彭榮榮 高佳利
(南昌工學院教育學院 江西 南昌 330108)
當今社會所需人才除了擁有扎實的專業知識外,人文素養也是必須的,這就要求物理教育者在給學生傳授科學知識的同時,也要提高他們的人文素養.
國內外學者對如何將物理教育與人文素養融合在一起,進行了一定的研究,美國麻省理工學院在其發展過程中特別重視人文與社會科學教育[1].盧瑟福編寫的《哈佛物理教程》一書,結合物理學史,注重培養學生的人文素養[2].費曼認為物理教育的目的不僅僅是傳授知識,更重要的是通過物理感受美,進行物理文化教育[3].中國學者對在大學物理教學中引入人文教育,從不同角度進行了思考與分析.張若晴從文化挖掘的角度闡釋了物理學的文化內涵和人文價值[4].楊昕卉等研究表明,物理學史是滲透人文素養的有效方式[5].李一倩等探析了人文教育缺失的原因,給出提高學生人文素養的途徑[6].楊翠云等認為物理學中的美學、哲學和愛國主義資源,有助于提升學生的職業素質[7].張芳等圍繞物理教學中滲透人文教育的關鍵因素,目標與原則,方式與評價展開討論,且給出相關的教學案例[8].還有學者指出,物理教師是人文素養教育的關鍵環節,必須在教育觀念與方式,教學行為,知識結構等方面進行調整,才能全面提升自身的人文素質.
物理課程由于具有理論性與實踐性強、包容性廣、內容經典等特點,是開展“課程思政”教學的良好載體和渠道[9,10],其中,人文思政教育是物理課程思政建設的重要組成部分,如何挖掘及有效融合人文思政需要進一步探索與實踐.
物理概念的發現,不僅是一個長期發現的過程,更是人類追求真善美的結果,天然蘊藏著人文思政元素.如質點這個概念蘊含著處理事情需要抓住其主要矛盾,忽略次要矛盾的哲學理念;重力勢能告訴我們,成功的道路上會遇到各種阻力,只有克服困難才能積累更多“能量”,才能讓自己距離成功更近一步;能量守恒定律揭示了人的精力是有限的,作為一名大學生,要把時間和精力放在學習上;“摩擦自鎖”現象中的摩擦力恰似個人對自我行為的“約束力”,所以只有走穩人生的每一步,才能避開不良嗜好或酒色的誘惑;洛倫茲變換啟示我們要換位思考,換個角度,換個思路,人生或許有不同的風景……
首先,一些物理概念在理論課中講授過,但不夠直接,而物理實驗正好能做到理實相結合,這是物理實驗的一大優勢,也能從根本上保證人文思政元素融入物理實驗課堂[11].
其次,不同的物理實驗傳遞給我們不同的哲學觀.如“驗證牛頓第二定律實驗”告訴我們要從多角度看待分析問題;“電阻測量實驗”中電阻隨溫度的增加而變大,當超過某一臨界溫度時,會達到無窮大,這展示了量變是質變的前提,質變是量變的結果.諸如此類的哲學觀是物理實驗中最常見的人文思政元素.
最后,在物理實驗教學中,必然會涉及物理學史的講解,可將我國做出杰出貢獻的物理學家納入其中,深挖“中國制造”“中國智慧”,培養學生的愛國主義情懷.
另外物理實驗也能很好的嵌入“工匠精神”和團結協作等精神,從而讓物理實驗中蘊含的人文思政元素鮮活地呈現在學生頭腦中.
物理學家的精神力量是最好的思政素材,教學中要適時地介紹他們的奮斗史和創造的歷史事實,激發學生學習他們的科學精神和優良品質.物理學家正是依靠強烈的好奇心和求知欲,獨立思考的精神,長時間的艱苦研究,堅持真理,敢為科學獻身的精神,才做出卓絕的科學成果.當然,也要為學生樹立這樣一個觀點,物理學家不是先知,他們是一步一步,踏踏實實做出這些成果的,他們是人,因此就有局限性,這就需要進一步發展與完善,所以學生們既要尊重科學,又不能盲目的崇拜權威.
很多物理學家的科普作品中充滿了人文情懷,他們運用自己的人生經歷和豐富知識進行科普.如《從一到無窮大》(G·伽莫夫著)運用有趣的比喻,將“枯燥”的數學和“艱深”的物理貫穿起來,闡述了愛因斯坦的相對論和四維時空結構.《見微知著》(靈遁者著)是關于量子力學的科普著作,它從愛因斯坦和波爾的EPR之爭開始,帶著讀者領略了科學史上的濃厚的烏云和翻騰的暴風.《超越自由 神奇的超導體》(章立源著)告訴讀者,科學的發展總是在不斷克服原有的舊東西,以更加豐富的新概念代替舊觀念而前進……這些科普著作是學生了解科學最方便可行,也是能給學生精神享受的途徑,會影響人的一生且不會很快過時.將這些著作引入課堂,推薦給學生,能激發學生對知識的求知欲,也能改變學生對物理的“固有”印象.
將從上述4個方面挖掘到的物理人文思政元素通過由一個“知識-人文思政”點發展到多個“知識-人文思政”點,再由多個點發展成一條“人文思政”線,最后由多條線形成一個“人文思政”面,從而使物理教學和人文思政相融合,做到鹽溶于水.
