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物理教学中的人文教育

2009-07-23

物理教学探讨 2009年10期
关键词:爱因斯坦物理学人文

陈 伟

摘要:人文教育在教育中有着重要意义,而在传统教育中常忽视人文教育,这将不利于学生的全面发展。本文就物理学科而言.探讨物理教学中人文教育的重要意义及其教学内容。

关键词:人文教育;物理教学

中图分类号:G633.7文献标识码:A文章编号:1003-6148(2009)10(S)-0006-2

我国传统物理教学往往教学形式单一,忽视对学生的人文主义教育,这使大多数学生仅注重书本知识,缺乏人文素养。广大教师根据教学实践做的经验总结,主要侧重于物理知识结构在教学中的应用,对学生的人文素养关注不够。本文从教学内容谈谈如何在中学物理进行人文教育。

1、人文教育的重要意义

我国素质教育的目标是培养有道德、有理想、有文化、有纪律的德、智、体、美、劳全面发展的社会主义事业的建设者和接班人。它表明教育既要强调为社会发展服务,又注重受教育者个性的全面发展,使教育的社会功能与个性全面发展功能很好地结合起来。布卢姆在《教育的目标和分类学》中把教育目标分为认知领域、情感领域类。在认知领域包含知识与理智能力、理智技能两个层次。在情感领域包含兴趣、态度、价值观、情感、意志等。具体到中学物理教学中,教学目的不单是教给现成的物理概念、物理规律和解题方法,而应关注学生的全面发展。人文主义教育有利于提高学生的认知水平,促进人格的健全发展,并且能一定程度上改变学校过分强调知识与技能的传授,忽视学生情感、意志、价值观发展方面的状况。

2、人文教育的教学内容

(1)逐步渗透的美学教育

著名教育家蔡元培说过:“凡是学校所有课程都没有与美育无关的”。挖掘物理学中的科学美,在物理学科教学中重视审美教育,有利于提升学生的人文素养。中学物理教学内容中处处泛着科学美:光学中绚丽的彩虹。透着七色的美丽;牛顿环均匀的同心圆环,体现着对称的美感;杨氏双缝干涉的平行条纹,凸显出一种和谐的韵律美。不仅如此,经典电动力学的基石——麦克斯韦方程组,展示了近乎完美的对称性。在后来许多物理学家都把这种对称性看成其美学价值之一.同样,物理学家在对知识的探究中折射出的人格上的魅力足以照耀后世。教师在教学的过程中通过对知识背景的介绍,引导学生发现美,开启他们发现美的慧眼,使学生的审美能力在学习中得到升华。

(2)辩证的哲学思维

物理学中涉及到的辩证思想很多,其中和高中政治学科相关的有:(1)物质第一性。在意识和物质谁是第一性的问题中,物理学坚定物质第一性。大到宇宙,小到分子、原子、原子核、基本粒子等都是物质。学生在学习电场和磁场时,由于它们看不见摸不着的,大多数学生误以为它们是人类假想的。教师应该抓住这个契机,结合哲学知识用事实证实电磁场也是物质。(2)对立统一规律。如作用力和反作用力,就充分体现了这一原则。(3)量变质变规律。如水到达凝固点就由液体变为固体发生凝固现象,超导体的零电阻现象等等。(4)否定之否定规律。光的本质的发现过程正好体现这一原则。从牛顿的“粒子说”到后来惠更斯的“波动说”,再到麦克斯韦的电磁波说,最后到爱因斯坦为解释光电效应的“光子说”提出了光是具有能量的光子,且能量与频率成正比,其中频率是表征波的特性的物理量,这就表明光具有波粒二象性。人们总是在否定和肯定中发展对事物的认识。否定不是对旧事物的简单抛弃,而是变革和继承。在否定之否定中不断把认识引向深入,使理论日趋完善。

(3)不懈探索的科学精神

物理学中的重大发现都是科学家不懈的探索和积极的努力的成果。1601年,开普勒面对第谷留下的20多年观测资料和一份精密星表,开始研究星体的运行规律。具有深厚数学功底的开普勒经过长期繁杂的计算以及无数次失败,前后历时19年的漫长岁月,才终于发现了开普勒三定律,被后世的科学史家称为“天空的立法者”。开普勒发现的行星运动定律彻底摧毁了托勒密复杂的宇宙体系,完善并简化了哥白尼的日心说。再如热力学的奠基人之一开尔文,他讲“我们对困难必须正视,不能回避,应把放在心里,希望能解决它,无论如何,每个困难都一定有解决办法。虽然我们可能一生都没有能找到。”他这种不懈为科学事业奋斗的精神,为后人所敬仰,这种精神正是现在部份学生所缺少的。

(4)实事求是的科学态度

在教学过程中经常发现学生为了得到实验的正确结论而修改实验数据的现象。科学工作需要严谨、认真、实事求是的态度,教师可以结合物理学家在这一方面的科学品质对学生进行教育。如密立根利用电场和重力场的油滴实验测出了基本电荷的电量,而荣获1923年诺贝尔物理学奖。最初密立根对爱因斯坦光电效应的解释产生了怀疑,想用实验来否定爱因斯坦的光电理论。他用了10年,但实验结果与他预期的相反。密立根对此没有隐瞒,更没有为了想要的结论臆造数据,而是在1915年证实爱因斯坦的光电效应公式是正确的。通过物理学家伟大品质的直观教育要比空洞的说教具体而深刻,对学生具有很好的启示作用。

(5)爱国主义的科学品质

巴斯德说过,科学是没有国界的,因为它是属于全人类的财富,是照亮世界的火把,但科学家是属于国家的,教师可以运用我国古代科学技术发展的史料,介绍我国劳动人民对人类文明的杰出贡献,培养学生的民族自尊心和自豪感,例如在讲“光的初步知识”一章的时侯,介绍西周时期所著的《周礼》中记载的利用太阳取火,这是世界上最早利用太阳能的记录。汉初《淮南万毕书》一书中有关的记载,利用平面镜反射原理制成世界上最早的潜望镜。公元10世纪,把经过光照射以后的晶体称为“五光石”或“放光石”,比牛顿通过三棱镜把日光分成七色光,早700多年。还如介绍近现代我国科学家,如钱学森、王淦昌、钱三强,以他们热爱祖国、热爱科学的精神,对世界科学技术的卓越贡献激发学生的爱国之情,树立学生的报国之志。

(6)道德伦理的科学素养

科学是一柄双刃剑。未来科学力量很可能达到令人类无法驾驭的程度。原子能的开发是伟大的科学成就,人类若将其广泛应用于制造武器,很可能使全世界笼罩在核阴影中。物理学作为自然科学的基础学科,在中学物理教学中既要引导学生追求科学精神,又要让人文精神渗透于科学精神中,理解科学和人类的关系。比如爱因斯坦在二战之初给美国总统罗斯福的信件促进了“曼哈顿工程”的发展,提早结束了二战。但战争结束后,强烈的社会责任感使爱因斯坦积极反对核战的事例,就是很好的教育素材。

物理学是一门基础学科,随着人们对物质世界认识的深入,物理学一方面带动了科学技术的发展,另一方面促进文化、经济、社会的发展。以牛顿为代表的经典物理学奠定了两次工业革命的基础,而以爱因斯坦为代表的近代物理学推动核技术、信息技术,新材料技术、生物技术等的迅速发展,继而对人类社会的经济技术和社会价值观产生了巨大的影响。物理学中蕴含着丰富的提高学生科学素养的内容,这值得广大物理教师的关注。

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