罗 平

（巢湖学院电子工程与电气自动化学院，安徽 巢湖 238000）

发挥物理学史的素质教育功能促进科学教育和人文教育的有机融合

罗 平

（巢湖学院电子工程与电气自动化学院，安徽 巢湖 238000）

科学教育和人文教育的融合是大学素质教育内涵发展的关键，科学史教育，特别是物理学史由于其独特的素质教育功能，在实施科学教育和人文教育融合方面大有作为。

科学教育；人文教育；融合；科学史；物理学史

近几十年来，随着信息时代的到来和发展，各学科相互渗透、影响.人们开始认识到，那种只以传授一种狭窄专业知识为宗旨的教育已不适应时代要求，大学教育中实施科学教育和人文教育的有机融合，十分必要.

1 实现科学教育和人文教育的融合是大学素质教育内涵的关键

科学教育重在训练科学思维和能力，掌握理性认知和分析方法，培育科学素养和精神，告诉学生如何做好这件事.人文科学、社会科学突出的特点在于其知识渗透性、价值观念性和思想预测性，在人类社会里，它们历来与精神文明及其文化成果，尤其与意识形态文化、人类精神美德相提并论.因此，人文教育重在训练形象思维和审美能力，掌握道德原则和规范，培育思想境界和情操，告诉学生该不该做这件事.自然科学、技术科学和人文科学、社会科学从科学整体中分离开来形成相对独立的科学体系，一是因为它们之间确有上述不同的规律性及其特点，二是因为大学教育教学实践活动和开展科学研究工作的必要.正如中国科学院院士徐光宪所言：科学是一个复杂的知识体系，好比一块蛋糕。为了便于研究，要把它切成大、中、小块.首先切成自然科学、技术科学和社会科学三大块.这就是科学与人文“分家”，大学按学科专业门类设置的初衷.此后大学教育经历五十多年，日益严重的问题是：科学教育与人文教育的隔离越来越走向绝对化和极端化，甚至很多地方在高中就实行文理分科.其结果必然是理工类学生人文教育日趋弱化、淡化；而科学教育(准确说仅指科学知识教育)不断强化、泛化，文科类学生来，科学知识缺乏，科学素养不高，导致大学教育育人成果出现 “高分低能”、“眼高手低”的畸形状态，“教育产品”质量不合格率的有所上升.当今社会要求学生必须同时具有良好的人文素养、科学素养、技术素养，具有科学的世界观、正确的人生观、价值观，具有良好的人文精神和创新精神.高等教育承担着培养高级专门人才、发展科学技术文化、促进社会主义现代化建设的重大任务.大学要实现着力培养信念执著、品德优良、知识丰富、本领过硬的高素质专门人才和拔尖创新人才的目标，大力实施素质教育迫在眉睫.中央颁布《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020年）》，更是将“以人为本、全面实施素质教育”作为战略主题，标志着我国步入了全面实施素质教育的快车道.当今科学发展的主流是学科间的互为渗透和交叉，学科的细化和综合化同时并存并举，单一学科发展的弱势只能更多地适应科学发展的 “初级阶段”.这种学科综合化趋势、科学与人文内在的统一性，需要实现科学教育与人文教育的有机结合.未来社会发展的需要和大学教育自身发展的规律都要求大学素质教育及时顺应培养新世纪高素质人才的新要求，彻底扭转长期以来非文即理“丢失另一半”的状况.在这个意义上讲，科学教育与人文教育的融合是大学素质教育与应试教育在内涵上区别开来的分界线.科学教育与人文教育的融合，是大学素质教育内涵发展的关键.①刘一鸣，浅议大学素质教育中科学教育和人文教育的整合[J]，南昌教育学院学报（高等教育），2011，(9):57-58.只有“文理相容”的教育把握素质教育的重点——培养学生的创新能力和实践能力、科学素养和人文素养，才能到达“德才兼备”的育人目标.正如美国物理学家和物理教育家拉比（I.I.Rabi）所认为的那样：“只有把科学和人文融为一体，我们才能期望达到与我们时代和我们这一代相称的智慧的顶点.”②R．L．韦伯，《诺贝尔物理学奖获得者》[M]，上海上海翻译出版公司，1985年，第133页.

