⑴ 我终于发现物理学科的美初中生作文600字
同学你好,这是我在以前写的一篇,你可以参考一下。不过,题目中的“终于”说明以前应该是很讨厌物理,所以你可以写之前自己并不喜欢物理,然后通过一次物理在生活中的应用发现了物理学之美。我的文章仅供参考!
杨振宁在《美和理论物理学》一文中指出:“科学中存在美。”自然之美在诗人、作家笔下展现,让人心旷神怡,而源于自然之美的科学美,特别是物理美范畴体系的简单美、奇异美、真理美、对称美、和谐美、统一美等更让人陶醉。
物理学是一门闪耀着美的光辉的科学,它的美体现在物理学理论的内容和形式上,也体现在物理学研究的过程中。作为以追求宇宙的和谐为目的的科学,物理学家们在探索自然界物质运动的规律时,无论他们所运用的巧妙的思想方法、他们的勤劳和智慧的结晶———简单、和谐的物理理论,还是他们在追求真理的过程中所体现出严谨求实、锲而不舍的科学精神,无不向人们展示科学自身的至美。
美是科学的本性之一,也是进行科学研究的方法。因此,用科学美熏陶学生,使他们在对真、善、美的追求中,产生对大自然和对科学由衷热爱的强烈感情,并随着学习的不断深入使这种感情不断升华,进而成长为一个既有较高的科学素养,又有一定审美能力的和谐发展的健全人才,是贯穿物理教学始终的重要任务。物理学中的美可以从以下几方面展现。
一、简单美
简单美是物理学的重要标志,历代物理学家无不崇尚。牛顿说过:“自然界喜欢简单,而不爱以什么多余的原因以夸耀自己。”的确,尽管我们面前的物理世界看似纷繁复杂,但它们所遵循的规律却是简单的,物理学家则无不力求用简单的语言来描述它,而物理学也在对简单的追求中逐步发展起来,这样的例子在物理学发展史中不胜枚举。
公元2 世纪,古希腊天文学家托勒密建立了“地球中心”的宇宙模型。为了能够说明复杂的天体运动,托勒密不得不在他的模型中增加一系列“均轮”和“本轮”,因而使他的宇宙模型复杂不堪。崇尚简单的天文学家哥白尼认为,天体的运动应当是简单的,托勒密的宇宙模型不符合数学原理,因而是不正确的。他从天体运动的简单性出发,而且更精确、更简洁的解释了天体运动的规律,把人类对天体运动的认识引入了科学的轨道。
爱因斯坦毕生的心血结晶:质能方程E = mc2 ,形式十分简单,但内容极其丰富———用最精练的语言、最少的符号,提示了奥秘无比的自然规律,称得上是叹为观止的简洁美,而方程中出现的自然界极限速度———光速,又在简单之中勾起人们对神秘的无限遐想。
开普勒行星运动第三定律: R3PT2 = 常量,其形式如此简单,太阳系中所有行星的运动都符合这一规律,奇妙的“2”和“3”使一切井然有序,开普勒不愧为“天空立法者”的称号。简单美,这古老的科学美给人以集中、明快感,同时简单性也是一个科学方法论的原则。在美国《物理学世界》2002 年9 月刊登了在美国物理学家中作的调查,评出历史上“最美丽的物理实验”,它们绝大多数由科学家独立完成,采用自制的简单仪器,方法直接,结论清楚。如中学物理教材中伽利略的自由落体实验,牛顿的棱镜分解太阳光、托马斯?杨的双缝干涉实验等都是最少的人用最简单的仪器和设备,发现了最根本、最单纯的科学概念,科学的简单美蕴藏其中。
二、奇异美
日常教学及教材注重物理概念的建立,物理规律的理解和应用,但每一个物理概念的建立,新理论的形成,总包含某种奇异,展现奇异之美,是提高学生创新能力的有效途径。奇异之所以美,首先在于它体现了科学理论中的艺术因素,在本质上是科学审美现象的结晶。单纯的观察、实验事实无论积累了多少,都不能直接地、必然地导出独创性的科学思想,在教材中玻尔氢原子理论中引入了量子概念,由经典物理向外发散,突破连续的概念,神奇的提出量子的设想,从而演进成壮观的量子物理学。
物理学史,既是一部探索物质结构的历史,也是一部捕捉奇异美,发展奇异美的历史。1924 年,德布罗意向巴黎大学科学院提交了一份令人十分惊奇的博士论文,德布罗意从爱因斯坦光的波粒二象性得到启示,用类比的方法,推广到物质实体,德布罗意的导师郎之万把这篇论文推荐给了爱因斯坦,德布罗意实物粒子和光具有对称性,被爱因斯坦所欣赏,物质波(德布罗意波) 的诞生,奇异中体现了科学理论中的艺术因素,本质上是科学审美现象的结晶,是独创性的科学思想。
