以物理文化为表现形式的物理学史教学方法及应用

摘要：本文以物理文化的特征为基础，结合物理学史课程教学内容的扩充，探讨了将物理学史教学从教育层面提升到文化层面的方法。针对目前大学物理课程教学中存在的问题，分析了其缺点并提出了相应的解决思路，这与物理文化在大学物理教学中的渗透是一致的，具有一定的积极意义。

关键词：物理学史 物理文化 大学物理 教学方法

中图分类号：G642.0 文献标识码：C DOI：10.3969/j.issn.1672-8181.2013.09.031

1 引言

物理学史课程是物理学本科专业一门普通的专业课程，课程内容主要包括物理学产生和发展的基本规律；物理学概念、思想的发展和变革的过程；物理学的发展与社会背景的关系等。其对于学生素质的培养主要在于物理学思想方法论、科学素质的提高和加深课程认识等几个方面。尤其是在提倡素质教育的时代，物理学史以其内容的独特性发挥着特殊的作用，将物理学史引入物理学教学已成为一个重要的关注点。但是，对于物理学史的引入不能简单停留在读取几段历史材料、讲解几个历史故事的层面，更要使学生能够明白历史蕴含的物理思想和方法等。本文以物理学史课程实际教学经验为基础，首先架构一种以物理文化为表现形式的物理学史课堂教学方法，随后论述其在物理学教学中引入的必要性及其实施方法。

2 文化与物理文化的定义和内涵

广义上的文化概念指的是人类创造的物质财富和精神财富的总和，包括物质文化、制度文化和心理文化三个方面。而文化又可分为人文文化和科学文化，物理文化则是科学文化的重要组成部分。在西方古代的人文文化、社会生产、生活、政治、军事等及物理科学自身发展的内在的逻辑的影响下，物理文化在西方自然哲学下孕育而生。经典力学体系建立以后，逐渐形成了一个相对稳定的从事物理科学研究的群体。这一群体是物理文化的创造主体，他们的出现标志着物理文化的形成。由于文化概念本身的争议性和物理文化的模糊性，人们对物理文化还没有统一的、明确的定义。费曼把物理科学的价值总结为以下四点：①生产技术上带来的实用价值；②思考问题、解决问题的思想方法；③对物理规律、基本概念认识、发展、变革的过程；④在从事科学研究过程中，由此而产生的精神层面的精神和影响。故而物理文化应该具备广义文化的基本属性，主要表现为物理研究群体集中体现的思想方法、精神追求、科学行为标准、价值标准和研究方法等人文文化，还应该包括知识体系、思想方法的物质载体和以教学、科研为目的的实验室和实验设备。1996年出版的贝尔纳所著的《物理文化论》一书中，认为物理文化应该是物理研究群体在创建、发展物理学理论过程中，发现、创造和形成的物理思想、物理方法、物理概念、物理定律、物理语言符号、价值标准、科学精神、物理仪器以及约定俗成的工作方法的总和。

3 从教育层面到文化层面的提升

从物理文化的特质来看，它应该包括物理学的发展历史，物理学的理论、物理学的价值观、物理学的实验设备和实验室、物理学的行为准则等几个方面，它的主要特征表现为：①重视观察和实验是物理文化最基本的特征；②探索与创新是物理文化发展的不竭动力；③简洁、对称、奇异和统一是物理文化的美学观。物理文化的价值核心是真、善、美。