2 科学史教育是实施科学教育和人文教育融合有效途径

科学史是研究科学发展历史及其与社会各方面关系的科学，科学史对科学素质教育以及人文素质教育方面有着无可替代的重要作用，并在促进学生素质全面发展方面体现强大的育人功能，始终传达着科学的精神传统，提供着丰富的思想资源，并成为原始性创新的不竭动力与源泉，是当前推行素质教育和创新教育所不可缺少的一个重要方面.我国著名物理学家钱三强曾经说过：“科学发展史是一块蕴藏着巨大精神财富的宝地，这块宝地值得我们去开垦，这些精神财富值得我们去发掘.”③郭奕玲、沈慧君，《物理学史》序，北京：清华大学出版社，1993年.科学史作为科学学科的一个分支，与科学的其它分支不同，它不是以讲授知识的理论和现状为目的，而是从科学发展的历史角度出发，从纵的方面从科学怎样产生、发展和繁荣起来的过程的系统阐述.在科学教学中渗透科学史教育，将科学探索者的观测、困惑、沉思、试探、创新的智慧之光展现给学生，能不断提升学生学习的原动力，使学习获得高效、可持续性地发展.引入科学史的内容，不仅有利于提高学生科学素质，培育科学精神，也有利于提高学生的人文素养，培育人文精神，同时也可以发挥其德育、美育功能，促进学生全面发展.科学史有着丰富的人文内涵，对人文教育起到了桥梁作用，对每个学生的人文素质影响是深远的.科学的发展史，本身就是一部科学家们为追求真理而前赴后继、不屈不挠的奋斗史，以科学家在创造伟大业绩中所表现的人格力量为榜样，确立为科学而奋斗，为真理而献身的崇高品德，可以极大提升自身内在的人文素养.

无数事实说明：受过科学史训练的人可以适应广泛的领域，可以在很多不同领域成为比较杰出的人才.因为科学史是沟通自然科学和人文学术的最好的桥梁。科学史的训练和熏陶，对于培养文理兼通的人才素质、对于优化人才的知识结构，有着其他知识无法替代的作用.

3 发挥物理学史的教育功能，促进科学教育和人文教育融合

在科技史的众多学科分支中，物理学史对于实施科学教育和人文教育的融合具有独特的优势，这是物理学的基础地位和物理学史学科内容的特点以及其所具有的丰富的教育因素所决定的.物理学是自然科学和现代技术的基础，物理学与数学密不可分，与文学艺术的时代特征息息相关，对形成正确的自然观、人生观有重要作用.物理学史融合了与物理学有关的自然科学以及与人类思想、社会历史发展有关的文史哲的多学科知识，是一门自然科学、人文科学、社会科学、思维科学紧密交叉渗透的综合学科.物理学史集中地体现了人类探索和逐步认识物理世界的现象、结构、特性、规律和本质的历程，它包含了认识论和方法论的因素，包含着深刻的物理思想和观念的变革，包含着探索者的思索、创造、艰辛与悲欢.认识的历史发展，比起教科书上知识编排的逻辑体系，有着更多的矛盾，更为丰富多彩，复杂曲折，因而也包含了丰富的“教书育人”的教育因素.特别是物理学史作为一门综合学科，不仅包含着物理学、数学和化学等自然科学的基本知识，而且包含着丰富的人文和社会科学的基本知识，其研究成果的取得需要借助与许多学科的知识和成就.物理学史的学习和研究还应掌握科学方法论、科学学、科学史、哲学史、思想史、文化史和通史等方面的基础知识.并善于向科学家、哲学家、历史学家、经济学家，甚至艺术家、政治家们学习，关注他们考察问题的角度和目光，并把他们研究问题的有效方法移植到物理学史的研究当中.因此在教学中引入物理学史，或开设物理学史公选课，无论对物理专业的学生，还是其他理工科学生，还是文科学生来说，都是实施科学教育和人文教育融合，弘扬科学精神和人文精神，全面提高学生的素质的最有效地途径和方式.

3．1 物理学史有利于学生科学素质的培养

著名科学史家萨顿（GeoreSarton）指出，科学史不应只是对发现的描述，“它的目标就是解释科学精神的发展，解释人类对真理的反映的历史、真理被逐步发现的历史以及人们的思想从黑暗和偏见中逐渐获得解放的历史，而应在科学史中发现那些永恒的内容”.①乔治，萨顿《科学史和新人文主义》[M]，北京：华夏出版社，1989年，第97页.科学教学的目的不能局限在具体科学知识的学习，而应当多关注对学生由科学知识、科学意识、科学方法、科学思想、科学精神和科学预见等要素组成的科学素养的提高.由于这些要素，都是在科学认识和发展过程中逐步显现出来的，因而对这些要素的认识也只有建立在对科学及科学发展过程深入了解的基础上，才能逐步形成并加深，当然也就与科学史密不可分.物理学史教育可以促进学生掌握科学知识、学习科学方法、弘扬科学精神、启发科学预见促进原始性创新能力的提高.现有的物理知识都是在人类与物理世界的长期对话中，经过无数的曲折与反复，抽象、概括而获得的.对现有科学知识的历史考察，可以把发现的本质放在更真实的背景下，使学生真正懂得它们的本质，并得到超出定律和公式的许多启示.比如，人们对原子结构的认识，就经历了发现电子→J·J·汤姆逊模型→粒子散射实验→卢瑟福有核模型→原子光谱的实验规律→玻尔量子化原子模型→索末菲椭圆轨道模型.直到量子力学建立之后，人们才对原子结构和原子内电子的运动有了基本正确的了解；但至今对于高激发态、高电离态的原子结构以及原子与粒子碰撞时的行为，仍然存在很多不清楚的问题.了解和认识这一历史发展的过程，必然会对学生产生深刻的启迪.