三、真理美
真理美是科学美的最基本特征。海森堡曾说过:“美是真理的光辉———其意义也可以理解为,探索者最初是借助于这种光辉,借助于它的照耀来认识真理的。”科学的真理性来源于科学的宗旨,科学的宗旨是揭示客观事物的本质属性和发展规律。因此,对“真”的追求就成为历代科学家忘我奋斗的根本动力。由此可见,科学美离不开真,离开了真,美就成了无源之水、无本之木。
综观物理学发展的整个历史,无处不是物理学家孜孜以求探索真理的真实写照。从伽俐略开创性的运用实验与数学相结合的科学研究方法,从而将人类对自然科学的研究带入一个历史性的新纪元开始,人类对物理学的研究就进入了一个不断向真理接近的过程: 牛顿发展了伽俐略的动力学理论,修正了其理论中的错误部分,形成了能够正确描述宏观低速状态下宇宙间物体运动规律的理论;爱因斯坦则以非凡的洞察力发现了牛顿绝对时空理论的不足,进而用全新的时空观建立了更加符合客观实际的狭义相对论和广义相对论等,都是物理学家在探索未知世界的过程中不断向真理靠近的生动体现。正是因为永远不会有所谓的“终极真理”,因此,物理学的理论并不是尽善尽美的,才使得人类的思维能够从微小至10 - 19M 的夸克到庞大至1026M 的宇宙深初遨游。而这种对科学真理的追求,正是真理美的最好体现。
四、对称美
所谓对称,是指一物体或一系统各部分之间比例的平衡与协调,由此能够产生一种简单性和美的愉悦。对称美是人们认识自然过程中产生的一种古老概念,对称的图案在我国新石器时代就出现了。物理世界中存在多种对称形式:作用力与反作用力、正电与负电、电与磁、吸引与排斥、正粒子与反粒子等。物理学理论中所体现出的对称性则从更高层次上揭示了自然界的对称性,与次同时,物理学家们已经把对称性原理作为科学研究的强有力的工具。在物理学理论中,有许多我们所熟知的守恒定律,如能量守恒定律、动量守恒定律、角动量守恒定律、电荷守恒定律等,而这些定律则是物理规律具有多种对称性的必然结果。如能量守恒与时间对称性相联系。角动量守恒与空间对称性相联系等,对称性与守恒定律之间的联系已经成为现代人们探究自然界的基本出发点之一,而这一联系也深刻的揭示了自然界的对称美。
另一方面,自然界的对称性并不是绝对的,在一定条件下还会出现对称性的“破缺”。我们熟知的弱相互作用下宇宙不守恒的原理就是典型的对称性破缺的例子。随着对物质结构研究的不断深入,人们进一步发现其他对称性破缺的事实,由此认识到,对称性的存在是客观事物普遍规律的内在依据,对称性的破缺则是事物表现出多样性的原因。这种对称中不对称的美与不对称中对称的美,实际上是更高层次的对称美。
五、和谐美
中学力学,主要研究牛顿运动定律,牛顿从和谐美的角度吸收了伽俐略对运动的研究成果,得出牛顿第一、第二定律,又从开普勒第三定律出发,总结归纳出物体之间万有引力相互作用的公式: F =Gm1 m2PR2 ,而这正是开普勒的整个“宇宙”和谐运动和有次序结构的原因,并维持其现在图景的基本作用之一,也是伽俐略自由落体定律的依据。
宇宙、地球、分子、原子、核与粒子,就象交响乐团的各种配器,演奏出物质运动的雄浑主旋律;力学、热学、电磁学、原子物理学之间相互渗透,还与其他学科形成了许多交叉学科,其节奏、韵律体现了层次和谐美。
互补和谐美表现为一种立体美、景深美,在物理学中,唯象与唯理思想的交混,图线与公式描述的并用(如匀变速运动公式与其速度图象) ,理论与实验的互动, (光的波粒二象性到托马斯?杨的双缝干涉实验到实物粒子的波粒二象性) 都显示出了互补和谐美。再如,微观粒子的波粒二象性公式: E =hυ不但表现了波动性与粒子性的统一,也表现了二象性的互补,就象一个交响乐团演奏交响乐,单一乐器按乐谱演奏,可能不成曲调,没有美感,当所有乐器被指挥而互补时,就会演奏出浑然一体的主旋律。
六、统一美
