的意義

凡康

現代物理學飛速發展，在初中階段的物理學知識仍然停留在簡單的對于自然現象的解釋以及簡單的牛頓力學分析上，對于電磁學的探究也只是簡單的電路連接，學生們在小學科學就已經掌握了很大的一部分，書本上的知識已經遠遠無法滿足學生對于物理學，乃至整個自然科學的知識的探索，其實已經有大部分學生超前學習了部分的物理學知識，他們對于前沿科學有著極其濃厚的興趣，與其讓學生在中學階段自我盲目的尋找有關方面的書籍，不如就在中學物理階段將這些前沿科學作為拓展內容融入到教育教學當中，一來可以增加學生的知識面，二來可以滿足部分學生吃不飽的現狀，三可以增加學生學習物理的興趣。而且義務教學階段的物理課程標準明確指出了在新世紀的物理學革命中，對于化學，生物學，地理，天文，等自然科學都產生了重要的影響，物理學的迅速發展為基礎教育帶來了新的機遇和挑戰，學生應對未來社會挑戰的能力，也是其全面發展必不可少的一部分，同時課程標準還提到了物理學不僅要重視學生對于知識與技能的學習，還要注重學生學習興趣，創新意識，科學精神等方面的培養，所以在中學階段普及前沿科學的研究是非常重要的。

1 對傳統中學物理教學的反思

中學階段普及前沿科學如此重要，反觀傳統初中物理的教學，在應試教育的影響下，讓學生只停留在書本知識的學習上，不僅教學的效果并不理想，而且書上少有的拓展性的有關前沿科學的知識也因為選拔性的考試不會作為考點，老師往往不會去讓學生學習，最終導致了學生感到學習物理學的乏味，在現在有些地方高考改革之中物理學被列入了冷門的學科。

在教育教學的過程中，雖然教材的改革換代已經很快，但大多都只停留在舊規律，舊概念的學習中，這些規律與概念大多是四百年前物理學的發現，與現代科學研究的內容已經有所差距，而且由于只是學習這些舊的的規律與概念會對學生造成前概念的形成，一些有意向學習前沿科學的學生在學習的時候因此受到影響，而且在教學過程中，現階段的中學教學過于強調教學大綱，學生的學習也形成了一種被動接受的教學，沒有了懷疑，質問，創新的精神。

2 對中學物理知識和前沿知識的對比分析

既然是要普及前沿科學的知識，就要對前沿科學知識有深入的了解，其與中學知識還是有很大差異的。首先是其時代性，中學物理中學習的知識點是從四百年前所提出的知識開始的，其歷史悠久，底蘊深刻，乃是過去的科學家的智慧的結晶，而前沿科學更具有時代性，是新世紀的新發現和新運用。（現在中學物理提及的近現代知識，比如黑體輻射，光電效應，相對論等，在物理學上相對論和量子化的概念已成為近代物理學的兩大基礎理論，在中學物理中這些概念仍屬于前沿知識。實際上，現在的前沿科學也領先于這一部分的知識了。）

其次在難易性上，也有很明顯得差距，中學物理的知識從生活中來，對于中學階段的學生來說，更加直觀，而且教師也通常利用生活中的常識性問題來幫助中學生理解中學知識，而前沿科學的知識點是需要中學生具有一定的數學基礎和更加復雜的邏輯思維能力，對于中學階段的學生而言，前沿科學是困難的。

3 中學物理階段普及前沿科學知識的好處

可以看出，前沿科學并不是那么容易融合到中學物理課堂的，但是我們并不能因噎廢食，其好處也有不少。其一：打破思維定式，學習前沿科學并不是要學生記住那些復雜的公式，搞清楚那些復雜的原理，而是培養一種思維模式。中學生通過對于基礎知識的學習，已經具有了一定的生活常識，這些常識對于中學生的生活大多是很有幫助的，但是在后面的學習之中，他會發現這些常識也會被打破，比如在學完了光學之后，會知道光的折射的有關問題，并用光的折射的知識點來解決一些生活中的現象，海市蜃樓，日食月食等，對于中學生而言，有些知識點會對中學生產生一定的思維定式，在同種均勻介質中，光一定會沿著直線傳播。在相對論中，會提到在真空之中，引力對于光也有扭曲的作用，這與中學階段物理所提及的關于光的知識是相互矛盾的，反觀科學界的重大發現，都是敢于向權威發出挑戰，在中學階段普及前沿科學的一些探索過程，對于學生形成科學的態度與創新精神有一定的幫助。若是在中學物理之中普及這部分的前沿知識，這對于中學生的學習無疑是有好處的。

普及前沿科學知識還可以提高學生能力，激發潛力。中學階段的學生正是發展的黃金期，學校，家長都會抓住這個關鍵期，為學生提供更多的機遇與挑戰，有些能力強的學生并不滿足于書本，在我所接觸的以班級為基數的中學生之中，會有幾位超前學習了更深入的知識，顯然優異部分中學生是有這個學習得潛力的，適當普及前沿科學知識，更能夠鍛煉中學生的能力，將一部分學生的潛力開發出來。

不僅如此，普及前沿科學還可以為學生將來的學習做鋪墊，中學階段的中學生學習并非漫無目的，但現在的社會主流更加興崇娛樂業，導致部分中學生的學習目標也偏向于娛樂行業。前沿科學對于中學生來說顯得遠離生活，深奧難懂，枯燥無味，對于科學的追求會有一定的影響，這是亟待解決的問題，在中學階段普及前沿科學的知識，有助于改善這一情況，讓中學生知道學習的目的。

對于中學階段的部分學生來說，理解透徹肯定是有難度的，不一定要以課程來完成教學，也可以用興趣課或者講座的形式展開。在科普的過程中，不要求學生完全掌握與拓撲絕緣體有關的知識，更重視的是對學生思維能力的培養和對物理學興趣的激發。而且在中學物理中普及前沿科學，是教育工作者們的挑戰，也是機遇，而且教師們要與時俱進，更新自己的知識，才能更好的把前沿知識滲透進中學物理的教學之中。