科学精神的精髓是原始性创新精神，科学史上遗留的问题为原始性创新提供了思想资源，可以说，科学史是原始性创新的动力和源泉.科学史表明，每次重大科学理论突破总是带来了方法论的重大发展.奥斯特电生磁现象的发现，法拉第场概念的提出，伽利略的理想实验，爱因斯坦提出相对论，牛顿建立经典力学体系，麦克斯韦建立电磁场理论，普朗克提出量子说等等，无不显示出非凡的想象力和独特的科学研究方法.将这些历史实例引入教学，将会使学生深刻理解物理学理论的变革与物理学基本观念的转变的一致性，认识到物理学中的各个理论体系，都有其相应的基本观念和思想方法，它们是有着本质的差异的.因此，每当学习一个新的理论时，必须改变自己的思想观念和思维方法.

3．2 物理学史有利于学生创新素质的培养

物理学史在培养学生创新素质方面，具有独特功能.整个物理学史就是一部突破和创新的历史.培养学生的创新精神，最重要的一点就是培养学生怀疑和批评精神.物理学史上大量的事例表明，不迷信传统理论和观念，不迷信权威和书本，是科学创新思想的前提.在科学本身的矛盾已经显现出来时，谁能首先同束缚科学发展的传统观念决裂，勇于提出新思想、新见解，谁就能抢占科学发展的前沿阵地，做出突破性的发现.例如1900年普朗克在热辐射研究中，面对经典物理学的困境，大胆突破经典物理学长期信奉的自然过程不做跃变，一切都是连续的传统观念，提出能量量子化的思想，引发了认识领域的一场深刻革命.怀疑精神的具体表现就是敢于和善于提出问题.爱因斯坦说过：“提出一个问题往往比解决一个问题更重要.”①爱因斯坦，物理学的进化[M].上海：上海科学技术出版社，1962年，第66页.在教学中，为了培养学生提出科学问题的能力，仅仅像通常所做的那样从内容的衔接上提出问题是远远不够的，必须从真实的物理学认识发展的历史进程中，展示物理学探索过程中问题背景的演化，阐明重大物理学问题产生的历史条件及其所导致的深远后果.因此，在教学中，完全有必要用物理学史上的精彩事例，培养学生独立思考的能力，提高善于提出科学问题的灵性和智慧，使他们的思想沉浸在好奇之中.如伦琴在作阴极射线实验中，从一个奇怪的现象中，经历七周的反复实验发现了X射线.在X射线发现不久，贝克勒尔在一个偶然的机会把铀化合物和照相底片一起放在抽屉中，结果底片被感光，从这种奇怪现象中发现了放射性.

