对物理教学的哲学思考

2019-08-31 11:58:14

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  摘要:所有的教育问题最终都是哲学问题,哲学处于教育的上位,它对教育起着决定性的规范和指导作用。对于什么是物理、为什么教物理、怎样教物理这三个本原性问题的思考与回答,构成了物理教育哲学的主体内容。物理既是一门科学,又是一种智慧,更是一种文化。应树立为提高全体学生的科学素养而教的物理教学观。按照教学重演律,让学生亲历知识的产生与发展的过程,全面落实新课程三维教学目标。

  关键词:物理教学;哲学思考;教学重演律

  当前,一场规模宏大的课程改革正在全国中小学范围内蓬勃展开,并取得了很大成绩,带来了可喜变化。但随着新课改的不断深入,人们也遇到了不少新问题,出现了许多令人困惑的现象。对此,我们若不深入思考,及时应对,轻则影响课改成效,重则可能葬送它的前程。老教育家吕型伟先生曾为此深表忧虑,他将近年来教育改革中出现的形式主义和浮躁现象,比之为“浮肿病”和“多动症”,并断言:这一场改革如果最终失败的话,原因大概就出在这两种病。[1]历史的经验反复告诫人们,对于各式各样的教育弊病,单凭“头痛医头,脚痛医脚”的办法是不能奏效的,因为它们的根源,多半在于教育哲学的缺失或错位。

  教育是一项复杂工程,客观上会有诸多的因素对其产生这样或那样的影响,然而这些因素只有经过人们理性的过滤和价值的判断,并据此作出选择与决策之后,才可能进入实际的教育过程而产生作用。所以,一切教育问题的解决,无不取决于教育者在更深层次,即哲学层次上对于教育的理解。正如著名教育哲学家谢密斯所言:“所有的教育问题最终都是哲学问题”,哲学处于教育的上位,它对教育起着决定性的规范和指导作用。

  从片面追求升学率教育向素质教育转变,其实质就是教育本性的回归,是教育的正本清源。那么教育的“本”是什么?它的“源”在哪里?这些带有根本性问题的答案,只能到教育哲学的层面上去追寻。对于物理教学而言,最为本原的问题不外乎三个方面:第一,什么是物理(本体论问题);第二,为什么教物理(价值论问题);第三,怎样教物理(方法论问题)。人们对于这三个根本性问题的思考与回答,就构成了物理教育哲学的主体内容。

  一、什么是物理

  翻开任何一本物理教科书,都不难找到这样的定义:“物理学是研究物质结构、物质相互作用和运动规律的自然科学”。但这仅仅是对物理这门科学在学术意义上的一种界定,而我们所面对的“物理”,它同时又是一门课程,于是就有必要从教育意义的层面上进行一番再认识,以挖掘其丰富内涵。

  首先,物理是一门科学。

  物理学是一门以实验为基础的自然科学,它是发展最成熟、高度定量化的精密科学,又是具有方法论性质、被公认为最重要的基础科学。物理学取得的成果极大地丰富了人们对物质世界的认识,有力地促进了人类文明的进步。正如国际纯粹物理和应用物理联合会第23届的决议《物理学对社会的重要性》指出的,物理学是一项国际事业,它对人类未来的进步起着关键性的作用:探索自然,驱动技术,改善生活以及培养人才。上世纪初相对论和量子力学的建立,为物理学的飞速发展插上了双翅,取得了空前辉煌的成就,以至于人们将20世纪称誉为“物理学的世纪”。那么21世纪呢?有一种流行的说法:21世纪是生命科学的世纪。其实,这句话更确切的表述应该是:21世纪是物理科学全面介入生命科学的世纪。生命科学只有与物理相结合,才有可能取得更大的发展。