爱因斯坦说:“从那些看来与直接可见的真理十分不同的各种复杂现象中认识到它们的统一性,那是一种壮观的感觉。”因此追求科学的统一,用最简洁的理论描述物理世界,是物理学家梦寐以求的。物理学发展的历史,就是一个不断由小的统一走向大的统一的历史。如牛顿力学将地面上物体的运动与天体的运动统一起来,正确的描述了宏观低速条件下物体运动的规律;电、磁、光三者看起来并无必然的联系,但天才的麦克斯韦却把它们完美的统一于他的精美绝伦的电磁场方程中;而爱因斯坦则更将牛顿力学与麦克斯韦的电磁理论统一于他的相对论中。这些成就并没有使物理学家们满足,他们还在寻求统一的道路上奋力进取,在对自然界四种基本作用力的研究中,人们已经在弱电统一理论的研究中取得了重要进步,进一步统一四种相互作用的研究还在深入的进行。
除以上简述之外,物理学发展史中科学家们探索真理时所表现出的坚忍不拔、严谨求实的科学精神也是物理学中美的重要体现。
今天的教育要求培养全面素质的人才,科学经过分化后再综合的趋势要求人才知识技能的综合,要求人才思维的综合,只有以美作为实践的最终目的,作为追求的最高境界,并在教学过程中,不断引导学生发现美、欣赏美、探索美,把对美的追求变为自觉行动,才能造就象达芬奇那样兼有科学与艺术素质的大艺术家,造就象爱因斯坦那样具有优秀艺术素质的大科学家。物理学中蕴藏的美,有待我们进一步发掘、展现,并在美的追求中造就高素质人才。
⑵ 对于物理的认识以及学习物理的好处 1500字以上作文
物理学,一门十分有趣的科学,它不仅有趣而且非常有用。
我从小就有一份对时间万物探究的心。对于生活中的某些想象,我常常用疑问的眼光看待各种现象。为什么苹果会掉在地上?为什么冰棍冒出的白气会向下飘而不是向上飘?为什么用开水把杯子烫热,立即扣在气球上,气球能把杯子“吸”住等等。自从我学了物理之后,这些问题自然就被一一解答了。但是我这一份探究的心仍然未止。
要学恏一个科目一定要对这科目感兴趣。学习物理也是如此。我对物理感兴趣不仅是因为学习,而且是因为物理在日常生活中相当重要,在生活中应用到的时候很多。我觉得物理是十分有趣的,它好像有一种力量吸引着我,让我不得不为它而着迷。我刚开始接触物理学时,简直是无从入手,我问老师怎样才能学习物理。老师只说了三个简短而又实用的话“勤于观察,勤于动手。勤于思考,重在理解。联系实际,联系社会。”于是我就怀着这段话学习物理。
有一句话道出了各科的特点:“物理难,化学繁,数学习题做不完”,许多学生反映物理难学,不好理解,面对着一道道的物理题,就像是雾中看花一样,总有不识庐山真面目之感,其实,我觉得难不难在于你对该科学习技巧的摸索和掌握,对如何学好物理,我说说自己的感受,希望能起到抛砖引玉的作用。能不能学好物理,在很大程度上决定于你对物理概念能否理解得透彻,物理概念因其抽象性,总有:“只可意会,不可言传”之感。比如“能量”、“惯性”等等这些概念,单靠老师的“言传”并不能传神地表达出概念的真谛所在,而只有自己做到了“意会”才能真正领略出它的全部内涵,这种“意会”的感觉就只有靠我们对概念的反复分析、琢磨才能体会得到,所谓“师傅引进门,修行在个人”意义正在于此。例如“惯性”,书中是这样下定义的:一切物体在没有受到任何力的情况下,总保持静止状态或匀速直线运动状态,这就是着名的牛顿第一定律。在此句中“没有受到任何力”是一个关键词,如果在有受力的情况下,那么这时我们并不能说它就是惯性。而且判断两个没有受到任何力的物体是否有惯性的依据还要看这两个物体是否保持静止状态或匀速直线运动。经过这样的反复分析、琢磨,我们对摩擦力产生的条件、位置、作用、方向自然就会清楚、透彻,哪里还会有似是而非之感呢。
当你看见一样物品时,试着想一想,这东西到底有什么原理?有没有我学过的知识在其中被运用到呢?然后便要动手去研究一番。物理是一门以观察、实验未基础的科学。我们一定要带着目的和问题去探究,否则万物目的地探究是不行的,探究的最终会以失败告终。
我们学习物理,光在课堂上认真听课对学好物理是还不够的,我们应该把课堂上学到的东西投向生活中去,在生活中更一步地去细细地理解。这样既可以巩固知识,使自己学到的东西在脑海里更为深刻,而且还可能会在探究中找到一些自己未曾发现的知识,对自己的知识面会有更高的提高。