在物理学史课程教学中，单独从历史的角度来说，其仅仅是文化的一部分内容。如果提高到文化层面，必须首先对教学内容进行扩展，需要能够体现出物理文化的知识体系、语言符号、观念形态和社会组织。在原来的教学模块物理学产生和发展的基本规律，物理学的发展与社会背景等的关系的基础上，添加物理学家传记，物理学理论，物理学大事记，物理学著名实验室，物理学名言警句，物理学思想方法论等几个模块。从物理学发展历史可以体现物理文化的知识体系，从物理学理论可以体现物理文化的语言符号，从名言警句、思想方法论、物理学家传记可以体现物理文化的观念形态，从物理学与社会背景的关系，物理学家传记、物理学大事记、物理学著名实验室可以体现物理文化的社会组织。在教学内容组织上，以事件、人物、事件为三条主线，首先讲解物理概念的由来和物理知识的发展过程及其与其他学科和社会背景的联系，接着讲解该部分内容相关的物理学实验和实验室、大事记，在此基础上讲解相应的物理学理论并将相关物理学家传记穿插其中，最后由相关的名言警句去分析其蕴含的物理思想，结合整个发展过程，提炼出在发展过程中物理学前辈们的物理学思想和方法。通过多模板、立体化的讲解，能够使学生从各个层面了解相应的物理学知识，不但知其然更知其所以然，同时还能体会到物理学的价值观念和思想方法，从单纯的历史教学层面提高到具有可移植性的文化教学层面。

4 物理文化在物理教学中的体现

当前大学物理教学中无法体现物理文化的主要原因有以下三点：①物理知识体系是僵硬的、凝固化的，不能体现物理文化的价值标准和科学精神，学生除了单纯的获取知识以外无法体会到由此而带来的精神层面的价值；②物理文化的断章取义使其丧失了文化本该具有的特性，使得学生所理解的物理文化不具备其原来的特性；③以考试为主的知识体系教学方式，使得学生认为物理知识体系就是物理学的全部，缺少对于物理知识产生、发展、变革背景的认识，只是知其然不能知其所以然，从而否定了大学物理课程所具有的文化品性及其育人功能。物理文化的缺失，必然导致学生认为物理学的知识体系是一成不变的，忽略了产生、发展、变革过程的一门死板的学科，除了相关知识以外，无法体会到其他层面所表现出来的影响。该问题的解决需要探寻一种能够体现物理文化的大学物理教学模式，具体关键点要从以下三个方面入手：①探讨物理文化与物理教学的关系；②从教学的角度明确物理文化的内涵和外延，揭示大学物理教学，体现物理文化的必要性；③从大学物理教学体现物理文化的现状入手，系统研究体现物理文化的教学设计和教学实施问题。而以物理学史为基础的体现物理文化的大学物理课堂教学模式，除了物理学的知识体系以外，还应该涵盖整个物理文化的基本属性。以人为本，将知识体系贯穿于物理学理论产生、发展、变革的过程，使得学生在学习过程中能够体会物理学的思想方法，物理学的核心价值观，物理学家的科学精神，物理学与其他学科和社会背景的关系等。使学生能够从被动学习转变为主动学习，授之以鱼的同时更授之以渔，从而具备科学的创新精神，不再是单单的知识接受者，而有可能成为知识的创造者。与此同时，注重物理文化的教学方式和以物理学知识体系教学为主的方法之间并不矛盾，重视物理文化教育不代表排斥知识体系教育，而是把僵硬的、凝固化的知识体系以一种鲜活的、立体化的方式体现出来，将知识体系蕴含于文化之间，学生除了单纯的获取知识以外还能感受到精神层面所带来的影响。

5 小结

本文针对文化与物理文化的内涵特征，扩充了物理学史课程的教学知识模块，并设计了相应的教学体系。从而探讨了当前大学物理教学中存在的问题及解决的思路，为大学物理教学中渗透物理文化提供了可借鉴的方法。

参考文献：

[1]李浙生.物理科学与认识论[M].北京：冶金工业出版社，2004.

[2]吴宗汉，周雨青.物理学史与物理学思想方法论[M].北京：清华大学出版社，2007.

[3]厚宇德.物理文化与物理学史[M].成都：西南交通大学出版社，2004.

[4]郭奕玲，沈慧君.物理学史[M].北京：清华大学出版社，1993.

[5]解世雄.物理文化简论[J].科学学研究，1998，16（1）：26-30.

作者简介：刘云虎（1981-），男，汉族，河南南阳人，郑州大学理论物理硕士，讲师，从事粒子物理理论和物理教学研究，石河子大学理学院物理系，新疆石河子 832003

殷保祥，石河子大学理学院物理系，新疆石河子 832003

杨坤，石河子大学理学院物理系，新疆石河子 832003

推荐访问:教学方法 物理学 表现形式 物理 文化