物理文化背景下的物理教学

刘晓敏　薛伟平

物理文化是科学文化的重要组成部分。教育与文化紧密相联，文化背景影响教育的目的和内容，教育对文化又具有选择、传递和创新等功能。教育就本质而言是一种文化活动，物理教学从属于教育范畴，也应置于宏观的物理环境下予以实施。

每个人都是一个综合的文化载体，都会受到文化背景的影响。物理文化是人类文化发展到一定阶段的产物，因此具有传统人文文化的共性。但作为科学，它又有着区别于一般传统人文文化的鲜明特征，诸如探索性、实验性、数学化、应用性等。物理文化概念是物理教学目标的理论基础，在物理文化背景下进行物理教学，可以使学生以更广阔的视野理解、辨析物理学，最终对物理世界，乃至自然界形成系统、科学的认识，对培养适应社会发展的创新人才具有深远意义。

一、物理文化的概念界定

解世雄教授对物理文化的描述性定义是“物理文化是古代哲学家、近代物理学家和现代物理共同体历经数千年逐步创造的物理知识体系、观念形态、价值标准以及约定俗成的工作方法的总和”。薛永红则认为“物理文化是由物理科学共同体在认识物理世界和相互交往中自觉形成的一种相对独立、相对稳定的社会意义网络”。前者是建立在物理文化这一学科基础上对物理文化的理解，后者则是将物理文化的整个进程考虑在内对物理文化加以界定。受“文化”这一上位概念的影响，要对物理文化的定义作出准确界定是困难的，但我们可以抓住物理文化的基本要素和基本原理，从本质上对其加以掌握和理解。

解世雄教授指出，作为科学文化的一个子系统，物理文化同科学文化一样，由四个基本要素组成：知识体系、观念形态、语言符号和社会组织，它具有认识功能、变革社会的功能、渗透功能、美学功能和育人功能。物理文化知识体系的构建要遵循简单性、统一性、宇恒性、对称性、互补性、可观察性等基本原理。

综上所述，物理文化可定义为由独特基本要素组成，遵循内在基本原理，利用自身特有语言符号显示出一系列综合功能的独立而稳定的共同体文化。它在历代物理学家探索、创建物理学理论的过程中不断发展与完善。狭义的物理文化即以文化视角来理解物理。

二、物理文化与学校物理教育的关系

物理文化的发展离不开物理教育，物理教育是物理文化传播的主要途径；同时，物理教学过程不只是一个纯粹学习科学的过程，更是一个以每个学生特殊的文化背景为基础所进行的复杂的文化跨越过程。因此，物理文化与物理教育之间存在千丝万缕的关系，弄清物理文化与物理教育之间的关系，有助于我们树立正确的物理教育理念，并促进教育教学质量的提高。

首先，人类文化的传递有多种形式，但学校教育是系统化、制度化、有计划的传递形式，并且通过培养目标、教材内容等对文化进行选择和创新。学校作为文化交流的重要场所，为社会培养创造性人才，并对学生产生潜移默化的影响和文化熏陶作用。

其次，物理教育受文化背景的影响。在信息技术这一时代背景的影响下，衡量人才的标准已不再是知识技能的积累，而是对知识的检索能力和创造能力，因此在物理文化的影响下，物理教育的培养目标和策略也应发生相应的改变。

最后，受物理文化的熏陶，新课程改革赋予了物理教学新的价值取向——文化化，即重视物理学的历史文化价值和物理学科学方法。

三、物理文化背景下的物理教学

1.重视物理教学的认识过程和体验过程

赵凯华教授指出：“物理学是一门理论和实验高度结合的精确科学。”物理科学具有逻辑性、方法性、实证性、精密性和实用性，它不仅是一种认识成果，更是一个认识过程。教师在教授过程中应注重让学生体验知识的认识过程和探究过程。此外，物理思想是超越具体事物，经概括、抽象之后形成的认识，要使学生真正掌握物理知识的精髓，毋庸质疑地需要学生的亲身体验。

物理文化作为一种高品位的科学文化，其基本特征是探索性，因此，探究也就成了物理教学的核心要素。在教学过程中，学生能做的事，都由学生亲手去做，学生不会做的事则经教师指导再让学生去做，教师绝不能越俎代庖，剥夺学生体验的过程。

2.物理教学以培养学生创新能力为核心

爱因斯坦曾指出：“一个由没有个人独创和个人志愿的规格统一的个人组成的社会，将是没有发展可能的不幸的社会。”创造潜能是人最重要的潜能，具有创造性是学生适应瞬息万变的社会发展的必要前提。因此物理教师在教育过程中要以培养学生的创造能力为核心，而培养学生的创造能力必须要有良好的知识结构，这就对物理教师的个人素质提出了较高的要求。目前，培养学生创新能力的教学仍然存在一些障碍，一方面教师认为传统教学相对而言是最省力、也是最保险的教学方法，另一方面学生班级容量过大，高质量的物理教师数量不足，对学生创造力的培养心有余而力不足。此外，受升学率的影响，学校以考试成绩作为荣誉的象征，教师以题海战术来提高学生学习成绩，没有时间和精力对学生进行创造性的培养。

对学生创造能力的培养，首先，要注重让学生对科学问题产生兴趣。可以在教学过程中穿插一些有愉悦感的材料，将学习内容与学生常见的物理现象联系起来，注重STS（科学一技术一社会）教育理念的渗透。其次，要注重情感教育。美国创造学家雷芬格指出：“创造性思维包括认知和情感两方面因素，在进行创造训练时应考虑思维和情感两方面能力的提高。”因此教师在物理教学过程中不要忽略对学生情感的教育，没有情感教育的物理教学是不完整的。最后，要加强创新思维能力的训练。教师要充分调动学生学习的主动性，点燃学生内心创造的火花，通过发散思维、聚合思维等不断提高学生的思维能力。