概念是死的题目是活的。当你概念背得好说明你的基础不错,说明你肯努力但是物理概念人人都会背说老实话,概念这东西我不怎么背的我关键是多做题目,钻研题目,同时理解概念,以后都不会忘记做物理体要有”情景分析思维”,因为题目是活的,死套公式的题目我们中考少考的什么是”情景分析思维”呢?就是物体在做运动发生的一系列有可能发生的情况做出分析,最后得到结果不要一拿到一个题马上想套公式要先分析。这样才能学好物理。
我的缺点就是不太会背东西,也懒得背,因此我文科比较弱。属于偏科,但是物理我还是很有信心的啦。不要怀疑自己,要相信自己,你们的脑子不苯,因为你们还知道学,只是你们以前没有养成分析的习惯,以后会好的,相信自己。
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⑶ 杨振宁为什么说物理学是非常美的
物理学所反映的是自然界丰富多彩的运动形式及规律性,它也同时展现了自然界在结构上的对称、和谐与韵律美。物理美的主要表现形式是用其具有的性质来表现的,这种表现反映了物理世界、物理学内部的规律性,这就使得这些性质之间具有相互联系,因而没有非常明显的界限,也就是说物理学美蕴涵了对称美,简单美,和谐美的统一
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⑷ 对物理的看法
这是一个十分基础的问题。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。但这只是对于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去进行一番再认识、再分析,以挖掘蕴含在其中的丰富内涵。
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、被人们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届代表大会的决议《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,以致于人们将20世纪称誉为“物理学的世纪”。什么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。
展望物理学的未来,充满着机遇与挑战。李政道先生在《物理的挑战》一文中,曾提出21世纪物理领域所面对的四大难题:为什么一些物理现象在理论上对称但实验结果不对称?为什么一半的基本粒子不能单独存在而且看不见?为什么全宇宙90%以上的物质是暗物质?为什么每个类星体的能量竟然是太阳能量的1015倍?这些问题极大地激励着人们不懈探索的勇气与热情。可以预见,一旦拨去这几朵笼罩在物理天空中的乌云,物理学将会展现出更加灿烂的前景。
其次,物理又是一种智能。
诚如诺贝尔物理学奖得主、德国科学家玻恩所言:“如其说是因为我发表的工作里包含了一个自然现象的发现,倒不如说是因为那里包含了一个关于自然现象的科学思想方法基础。”物理学之所以被人们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。正因为如此,使得物理学当之无愧地成了人类智能的结晶,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能,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。这就是物理智能的力量。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,以至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十九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,似乎都不太象是物理。什么,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能,“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。”(赵凯华语)