  其次,物理又是一种智慧。

  物理学之所以被公认为一门重要的科学,不仅仅在于它对客观世界的规律作出了深刻的揭示,还因为它在发展、成长的过程中,形成了一整套独特而卓有成效的思想方法体系。[2]正因为如此,物理学当之无愧地成了人类智慧的结晶,文明的瑰宝。大量事实表明,物理思想与方法不仅对物理学本身有价值,而且对整个自然科学,乃至社会科学的发展都有着重要的贡献。有人统计过,自20世纪中叶以来,在诺贝尔化学奖、生物及医学奖,甚至经济学奖的获奖者中,有一半以上的人具有物理学的背景;──这意味着他们从物理学中汲取了智慧,转而在非物理领域里获得了成功。──反过来,却从未发现有非物理专业出身的科学家问鼎诺贝尔物理学奖的事例。这就是物理智慧的力量。难怪国外有专家十分尖锐地指出:没有物理修养的民族是愚蠢的民族!

  当今,物理学的触角已经伸向众多领域,并取得了越来越大的成就,以致我们很难再用传统的眼光去界分什么是物理学了。1995年在我国厦门举行了第19届国际统计物理学大会,会上交流论文的涉及面十分广泛,诸如植物的花序、DNA药物系统、交通的流量、文字的存储等等,光看这些篇目,似乎都不太像是物理。那么,究竟什么是物理呢?几年前,美国《今日物理》杂志,曾就此问题向读者广泛征求意见。最后,他们推崇的答案是:物理学家所做的就是物理学。这话乍听似觉偏颇,其实不无道理。因为在今天看来,物理学更多的是体现出一种智慧,“代表着一套获取知识、组织和应用知识的有效步骤和方法,把这套方法用到什么问题上,这问题就变成了物理学”。[3]

  再次,物理还是一种文化。

  从广义来说,文化指的是人类历史实践过程中创造的物质财富和精神财富的总和。它包括科学文化和人文文化。同样,物理学家在长期科学实践中所创造的大量物质产品与精神产品,也就构成了物理文化,物理文化是科学文化的重要组成部分。物理学是以实验为基础的科学,它的基本研究方式就是实践,因而在客观性上表现为“真”;物理学创造的成果最终是为了造福于人类,它在目的性上体现出“善”;另外,物理学还在人的情感、意识等多方面反映了“美”。正因为物理学本身兼具真、善、美的三重属性,我们完全有理由说,物理不仅是一种文化,而且是一种高层次、高品位的文化。[4](17)

  物理学是求真的。物理最讲究实证,物理学家在科学研究活动中最基本的态度就是实事求是,坚守“实践是检验真理的唯一标准”原则。正如物理学家费曼所说:“不论你的想法有多美,不论你多么聪明,更不论你名气有多大,只要与实验不符便是错了,简简单单,这就是科学。”可以说,物理学的发展史,就是一部不断修正错误、不断逼近真理的“求真”史。

  物理学是从善的。物理学致力于将人从自然中解放出来,从必然王国走向自由王国,帮助人们不断认识自己,促使人的生活趋于高尚。这是物理学的价值取向和终极目标,因而物理学的本质是从善的;另外,物理学家的行为也是从善的。爱因斯坦曾这样评价居里夫人和以她为代表的杰出物理学家:“第一流人物对时代和历史进程的意义,在其道德方面,也许比单纯的才智成就更大。”他们那种严谨求实的态度、献身科学的精神、热爱人民的情怀等等,对于后人无疑是一份尤为珍贵的人文财富。