3.物理文化下的物理教学设计

教学设计是为了达到一定的教学目标而对教学内容、教学方法、教学组织形式、教学媒体等进行的计划和安排。它规定了教学的方向和大致进程，是师生教学活动的依据。在新课程理念下，教学设计要重视物理文化的熏陶，关注学生科学价值观的形成。物理教学设计有数学、应用和人文三种路径。首先，物理学受数学影响较大，物理教师通常要有较好的数学功底，但在教学过程中教师运用数学路径时要“重物理分析，轻数学推导”，避免造成只见数学不见物理的现象；其次，物理学应用于日常生活，因此教师在教学过程中要联系实际应用，将平时搜集的关于物理学在各方面的应用适时、巧妙地融入教学设计，加强物理与实际生活的联系；最后，物理教学要注重物理学与时代文化的联系，改变严重的文化缺失现象，在注重对学生知识技能培养的同时，重视物理教育文化功能的实现，使物理学成为有血有肉的活文化。

物理课堂教学设计包括教学思路的设计、教学目标的设计、教学过程的设计、教学媒体的设计以及教学评价的设计。教学思路要对教学内容、学生、教学媒体进行分析；教学目标分为知识和技能、过程和方法、情感态度和价值观三个维度；教学过程则涵盖新课引入、新课教学以及教学结尾三个过程的设计；对于教学媒体的设计，则要在达到预期目标的基础上追求最少媒体和资源的投入；教学评价的设计则要关注形成性评价与随堂评价。教师有了正确的评价理念，就能够进行正确的教学评价设计，从而有效反馈教学。

“低水平的物理教师、枯燥呆板的教材、缺乏学习动机的学生这三者结合，必然是一种应付考试的学习模式，没有愉快可言。”教师的教学设计要以活化教材，激发学生学习动机，培养学生学习兴趣为基本理念，促进学生科学素质的提高。

4.注重物理教学中引导学生对物理美的体验

近年来，在大学和研究生阶段选学物理的人数持续下降，相当多的理工科学生惧怕物理，这一趋势表明物理学科正在对学生失去吸引力。要想改变这一现状，需要从基础教育阶段培养学生学习物理、爱好物理的热情，当物理学习成为一种兴趣爱好时，学生的学习就会积极主动、全神贯注。正如爱因斯坦所言：“教育应当使所提供的东西让学生作为一种宝贵的礼物来接受，而不是作为一种艰苦的任务要他去负担。”因此，物理教师要引领学生发现物理美，在美的物理文化中培养兴趣。

物理文化中蕴含着大量隐性和显性的美，有物理现象的美、物理实验的美和物理理论的美。物理文化的美追求简单、对称、统一，这是一种高品位的美。物理教师在教学过程中，要注重让学生体会、欣赏物理的美。诸如平面镜成像中物理现象的对称美、比萨斜塔实验中物理实验的新奇美、物理公式中物理理论的简洁美……当学生发现并着迷于物理学的美时，就会对物理产生浓厚的兴趣，兴趣作为学生学习的内在动机会促使学生积极主动地学习。因此，一名好的物理教师应为学生创设发现物理美、体验物理美的情境，将深奥、抽象、枯燥的物理知识与美相结合，提高学生的审美热情和能力，调动学生刻苦钻研的精神，树立学生科学的情感态度和价值观，由此形成学生强烈的内在动机，进而使外在动机通过内在动机充分发挥作用。正如解世雄教授所言：“对科学美的认知是引导学生学好物理学的桥梁。将美育融汇到物理教学中，展现在学生面前的就不再是一堆死气沉沉的公式，而是一串串令人赞美的珍珠了。这样，就可以达到以美启真的效果。”

5.重视物理学的现象教学

物理是一门以实验为基础的科学学科，是现象的学科。在实践教学中，只有公式、原理，没有实验现象的物理教学是“死”的教学。杨振宁教授指出：“物理学最重要的部分是与现象有关的。绝大部分物理学是从现象中来的。现象是物理学的根源。”由此可见，对物理学理论与公式的学习只是物理学骨干知识的学习，只有骨干的物理学如同只有骨架的人一样，只是没有灵魂的骷髅。实验现象为物理学加上血肉，赋予物理学活力，使物理学既有骨干的支撑，又有血肉的丰富与充实。因此，物理教师在教学过程中要教授活生生的物理，为学生营造“活”物理学的教学氛围，让学生通过现象深刻理解物理学的原理与公式。

另外，教师要在现象教学中让学生体验、经历科学研究与探索的过程。钱伟长先生认为：“教学没有科研底子，就是一个没有观点的教育，没有灵魂的教育。”因此，物理教师要以教学与科研相结合的实践行动潜移默化地影响学生。

新课改提出了“提高全体学生的科学素养”的总目标以及“促进全体学生全面发展”的学业成就评价标准。物理教师作为新课改的直接实践者，作为物理文化“活”的载体，要在实际教学中树立现代教学理念，以学生为本，坚持“为学生学会而教，不是为教完而教”的教育观，与学生形成互教互学的“学习共同体”，培养学生批判、创新的科学人文精神，并形成学生健康、高尚的人格，切实将通过物理教育充实人、发展人、完善人的教育宗旨落到实处。

（责任编辑 郭向和）