物理教育的灵魂——科学理性与人文精神的融合，本文主要内容关键词为：人文精神论文,理性论文,灵魂论文,物理论文,科学论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
长期以来，我们的物理教学遵循着这样一种模式：物理事实—概念—规律—概念和规律的应用。虽然我们也强调理论联系实际的原则，但实际教学中理论与实际是分割的，很多学生对物理的印象是众多的公式和抽象的概念，物理教学演变为一种“纯科学知识”的教学。教师也认为这就是理科与文科教学的区别。究竟应当怎样认识物理课程的人文性，这是一个值得反思的问题。
一、从一个案例谈起
案例1：光的色彩和物体的颜色
通常，教师对“光的色彩和物体的颜色”这一课的内容大致安排如下：①什么是光源，天然光源和人造光源；②光的色散现象，白光的组成，自然界中的色散现象；③色光的混合（复合），三原色光，三原色光的应用；④颜料的混合，颜料的三原色，颜料混合与色光混合的区别。尽管也做了许多实验，也联系了实际应用，但使学生的感觉是有许多的知识点和许多概念需要记忆，教师的感觉是内容太多。
我听了一些课后，思考这样一个问题：为什么要上这一课？它能为提高学生的科学素养做些什么？我从两方面思考：①作为一个在现代社会中生活的普通公民，对这样一个课题，他们需要什么；②这个课题在物理学的发展史中占有怎样的地位，对人类认识的进步有什么意义。思考以后，我重新整理了这一课的内容结构。
目标：①感受色彩缤纷自然世界，激发对色彩现象探究的好奇心；②用光的色散和物体颜色的知识解释生活中最基本的色彩现象；③了解牛顿对白光性质的探究及其意义。
教学过程：（用电子幻灯片提纲展示）
●标题：为什么我们看到的世界五彩缤纷？——人类对光的认识的一次飞跃
●花卉为什么艳丽多彩？（相继展示两幅美丽的花卉照片）
●人们的猜想：红花发出红色光，绿叶发出绿色光——不同颜色的物体发出不同的色光——太阳和白色的物体发出白光。
●光会变颜色吗？用数码相机对听课的学生现场拍照，分别在镜头前加红、绿滤色片拍照，你们看到了什么现象——透明的有色玻璃会染色吗？
●我们能得到什么结论？自然界有各种各样颜色的物体，发出各种各样的色光（包括白光）；光透过有色的透明物还会被染色——因此，我们看到了五光十色的世界。——对此结论，你有什么不同的看法？你能举出一些事例支持你的观点吗？
●牛顿的色散实验：17世纪以前，人们以为在五光十色的世界中，太阳光是最单纯的，是这样的吗？——仿做牛顿的实验——结论：白光是由多种色光组成的。牛顿的发现为人类认识光的性质迈出了重要的一步。
●色光混合的实验：色散后的各种色光能复合成白光，两种色光能混合成一种新的色光吗？怎样用简单的方法从白光中获得一种色光？——用红、绿、蓝透明片做色光混合实验——三原色及其应用（彩色电视机）。
●为什么能看到不发光物体的颜色？观察彩色卡通图片（图1）：
图1
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没有光照射在图上时，你能看到画中的颜色吗？它说明被我们接受到的色光是哪里来的？
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首先直接观察图片，记住各部分的颜色，再分别透过红色和蓝色的玻璃片观察图片的颜色，看到图片中的各部分的颜色有什么变化？
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为什么我们能看到不发光物体的颜色？
实验表明，当白光照射在物体上时，我们所看到的物体的颜色是由它的表面反射光的颜色决定的。它允许与自身一致的色光反射而将其他色光吸收。
