文化视野下的物理教育理念

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文化视野下的物理教育理念
上传: 刘鑫根   

[摘 要]科学文化背景下的物理教育受到了挑战，物理教育改革需要理念引导。本文从文化视角入手，首先指出物理文化概念的世界背景，其次阐述物理文化的定义与内涵，第三部分探讨文化视野下物理教育的基本理念。
[关键词] 物理文化 、物理教学、理念
一、物理文化概念的世界背景
1、科学成为时代的主流文化
   随着科学对社会的影响越来越大，当前在大众心目中,以知识为标志的传统的科学概念正在淡化，科学的文化特点凸现出来了。科学已经成为时代的主流文化。
   近代科学诞生之后，在解释世界的理论层面，科学逐渐取代了传统文化的地位。不仅科学知识成为人类解释世界的“标准答案”，科学对自然的理解如自然观、宇宙观、真理观也渗入到人类一般思想之中。科学已经渗入到人类一般思想之中，改变了人类基本思维方式。无疑，公众对科学文化的理解与公众的科学素养是密切相关的。但是，作为文化的科学也能够超越具体的科学知识，直接进入公众的思想深处。
与此同时，工业革命之后，以科学为基础的技术逐渐取代了传统技术。
在人类文化中，直接融进了科学之技术的成分。由于科学的进步，使人类在技术创新上的能力显著增强，科学对社会的影响也越来越大。人类的几次工业革命与科学，特别是物理学的应用有直接的联系；现在没有人能够抗拒科学发现和技术发明。科学的巨大力量，他给人类社会造福是显而易见的。科学技术使人类在黑夜拥有光明，使地球上几十亿人的温饱问题得以解决，使现代人极大地享受了交通和通讯便利，使家务劳动被现代化的机器代替，使城市人口具有更多的休闲和学习时间，这些都成为了人类当前的文化背景。现代社会没有人能离得开科学思维方式，也没有人能离得开科技产品，最简单的例子是，没有人能容忍停电，假如停电，你将不知怎样工作和生活。由早期学术圈的纯理论研究，到近代工业革命，解放人们的生产力，到现在的对科学思维和科技产品的依赖。我们感觉到科学不再是单纯的知识体系，它超越了国界，超越了行业，已经成为全世界人民共有、共享的主流文化。
2、对物理文化问题的广泛关注
    论者1996年在西南师大出版社出版的专著《物理文化论》，经历了九年的时间，“物理文化”这个概念从不为人知的边缘地带，慢慢被越来越多的物理界人士认可，现在已经是一个在物理教育文章中出现频率很高的一个概念。
1905年，爱因斯坦发表了三篇具有划时代意义的论文，为相对论、量子论等物理学领域奠定了基础；一百年后，物理学界为了纪念爱因斯坦的伟大思想，把2005年定为“世界物理年”。2005年1月13-15日，陈佳洱院士出席了在巴黎举办的“世界物理年”开幕式活动，这次活动由联合国教科文组织主办，陈佳洱院士应邀担任会议国际顾问委员会和国际指导委员会的成员，并在圆桌会议上代表中国物理学会和国家自然科学基金委做了“物理与文化”的发言。他指出：“物理学的发展不仅不断为人类物质生产开拓了新的空间，而且在探寻规律和追求真理的过程中凝结成的科学与人文精神以及所汇集的智慧结晶，促进了人类思想的一次又一次解放，不断丰富和发展了引导人类走向文明的先进文化，对人类社会的生产方式、生活方式和思维方式已经并正在产生极大的冲击和深远的影响。物理学不愧为“高尚的文化成就”的一个杰出标志。”   
而中国物理学会、北师大物理系以“世界物理年”为契机举办了首都高校物理文化节，为弘扬科学精神普及物理知识开展系列活动。从这里开始国内高校物理系纷纷举办各种各样的物理文化节。
大学教材出现“物理文化”一词。如北京大学出版社出版的"大学素质教育通识课系列教材"之一《文科物理十五讲》的作者，首先强调了一个重要理念，这就是物理学既是科学也是文化。在人类的人文文化和科学技术文化两大文化中，后者的重要部分就是物理文化。物理教育的基本任务之一是传递物理文化。
近年来《科学学研究》《自然辩证法研究》、《物理通报》、《物理与工程》《物理教师》《现代物理知识》等多家学术期刊发表物理文化方面的论文。专家学者、教师常常在各种场合用到物理文化这个概念。
二、物理文化概念的定义与内涵
对物理文化概念的定义和内涵的理解理解是不困难的，但也有争论和不同意见。不过，我的定义得到比较多的认同。物理文化需要一个定义，但也不要拘泥于一个定义，物理文化在发展，对它的理解有需要逐步深化。