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。同样地,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。
大家知道,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。
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“实践是检验真理唯一标准”的原则。正如物理学家费曼所说:“不论你的想法有多美,不论你什么聪明,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。当代物理学的发展,正朝着两个相反的研究方向延伸:最宏大的宇宙与最微小的粒子。令人感到惊讶的是,随着研究的深入,它们两者并非是分道扬镳、越走越远,反倒显示出不少殊途同归、相反相成的迹象。例如,粒子物理学的一些研究成果常被天体物理学家所借鉴,用来探寻宇宙早期演化的图象;(正由于此,粒子物理学在某种意义上也被称为“宇宙考古学”。) 反过来,宇宙物理学的研究也为粒子物理学家提供了丰实的信息与印证。于是,物理学中两个截然相反的分支,就这般奇妙地衔接在了一起——犹如一条怪蟒咬住了自己的尾巴。
又如,英国物理学家狭拉克首先发现,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,让我们再次领略到了物理世界的美,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”。
通过以上分析,我们对于物理有了一个较为全面的认识:它既是一门科学,又是一种智能,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的内涵,从而会更自觉、有意识的去挖掘和开发它的育人功能,全面提升教学质量;另一方面又使我们看到,物理原来有着如此美好的禀性,从而会更加钟爱物理,更有激情地去从事物理教学。我以为,只有真正热爱物理的物理教师,才能做到不仅教会学生理解物理、应用物理,而且还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,我们授予学生什么多的物理知识,其中不乏象“F=ma”这类极其重要的知识,但在他们往后的生活和工作中,却很少显示出有什么直接的功用。以至过了若干年后,许多学生把所学的物理知识几乎忘得一干二净,用他们的话说,“全部都还给老师了”。我为此感到深深的失落;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,可又说不清究竟是哪些具体知识所起的作用。我想,这大概好比晚饭,谁都不会否认吃饭对于生存的意义,然而谁又都说不清楚,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,我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?这位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,他说忘了。正当我面露憾色时,他紧接着的一番话却令人宽慰,他说:“这个例子使我懂得凡事都是相对的,从不同角度看会有不同的结果”。尽管这堂课所传授的物理知识,这位学生已经遗忘殆尽,但通过有关知识的学习而凝炼成的思想、方法等,却在他的心里铭刻上深深的印记。从这个意义上说,二十多年前的这堂物理课,对他不也是极有价值的吗?学生从高中毕业后,他们中的大多数可能将告别物理,所学的物理知识终究会被忘记,到那时再回头审视一下:物理教学留给他们的还有些什么呢?如果在他们的身上,体现不出物理所给予的才智与启迪,那将是物理教学的失败。由此看来,具体的知识通常只是作为教学的载体,在知识的背后还有更多值得我们去追求的东西。正如我国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。”钱老在读书时就是通过“物理学”这个载体,获得了很多比物理知识更重要的能力。所以,那种将物理教学等同于物理知识教学的看法是偏面的,而以“知识本位”来确立物理教学目标取向的做法同样是短视的。
