试谈物理教育的多维探讨

1 2 下一页 我从1986年开始，从科学学、科学方法论、教育理论、创造学、系统科学等学科多角度地研究物理教育问题，逐步形成了自己的一些教育观点。1993年底出版了应用教育科学专著《物理教育的多维探讨》。下面就物理教育问题作些简要的论述，请批评指正。
　　
　　一、物理教育必须适应科学技术发展的需要
　　
　　本世纪40年代以来，世界科学技术飞速发展，出现了有别于在此之前的任何时代的特点。第一，科学技术加速发展，科学技术成果迅速增长，科学发明、发现到应用的周期愈来愈短，新产品，新技术过时的速度愈来愈快。第二，现代科学的高度分化和综合化。一方面知识的某些分支不断地出现，形成独立的学科，另一方面，在科学分化的基础上，由于各学科的相互依存，相互转化，又形成具有新质的内涵更大的综合学科。第三，科学的数学化趋势。各门学科日益把数学和数学方法作为研究事物现象、数量关系和深刻表达事物本质的工具和方法。第四，科学、技术、生产一体化。科学研究已成为现代生产的组成部分，要保证生产的持续增长，离不开新技术，而新技术源于科学研究。
　　
　　为了适应科学技术发展的需要，世界各国纷纷改革教育，研究教育思想，优化课程结构，更新教学方法。从总体上来说，世界教育呈现两大趋势：终生教育和发展智能。
　　
　　终生教育作为教育发展的必然趋势，使人们不得不对学校正规教育的地位作出新的认识。职前学校的正规教育只是受教育的一个阶段，是终生教育的基础部分。那种把学校正规教育看作人的一生唯一的教育，认为学校教师在这一阶段应给学生灌输尽可能多的知识，使他们毕业后能从事某一专门职业，无需再学习的思想已经落后于时代。
　　
　　现代科学技术发展趋势告诉我们，学校传授给学生的知识再多，也不能满足其日后的工作需要。因此，学校教育应从单纯的传授知识转移到在传授知识的同时发展学生的智能的轨道上来。
　　
　　因而物理教育必须适应科学技术发展的需要，以培养学生的能力、智力为中心，提高学生的科学素质，使其具有科学知识、科学方法，并应用这些知识和方法来了解环境、关心社会、解决问题，不断地追求进步，掌握更多的技能。
　　
　　二、物理教育应介绍杰出物理学家对物理学发展的作用，引导学生学习物理学家的科学精神
　　
　　物理学的发展是一个漫长的过程，它包含无数代科学家前赴后继的共同努力，它是人类智慧的结晶。
　　
　　物理学家的主要作用表现为：第一，推翻前人的错误论断，建立科学的概念，开创科学的新纪元。如伽里略否定了亚里士多德的“重的物体比轻的物体落得快”的错误观点，提出匀速运动和匀加速度等概念，奠定了力学的基矗第二，创造性地综合已有理论，集科学之大成，建立完整的科学体系。如牛顿在伽里略、开普勒等人的基础上，对力学理论进行创造性的综合，提出著名的万有引力定律，牛顿运动三定律，完成物理学的第一次大综合。第三，在科学实验中的重要发现。
　　
　　在科学发展的关键时期，一些重要的实验往往能深化人类的认识，将物理学推向一个新的发展时期。1895年伦琴发现Ｘ射线，1896年贝克勒耳发现放射性，1897年汤姆生发现电子，正是这三大实验发现揭开了现代物理的序幕。第四，突破前人的思想方法，创立新的科学思想。物理学的每一项重大突破都需要新的思想方法的指导。例如玻耳兹曼和吉布斯在之后将统计方法彻底地引入物理学，突破了牛顿等人的因果决定论思想。第五，提出著名假说，构建新理论，如在解释黑体辐射问题时，普郎克提出能量量子化假说，为量子力学的创立作出重要贡献。再如爱因斯坦提出光速不变原理和相对性原理，并在此基础上创立狭义相对论。第六，进行重要的验证性实验。如赫兹实验证实了电磁学理论，并使之很快得到应用。再如华裔物理学家吴健雄用钴60做实验，证实杨振宁、提出的弱相互作用下宇称不守恒的著名假说。
　　
　　杰出物理学家能够对物理学发展作出不可磨灭的贡献，除了他们非凡的智力和优秀的性格特征外，还与他们处在物理学发展的关键时期有关，同时他们还受益于前辈科学家已有的成果和经验。
　　
　　物理教育活动中教师要适时地介绍物理学家奋斗和创造的历史事实，激发学生学习物理学家的科学精神和心理品质。优秀物理学家有许多值得我们学习的东西，归纳起来主要有以下几点：1．强烈的求知欲和好奇心；2．热衷于科学研究；3．喜欢并有能力长时间地艰苦工作；4．良好的独立思考习惯和创新精神；5．坚持真理，敢于为科学献身。
　　
　　学习物理学家的优秀品质和创新精神，同时也要树立这样一个观念：物理学家是人，而不是生而知之的圣贤；物理学是人创造的，因而有局限性，还需要发展；既要尊重科学，又不盲目崇拜书本；学习物理学家永无止境的探索精神、创新精神，敢于纠正错误，坚持真理。
　　
　　三、大力培养学生的创造思维能力
　　
　　要培养学生创造思维能力，首先要认识创造性物理教育的意义。概括地说，实施创造性物理教育有助于改变以知识为中心的物理教育观，开发学生的创造思维潜能。爱因斯坦曾经指出：“一个由没有个人独创和个人志愿的规格统一的个人所组成的社会，将是一个没有发展可能的不幸的社会。我国要实现四个现代化，不仅需要提高民族的整体素质，而且还需要培养大批的创造型人才。在物理教育中有意识地培养学生的创造思维能力，有助于开发学生的创造潜能，有助于学生举一反三，触类旁通，利用已有知识创造性地解决问题。
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