  物理学是至美的。德国物理学家海森伯说过:美是真理的光辉;罗马哲学家普洛丁又说过:善是美的本原。由此,物理学因真而美、因善而美就是十分自然的了。物理的美属于科学美,主要体现于简单、对称和统一;对称则统一,统一则简单,它们构成了物理学的基本美学准则。翻开物理学的篇章,可以发现到处都跳动着美的音符,体现了人们对美的追求与创造。仅以统一性为例。英国物理学家狄拉克首先发现,在自然界的某些物理量之间存在着下列引人注目的关系,宇宙半径/电子半径≈1040;宇宙年龄/强衰变粒子寿命≈1040;氢核与电子的电力/氢核与电子的引力≈1040……在上述比数中,宇宙这个最大的系统与基本粒子这个最小系统之间,竟然珠联璧合达到了如此完美的统一,充分展示了物理世界的美,一种动人心弦的壮丽的美。正是这许多美不胜收的事例,激发起人们对大自然由衷的赞叹与敬畏,难怪爱因斯坦会说:“宇宙间最不可理解的,就是宇宙是可以理解的。”

  综上所述,我们对物理有了一个较为全面的认识:它既是一门科学,又是一种智慧,更是一种文化。作为一名物理教师,能对自己所任教的物理作一番全方位的审视与剖析,这是十分必要的。一方面可使我们看到物理原来有着如此丰富的内涵,从而会更自觉地去挖掘和开发它的育人功能,全面提升教学质量;另一方面又使我们感到物理原来有着如此美好的禀性,从而更加钟爱物理,更有激情地去从事物理教学。笔者以为,只有真正热爱物理的物理教师,才能做到不仅教会学生如何去理解物理、应用物理,而且还会进一步引导他们去感悟物理、欣赏物理。

  二、为什么教物理

  这是一个看似简单却又十分根本的问题,要正确回答并非易事。笔者对此问题的认识,就经历过从“知识本位”到“学科本位”,最后又回归到“学生本位”这样一个曲折渐进的过程。

  有很长一段时期,我都把物理教学的目标锁定在知识层面上,认为教物理就是要把物理知识尽可能多地传授给学生,以供他们今后一生的受用。因为我信奉“知识就是力量”。然而令人困惑的是,我们授予学生那么多的物理知识,但在他们往后的生活和工作中,却很少显示出直接的功用,以致过了若干年,学生把所学的物理知识几乎忘得一干二净,“全都还给老师了”。我曾为此深感失落;但每当我向他们提出“高中三年岂不白读了”的反诘时,这些离开学校多年的学生,却又都会异口同声地作出否定的回答,一致认为高中阶段的学习,对于他们的成长起到了重要的奠基作用,然而又说不清究竟是哪些具体知识所起的作用。──这犹如谁都不否认吃饭对于生存的意义,然而谁也说不清楚,吃了这顿饭究竟是在身上的什么地方长了块肉。

  一位毕业已有二十余年的学生,曾与笔者聊起他“印象最深”的一堂物理课。原来那堂课讲的是重力势能。当时为了说明重力势能的相对性,曾向学生提出过这样的问题:有人站在五楼的窗台上要往下跳,你说危险吗?开始大家都认为这太玩命了,后来仔细一琢磨,又全都乐了:你别往窗外跳,往窗里跳不就没事了吗?这名学生觉得这个例子特有意思,于是经久不忘;但问他该例说明了什么物理知识时,他却说忘了。正当我面露憾色时,他紧接着的一番话却又令人宽慰:“这个例子使我懂得凡事都是相对的,从不同角度看就会有不同的结果。”我想,尽管这堂课所传授的物理知识,这名学生已经遗忘殆尽,但通过有关知识学习而凝炼成的思想、方法,却在他的心里铭刻了深深的印记。从这个意义上说,二十多年前的这堂物理课,对他不正是极有价值的吗?由此看来,具体的知识通常是作为教学的载体,在知识的背后还有更多值得我们去追求的东西。正如资深科学家钱伟长教授说的:“我在大学里学的是物理学……以物理学为对象我学到了调查研究、收集资料、分析资料和逻辑思维的能力,物理学的知识有时是很有用的,但通过物理学学到的这些能力,比物理学知识更有用。”可见,那种将物理教学等同于物理知识教学的看法是片面的,以“知识本位”确立物理教学目标的价值取向是短视的。 1 2 下一页

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