随着教学实践的深入,教师一般都会对自己所任教的学科日臻熟悉,从而格外钟爱。可能是受了这种职业情感的影响,我还一度把物理教学的目标,定位于“将尽可能多的学生培养成为物理学家或物理工作者”。尤其是当我从农村普通中学调入重点高中,面对的是一个个聪颖好学的学生时,这种愿望愈显强烈。但我不久就发现,其它学科的教师大概也出于各自的职业偏好,都对学生有着与我类似的期望。这样一来,大家自扫门前雪,各唱各的调,没能将各学科的分力凝聚成一股合力,实际效果当然就差强人意了。尤其令我沮丧的是,班上那些物理学习优秀的“得意门生”,日后直接从事物理专业的竟然也少之又少。正当我陷于迷惘之时,复旦大学原校长杨福家先生的一则事例给了自己极大的启迪。当年复旦大学曾对核物理专业的毕业生的去向做过一次调查,结果发现,只有不到十分之一的学生毕业后从事与核物理有关的工作,其余的都纷纷改行,活跃在金融、企业或行政等岗位上。对此,多数人都断言这是物理系的失败,而杨福家却认为这正是“复旦”的成功。因为,通过这四年本科的物理教育,使学生具备了良好的素质,为他们今后的发展打下了坚实的基础,于是毕业后都能很快适应各种不同领域的工作。这也印证了赵凯华先生的话:“一个人学了物理之后干什么都可以,他的物理没有白学。在我看来,对于学物理的人无所谓‘改行’……。”
经过上述曲折的认识历程,使我逐渐看清了物理教学最终目标的聚焦点,既不在知识的本位上,也不在学科的本位上,而应该落实在我们的教育对象——学生的本位上。
对于“为什么教物理”这个问题,也可以反过来设问:“如果我们不教物理,学生不学物理,将会对他们今后的发展留下那些缺憾?”一种显而易见的回答是,学生将因此学不到许多重要的物理知识。这话没错,但不够全面。因为除此之外,学生还将失去更为重要的,有关科学方法、科学精神等方面的培养与熏陶,从而最终影响他们的科学素养的提高。当前,物理已经深入到社会的方方面面,成为每一位有教养的公民都必须懂得的知识。对于大多数学生来说,他今天学习物理的目的,恐怕不是为了明天去进一步研究物理,而是有助于他去面对或决策所遇到的大量非物理的问题,为他们今后一生的文明、健康,高质量的生活奠定基础。正如《面向全体美国人的科学》一书中所说的:“教育的最高目标是为了使人们能够过一个实现自我和负责任的生活作准备。” 据此,对于“为什么教物理”这个问题,最确切的答案就是:为提高全体学生的科学素养而教。——这应该成为我们的物理教学观。
众所周知,生物基因对于生物进化有着非同小可的作用,极其细微的基因差异,往往会导致生物之间的巨大差别。受此启发,有不少社会学者正致力于寻求在人类文化传承与发展过程中,有着哪些最为核心的要素,从而提出了“文化基因”的概念,并将其定义为人类文化系统中的“遗传密码”。文化基因的核心是思维方式和价值观念。人类的进化比一般的生物进化更为复杂,它具有双重进化机制,除了生物基因进化机制外,还有文化基因进化机制。教育正是推动文化基因机制的重要途径。学校教育的要义,不只是文化现象的展示与诠释,而在于文化基因的传承和发展。物理教育当然也不例外。什么,蕴含在物理教学中的“文化基因”究竟有些什么呢?笔者以为主要体现为三个方面,即科学知识、科学方法和科学精神,因为这三者是构成科学素养最基本的要素。如果将科学素养比拟为一座金字塔,什么科学知识犹如塔基,科学方法就是塔身,科学精神则是塔尖。物理教学的最高宗旨,就是为了构建这座宏伟的科学素养之塔而添砖加瓦。换言之,物理教学的核心价值就在于促进学生实现三个转化:一是把人类社会积累的知识转化为学生个体的知识,使他们知识世界是什么样的,成为一个客观的人;二是把前人从事智力活动的思想方法转化为学生认识能力,使他们明白世界为什么是这样的,成为一个理性的人;三是把蕴含在知识中的观念、态度等转化为学生的行为准则,使他们懂得怎样使世界更美好,成为一个创造的人