3.3 物理学史有利于学生人文素质的培养

包括物理学史在内的科学技术史是人类文化和文明发展的一个重要方面的记录，是人类文化遗产的一个重要组成部分.物理学史中包含着众多的人文精神因素，使其在培养学生人文素质方面，具有独特的功能.一是通过物理学史教学，使学生对物理学上获得重大突破在人类认识史上所产生的震撼人心的冲击以及在人类社会发展史上所引起的重大技术变革有所了解.特别是近代以来历次物理学重大进展通过技术革命为中介转化为直接生产力，从而推动社会经济发展，并最终引发社会革命，推动人类社会从农业社会到工业社会，从蒸汽时代进入电力时代、电子和原子能时代以及现今的信息时代的生动历史，更会使学生了解科学技术的巨大社会功能.二是物理学史对物理学理论的本质，物理世界图景的变革以及物理学大师们科学思想的揭示，必能提高学生的哲学素养，特别是加深理解哲学思想的科学基础和科学思想的内涵.三是物理学史中有众多物理学家的事迹都闪耀着人文精神的光辉.他们关心研究成果要应用于社会发展，不要用于邪恶用途.他们运用自己的社会影响，反对战争，保卫和平，关注社会、人民、正义和公公正.四是科学作为人类文化的有机组成部分，它的产生、发展与人类社会的整个文化背景都有不可分割的联系，科学思想与文学艺术、宗教神学、道德伦理等人类文化是密切相关的.中国古代的一些物理学和自然科学知识，就往往是再古人的神话传说、诗词歌赋、经典史籍、笔记杂说、戏曲传奇、小说野史中记载下来的.把科学史的这些内容引入教学，会使学生受到浓烈的文化熏陶.五是物理学概念和规律的建立体现着物理学家对真善美的追求.物理学史也是进行科学美学教育，是提高学生科学鉴赏力的一个有效手段.此外，通过物理学史教学，也使学生了解科学技术的进步也带来了一些人们当初不曾料到的负面效应，如环境污染、生态失衡，能源枯竭和核战争的阴影等使学生增强社会责任感，确立关于科学的正确社会评价，使他们学会关怀社会、关注全球发展、关注人类命运、关注人类社会的可持续发展问题.

3.4 物理学史有利于学生思想道德素质培养

物理学史以其特有的精神价值，在学生的思想品德教育中，可以发挥重要的作用.这种精神价值，主要蕴含在科学家们的科学理想、献身精神，光辉言行和高尚品格中，以及中华民族的文明中.科学大师们的楷模形象和中华文明的深厚底蕴，会给学生人生价值的追求以深刻影响.

物理学史中大量的事例表明，追求真理的科学理想和献身科学的牺牲精神是科学伟人们取得成就的崇高思想境界的支撑.布鲁诺为捍卫科学真理走上火刑场，伽利略被终身监禁而矢志不移，还有笛卡尔、牛顿、惠更斯、卡文迪什等，为了进行科学研究终身不娶.居里夫妇为提炼镭元素而甘受放射性的损害——这些感人的事例对培养学生的科学理想，树立正确的人生观和价值观是很有帮助的.

物理大师们的光辉言行也使学生认识到人生的价值要放在社会大环境中和历史的长河中去衡量.如爱因斯坦在《我的世界观》中就说：“人是为别人而生存的.”“为从来不把安逸和享乐看作是生活目的本身——照亮我的道路，并且不断地给我新的勇气去愉快地正视生活的理想是善、美和真.”①《爱因斯坦文集》[M]，第三卷，北京：商务印书馆，1983年，第42,43页.在《论教育》中他殷切地教导青年 “要把为社会服务看作是自己人生的最高目的”.②《爱因斯坦文集》[M]，第三卷，北京：商务印书馆，1983年，第143页.

物理学史还是培养爱国主义精神的好教材.中国古代有着光辉灿烂的科技成就，不少方面曾处于世界的领先地位，介绍我国物理学成就及物理学家事迹是进行爱国主义教育的有效方式.如战国时代墨家关于杠杆和浮力知识的成就，比西方阿基米德早约两个世纪；明末科学家方以智对色散现象的概括是牛顿之前人们对色散现象认识的最高水平；我国的四大发明都是驰名世界的科技珍宝.诸如此类的生动事例，都有助于增强学生的民族自豪感，树立攀登科学技术高峰的信心.对中国近代科技落后的状况和原因的探讨，还可以激发学生社会责任感和进取心.另外，中国现代物理学家如叶企孙、王淦昌、钱三强、钱学森、吴有训、邓稼先等热爱祖国的赤子之心，为国为民，奋发图强的精神都会使学生深受感染.

[1]吴国盛．科学思想史指南[M]．成都：四川教育出版社，1994.

[2]褚宏祥．发挥科学史教育功能，全面提高学生综合素质[J]．今日科苑，2009，（2）.

[3]李艳平,申先甲．物理学史教程[M]．北京：科学出版社，2003.

[4]李卫东．科学史在科学素质教育中的作用[J]．延安大学学报(自然科学版)，2007，（12）.

[5]杨军，张旭峰等．物理学史与素质教育[J]．山西高等学校社会科学学报，2003，（9）.

[6]蔡志凌．物理学史的教育功能[J]．安徽师范大学学报(自然科学版),2003,（2）.

N4

A

1672－2868（2011）06－0043－05

2011-10-12

安徽省高等学校省级教学研究项目：《物理学史》公选课建设及其素质教育功能研究

罗平（1965-），女，安徽巢湖人。博士，教授，安徽省科技厅副厅长。研究方向：科学技术史

责任编辑：宏 彬