立德樹人是教育之根本,也是大學物理課程思政教育的功能之一.
首先,愛國主義是德育的中心內容.向學生介紹我國科學家的愛國事跡和奮發圖強事跡,與當今社會中存在的不良風氣做對比,不僅能增強學生的愛國之情,還能使學生心靈得到凈化,思想得到升華.如國家功勛錢學森突破美國長達5年的層層阻擾,艱難回到祖國懷抱,為我國航天事業做出偉大貢獻.
其次,科學誠信品質是德育的基礎.如在物理實驗課程中,不誠信現象時有發生,教學中最常見的是學生在填寫實驗報告時,因前期操作不當或未按注意事項處理問題而造成實驗結果與參考值相差甚遠,此時部分學生就按已知規律拼湊數據或抄襲他人,為避免此類情況,學生應在實驗中細心操作,認真觀察,尋找失敗原因,同時教師不能一味以結果“論英雄”,應允許學生“出錯”,給學生“開小灶”,讓他們在課余時間重新做實驗,深入探討與研究,從而達到培養學生誠信、實事求是的品質.
最后,社會責任感是德育不可或缺的組成部分.大學生是祖國的未來,民族的希望,在當今社會要培養大學生“以天下為己任”的社會責任感,就得從高校,從課堂,從德育評價體系做起,在各類評優評先中將責任感和品德放在首位,引導與幫助學生建立健全的是非觀、善惡觀和價值觀,對自己和社會負起責任來.
物理美主要表現在物理知識的內容、形式以及體系上,是對自然界客觀事實的欣賞.物理具有簡潔美,物理知識中聚集了各種守恒定律、定理和各種常數,能給人很強的美感,且簡潔明快,如牛頓第二定律F=ma和愛因斯坦的質能方程E=mc2,以簡單的形式刻畫了豐富且深刻的事實.同時,物理具有統一美,大自然具有神奇的魔力,將一切安排的井井有條.牛頓力學把天上地下統一了起來,波粒二象性把光的波動性和粒子性統一起來,麥克斯韋方程組把電和磁統一起來,而最高規格的統一莫過于守恒定律,機械能守恒、動量守恒,體現自然界完美的統一.至今,仍有人致力于完成愛因斯坦的遺愿,將4種基本力統一起來.另外,物理還具有結構的對稱美,現象的奇特美和分布的有序美等……
在物理中納入美育,不僅是向學生講授科學美,更重要的是引導學生發現美、探索美、追求美,從而培養學生感受美,鑒定美,創造美的能力,全面提升自身的科學審美素質,使物理課程起到以美引真,以美促善的作用.
大學普通物理教學內容主要由力、熱、光、電、磁學以及相對論和量子力學基礎組成,這些教學內容中蘊含著大量的人文思政元素,需要從整體上、系統性、長期性挖掘.如作用力與反作用力、光的波粒二象性、成對出現的磁極都體現了辯證唯物主義的對立統一規律;力學中的質點、剛體、彈簧振子,熱力學中的氣體分子模型、絕熱過程,光學中的點光源、絕對黑體,電磁學中的試驗電荷、勻強電場等等這些理想模型的建立都體現了主要矛盾和次要矛盾的思想.只有這樣深入挖掘,才能打破思政課與基礎課“兩張皮”的狀態,突破思政元素進基礎課的“最后一公里”,從而有機融入思政元素,彰顯物理課程全方位育人魅力.同時,物理教材的章節前后一般都配有科學圖片、經典故事等(有些是二維碼形式),具有一定的感染力和趣味性.遇到該類內容時,授課教師要將自己的見解與學生分享,既能增長見識,又能調節課堂氣氛.
利用高校選修課平臺,適當開出一定課時的、面向理工科學生的人文選修課程,能彌補大學生人文知識的欠缺問題,如物理學與人類文明、物理與藝術、宇宙解密等.另外,可以開展相關講座,給學生介紹物理概念、原理的發展過程,物理學家的探索過程和最新物理進展等.讓學生從這些課程和講座中獲取人類文明產生過程中的許多優秀成果,從而陶冶大學生的情操,為開闊學生人文思政教育提供路徑.
教師在課程思政建設過程中,不僅要有豐富的專業知識,還得對以往的經驗進行歸納總結,積極進行人文思政元素的挖掘以及教學案例的收集、整理和制作.這樣不僅能夠蓄養物理文化,提高思政教育能力,這也是教師自我學習、革新和發展的過程.眾多實踐啟示,推進課程思政建設的關鍵在教師,教師的思維、言行、素養和精氣神是教育學生的“隱形教材”,因此,每一位教師應終身學習,用自己高尚的人格、淵博的學識和誠摯的愛心喚起學生對社會由衷之愛,從而更好地承擔起學生健康成長指導者和引路人的責任.
通過挖掘大學物理課程中的人文思政元素以及載體,形成物理教學內容與人文思政教育相結合的點線面,給出可行有效的滲透途徑.這不僅使教師蓄養和提升了物理文化素養,使一線教師對如何執行課程思政有章可循,而且改變了學生對物理的固有印象,做到“以物理人、以文化人”,提高了教學質量,為打造金課做了鋪墊,完成立德樹人的要求.當然,課程思政在物理實踐教學中還有許多要探索的地方,但總的原則要是立德樹人,以“無聲”之力量,達到“潤學生心靈”之效果.