我认为：物理文化是世界物理学界在创建物理学理论体系的过程中，逐步形成和创造的物理思想、物理方法、物理知识、价值标准、科学精神、物理仪器设备以及约定俗成的工作方法的总和。换言之，物理文化是由人和物构成的综合体，人是经过系统学习、严格训练、掌握物理知识、物理方法，具有科学精神、科学思想、科学行为准则的物理学家和物理学工作者，这是物理文化的活的载体；物是物理设备、仪器、物理知识书籍、论文、物理知识软件等物理文化的死的载体；以及由人和物相互作用而创造出来的文化环境。这三者构成物理文化的基本内容。
对物理文化的内涵的理解：首先要知道，物理文化是人们在物理活动中创造的，为一定的人群或社会共有、共享，它隐含在我们的主流文化之中。物理文化是客观存在的，它有人化的特征。人是文化的创造者， 文化的世界始终是人类自己创造的世界，文化是一种人化的现象。如日月星辰、原始的山川河流、森林草原，野生的动植物等等，一切未经人类实践活动作用过的自然物，没有体现人的智慧和实践创造作用，因而不是文化或文化现象。其次，物理文化是现代文化（主流文化）的一部分，物理学是现代物质文明的基础 . 没有物理学就没有现代化的电力技术和家用电器；没有物理学就没有现代医学的诸多诊治方法，如 x 光、 b 超、 ct 、核磁共振、γ射线、激光刀等；没有物理学就不能创造出汽车、火车、飞机，不能有火箭和人造卫星以实现飞离地球、奔向太空探索的梦想；没有现代物理学就不能创造出晶体管、集成电路，因而就没有现代信息技术 ，就不可能进入网络时代.物理学直接应用成果，和间接的应用成果，极大地推动了整个科学和技术以及社会的发展，改变了世界的面貌 .因此，全社会都应该设法去体会和理解物理科学，欣赏物理文化，更加关注自然，与自然和谐相处。
三、文化视野下的物理教育理念
文化视野下的物理教育理念之一：物理文化概念是物理教学的三维目标的理论基础。物理文化概念的提出，使得物理学是一种知识体系的传统观念，得到了发展和提升，物理学是一种知识体系，更是一种文化体系；我们物理教育目标不仅仅要更突出知识和技能的培养，同时要把握物理文化的内涵，在提高学生专业技能和知识的同时，更加注重对学生进行物理文化的熏陶，促进学生建立科学的方法论、物理科学精神和科学的价值观。
物理教学的三维目标：知识与能力、过程与方法、情感态度与价值观，充分体现了物理文化的精髓。换句话说，物理文化概念可以作为物理教学的三维目标的理论基础。
文化视野下的物理教育理念之二：物理教育是实现物理文化延续与发展的基本工具。从文化融合的角度出发，对学校人才培养观念进行改革，还是一个长期的任务。我们认为，物理教学是通过物理学极其应用为主要载体，通过物理文化的熏陶，传播物理文化，保证物理文化在新一代的延续和发展。
文化视野下的物理教育理念之三：物理教育要突出物理文化的人文精神。物理文化具有人化的特征，就是说不能把物理仅仅看作由概念、公式、数学推导构成的死的知识，而要把它看作有血有肉的活的文化。有血有肉的含义很广，至少要把物理学与人文精神联系起来；把物理学和人类社会联系起来。
文化视野下的物理教育理念之四：物理教育要促进人本身的发展。社会越发展就更加要求人的发展，人们只有通过认识自然，掌握自然发展的规律，才能利用自然、支配自然，人才有力量。可以这样认为，物理教育的着眼点不仅仅是自然本身，而且更为重要的是通过物理教育充实人、发展人、完善人。
文化视野下的物理教育理念之五：本专科物理学专业的教育，不完全是专业教育，部分是提升人的素质的教育。当前物理教育呈现三个层面，即：为研究物理而学习物理；为应用物理而学习物理；为了解物理文化而学习物理，或者说提高科学素质发展、完善自己而学习物理。3个层次成正三角形，底下的这层最大。这第三个层面现在已经包含部分本专科物理学专业的学生，因为他们学习物理学专业之后并不从事物理方面的工作。这个主要的学习群体需要接受物理文化的熏陶，或者说他们是为学文化而学物理。
文化视野下的物理教学理念之六：大力倡导开设文科物理课程。科学文化是当今社会的主流文化，文化是一个大的系统，文化没有高低之分，构建和谐社会，必须有文化的和谐，人文文化和物理文化是人类文化的组成部分，各自扮演着自己的重要角色。文化在不断的演化中不断相互影响，人文影响物理，物理影响人文。理性和直觉，精确和模糊，概括和具体，共同为人类文化做出贡献。物理文化和人文文化在发展过程中的相互影响。我们认为物理文化是在西方自然哲学的母体下诞生并逐步长大，进而自成一体的，从非常广泛的领域对现代人的生活方式和思维方式进行影响。人文文化比现代意义上的物理文化要更古老一些，但是，人文文化的现代创新，无不受到物理文化和技术文化的影响。为了促进文化的交融，文化的延续和发展，需要提升青年一代的科学素养，需要改革人才培养的观念。开设文科物理，让文科大学生理解物理，亲近物理，用简单、生动、有趣的物理文化教育，提高大学生的科学素养。