案例评析：为什么我们看到的世界是五彩缤纷的？这是人类认识自然世界过程中的一个重要课题，也是现代普通人、特别是好奇心很强的儿童所关注的一个问题。牛顿对光的色散现象的发现，为人类探究光的本性迈出了一步，既有知识的价值，又有科学史的教育意义。站在人类认识史的高度来处理当今学生所关注的问题，就使这部分知识教学的思想性更强。由于学生的思维和建构特点与历史上人们对科学事物曲折的认知过程有许多共通之处，因此，本课设计选择的探究思路能较好地体现科学与人文的结合，同时也有利于学生对知识的意义建构。
二、对物理课程中科学人文教育的反思
20世纪后期，科学与人文融合的课程观逐渐形成。这种课程观的出现，源于三方面的原因：当代科学技术发展显示高度社会化的特征；对科学本质的社会性认识的深化；以人为本的教育观的形成。上述三方面的变化促使人们对现实反思。一方面。人们开始对科学理性与人文精神的对立表现出深深的忧虑；另一方面，人们对现代科学教育严重脱离生活的现实反思。于是寻求科学理性与人文精神的融合进入了人们的野视。
科学人文性课程，就是科学主义课程和人本主义课程整合建构的课程，它以科学为基础，以人自身的完善和解放为最高目的，强调人的科学素质与人文修养的辩证统一，致力于科学知识、科学精神和人文精神的沟通与融合。
实际上，物理学的发展改变着人类对自然、宇宙的认识，也极大地丰富了人类文明的思想宝库。物理学家探究的理论成果本身，寥寥可数的定律和原理反映着自然界大干变化，是那么的简洁和精致，既富有理性又充满美感。此外，物理学家在探究过程中执着的追求，不畏艰难、酷爱思考、为人类奉献的优良品德也是物理课程实施教育不可多得的宝贵资源。但在传统物理课程中，只见作为科学结论的理论知识，而科学作为一种创造的探究过程，丰富的科学人文教育的资源被白白地浪费掉，物理课程的整体教育功能不能有效发挥。因此，我们应当从更高的层面上设计课程，让科学思想、科学理念、科学的美成为物理课程的重要目标和内容，发挥物理科学的人文教育功能。物理课程的人文教育功能不应是附带的功能。
三、挖掘人文教育因素，关注科学思想与人文精神的熏陶
物理学建立和发展过程中以及物理学本身就富含人文因素，人文因素为物理课程所固有，而不是强加于物理课程的，现在要解决的是如何去挖掘这些丰富的人文教育因素，使科学教育与人文教育有机地融合起来。下面提出几点建议：
1.从结构上关注渗透人文教育
过去，在我们教材和教学中，有关人文性的内容多半是“点”式渗透的，即在某些个别的知识点上联系相关内容，当然这是一种途径和方式，但还可以从更宽广的视角来考虑。例如，为教材的某一章提供一个合适的学习背景。
案例2：物态变化——漫游世界的小水滴
这是苏科版初中物理第二章的主标题和副标题，以漫游世界的小水滴为背景，用拟人化的口吻表述该章导言：“你可知道，自然界中的云、雨、雾、露、霜、雪、雹都是我们小水滴的杰作，我们的行为与人类的生活息息相关。我们还有许多奥秘，你想知道吗？请跟我来……”（图2）全章的内容以水为典型，以水循环为主线展开，从云、雨、雾、露、雪等自然现象引入，通过物态变化的学习，初步认识有关自然现象形成的原理，再回到自然界的水循环，终于水资源的保护。
案例3：透镜及其应用——拓展视力的神镜
这是苏科版初中物理第四章主标题和副标题。透镜及其应用，以眼睛和拓展视力的神镜为背景线索，围绕透镜的探究，将人类拓展视力的创新发现渗透其中（图3）。在章导页中，用导言“眼睛是心灵的窗口，也是观察世界的窗口。远在古代，天性好奇的人类就产生了认识宇宙的浓厚兴趣，他们特别崇尚眼睛，想像着把自己的眼睛延长……”和导图“三星堆纵目青铜面具”将学生引入该章的学习。通过全章的学习，使学生认识凸透镜成像的规律，了解人的眼睛就是一个巧夺天工的凸透镜成像系统，眼镜使人的视力得到矫正；放大镜、显微镜、望远镜，使人的视觉不断扩展，照相机、摄像机，可以捕捉美好的瞬间；投影仪、放映机，可以展现历史的画卷。
图2
图3
这些都反映了编者力求将人文精神融合于物理知识教学的意图。在这种设计中，需要注意的是摆正背景与学习主题的关系。由于背景的融入，使主题知识的学习与上位的科学观念和人文精神融合起来，提升了学习的思想性，但此背景是作为氛围和载体而提供的，它不能替代知识的系统学习，这与“文化大革命”时期以“三机一泵”为典型的模式从本质上看是完全不同的。
2.灵活多样，多方联系，提高课程的文化品位
在初中物理教学中进行科学与人文教育有如下一些特点：
①渗透性为主。初中物理课程以物理世界为认识对象，根据学科的逻辑体系和学生的心理特点构建起符合学生认知规律的体系。它不能脱离比较系统的物理知识的学习，因此，在这种课程中进行人文教育主要是渗透性的。
②综合性。显而易见，科学与人文的结合点，一定带有综合性的特点。无论是物理与生活、物理与技术、物理与社会、物理与哲学，还是物理与艺术、物理与健康、物理与文学等都带有一定的综合性。
③开放性。与物理相联系的人文主题是极其广泛的，从时间来看，自古到今，联系着人类对自然的探究历史及历史的背景，还向着未来延伸，展望着物理科学的明天及对未来社会的影响。从学科空间来看，物理学作为自然科学基础，作为技术的基础，作为科学方法论的基础，作为促进人类的物质文明和精神文明发展的基础学科，其课程必然联系着各学科领域的相关内容。因此，物理课程中的人文教育具有很大的开放性。
正因为有上述特点，因此提高物理课程人文性的方式必然是灵活多样的。除了在教材结构上考虑外，还可以设置人文性强的栏目，如“生活·物理·社会”“信息库”“综合实践活动”等，也可以在练习中选择人文性的内容，或在正文中利用附图和简要说明来呈现相关内容。涉及的内容领域十分广泛，我们应努力挖掘课程中的科学与人文教育的因素，使学生感受到物理学与人类文明与文化有密切的联系，提高对物理美的享受，促进科学观念的形成。
案例4：栏目——生活·物理·社会
标题——生活中的剪刀
剪刀是生活中常见的工具，其各有特色，它也是一种杠杆。
裁缝用的裁衣剪刀的刀刃比我们平常家用的要长。便于对较长的布料的裁剪一次完成。
图4
理发师用的剪刀手柄较短，可提高剪发频率。
扳金工剪铁皮剪刀的动力臂比阻力臂长，可省力。
绿化园艺师使用的剪刀也有多种。请调查一下，园艺师使用了哪些剪刀？各有什么特点？为什么？
案例评析：通过“生活中的剪刀”栏目内容的介绍，可以引导和组织学生到相关行业做一些调查，了解制衣、理发、扳金工、园艺等行业中各种剪刀的用途和特点。通过这种活动的过程，渗透物理与职业技术关系的教育，让学生对职业有更多的了解。
案例5：古诗词中的物理学知识
以下选录四首古诗词中名句，课堂展示时配有图画。
■满眼风波多闪烁，看山恰似走来迎。仔细看山山不动，是船行。——唐·无名氏《浪淘沙》
■游云西行而谓月之东驰——晋·葛洪（配图如图5）
图5
■风收云散波忽平，倒转青天作湖底——清，查慎行
■溪边照影行，天在清溪底。天上有行云，人在行云里——辛弃疾
案例评析：
前两段名句与运动的参照物概念相联系，后两段名句与平面镜成像规律相联系，虽然学习的基本概念是物理的，但融入这些内容，可使学生在诗情画意中感受到中华文化的源远流长。
在我国古文学中，能与物理知识相联系的内容是很多的，如“两小儿辩日”“石钟山记”“琵琶行”等，把这个短文提供给学生，让他们阅读（教师在词语上做一些指导）思考和讨论，学生从中学到的不仅是知识，还学习了探究的思想方法，并获得美的享受。