培育實(shí)驗(yàn)文化，提升科學(xué)素養(yǎng)

姚曉峰

摘要：物理學(xué)科是幾千年社會(huì)文明中的優(yōu)秀文化，而物理實(shí)驗(yàn)則是物理文化傳播的主要載體。將文化與科學(xué)結(jié)合開(kāi)展實(shí)驗(yàn)教學(xué)，可以讓學(xué)生充分掌握物理知識(shí)的形成背景和演變過(guò)程，不僅能夠改變物理枯燥乏味的形象，提高學(xué)習(xí)物理的興趣，也能使學(xué)生受到科學(xué)和人文兩種文化的熏陶，逐漸培養(yǎng)自身的人文素養(yǎng)，更好的實(shí)現(xiàn)文化的傳播和知識(shí)的傳承。

關(guān)鍵詞：實(shí)驗(yàn)文化;科學(xué)素養(yǎng)

物理學(xué)是實(shí)驗(yàn)科學(xué)，實(shí)驗(yàn)是學(xué)習(xí)物理的基礎(chǔ)，也是物理發(fā)展的根源。物理實(shí)驗(yàn)對(duì)于學(xué)生掌握物理基本知識(shí)有著不可替代的作用，是物理教學(xué)中的必要環(huán)節(jié)，實(shí)驗(yàn)已經(jīng)成為我們當(dāng)前物理課堂的重要組成部分。

然而，我們的實(shí)驗(yàn)教學(xué)由于應(yīng)試教育的限制，教師們?cè)趯?shí)際教學(xué)中過(guò)分偏重于實(shí)驗(yàn)的知識(shí)部分，如實(shí)驗(yàn)的目的、原理、步驟、結(jié)論等，而對(duì)于物理實(shí)驗(yàn)文化教育卻逐漸淡化甚至消失，導(dǎo)致中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)文化缺失嚴(yán)重。

要知道，教育的一項(xiàng)重要任務(wù)是文化的傳承。物理教師的基本任務(wù)不僅僅是傳遞物理知識(shí)，更主要之一是傳遞物理文化，以保證物理文化得以延續(xù)和發(fā)展。若離開(kāi)了“文化”這一要素，“實(shí)驗(yàn)”就成了無(wú)源之水，無(wú)本之木。因此，物理實(shí)驗(yàn)的文化教育應(yīng)該成為中學(xué)物理教學(xué)的應(yīng)然任務(wù)。

一、經(jīng)典史實(shí)——充實(shí)實(shí)驗(yàn)文化的底蘊(yùn)

物理實(shí)驗(yàn)是物理理論建立的基礎(chǔ)，任何物理規(guī)律都不可能脫離物理實(shí)驗(yàn)事實(shí)而建立起來(lái)。物理學(xué)家為了探索自然的規(guī)律，往往要從事多年的艱苦實(shí)驗(yàn)，甚至有的還要冒著生命的危險(xiǎn)來(lái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究。我們應(yīng)該讓學(xué)生知道：物理的發(fā)展史，就是物理的實(shí)驗(yàn)史。物理的實(shí)驗(yàn)史，其本身就是一個(gè)文化史。

開(kāi)展對(duì)實(shí)驗(yàn)文化培養(yǎng)的第一步就是要將物理實(shí)驗(yàn)史上的“經(jīng)典實(shí)驗(yàn)”與教學(xué)實(shí)際有機(jī)結(jié)合來(lái)，從而充實(shí)實(shí)驗(yàn)文化的底蘊(yùn)。例如：物理書(shū)本引言中美國(guó)科學(xué)家富蘭克林的故事就是我們充實(shí)學(xué)生實(shí)驗(yàn)文化的第一課。他為什么被人稱(chēng)為“想把上帝和雷電分家的狂人”？誰(shuí)是雷電實(shí)驗(yàn)的第一個(gè)犧牲者？教堂裝上避雷針這又充滿(mǎn)了怎樣的曲折過(guò)程？法國(guó)人曾經(jīng)如何把富蘭克林作為崇拜的偶像？英國(guó)當(dāng)時(shí)的國(guó)王喬治二世為與作為美國(guó)文化象征的尖頭避雷針勢(shì)不兩立做出了什么樣的奇怪決定？我們不能像以往那樣天真荒謬地對(duì)學(xué)生講述“瓦特看到水壺蓋被頂開(kāi)而發(fā)明蒸汽機(jī)的故事”，而應(yīng)該通過(guò)真正的經(jīng)典史實(shí)來(lái)充實(shí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)情境，真實(shí)展示當(dāng)時(shí)物理家們研究的社會(huì)背景，揭示他們的思維過(guò)程與實(shí)驗(yàn)方法，形象化描述他們研究物理的艱辛歷程以及執(zhí)著追求真理的奉獻(xiàn)精神。

“經(jīng)典史實(shí)”是學(xué)生知識(shí)學(xué)習(xí)的重要隱形資源，教師通過(guò)挖掘后轉(zhuǎn)化為感性化的教學(xué)內(nèi)容，可以大大充實(shí)物理實(shí)驗(yàn)的文化底蘊(yùn)，讓學(xué)生從實(shí)驗(yàn)中汲取所蘊(yùn)含的科學(xué)精神和前進(jìn)動(dòng)力，并獲得探究學(xué)習(xí)的無(wú)窮樂(lè)趣。

二、問(wèn)題意識(shí)——播撒實(shí)驗(yàn)文化的種子

實(shí)驗(yàn)教學(xué)中往往研究的“問(wèn)題”“以課本為中心”，很少有教師真正從學(xué)生自我發(fā)現(xiàn)和自我發(fā)展的層面上主動(dòng)地要求學(xué)生提出問(wèn)題并進(jìn)行書(shū)本外的實(shí)驗(yàn)探究。長(zhǎng)期以往，學(xué)生的自我問(wèn)題意識(shí)自然逐漸退化，實(shí)驗(yàn)的積極性也日趨下降。

科學(xué)探究的第一要素就是“提出問(wèn)題”，要求學(xué)生首先“能夠發(fā)現(xiàn)與物理學(xué)有關(guān)的問(wèn)題”。但問(wèn)題意識(shí)不是天生的，教師要主動(dòng)激發(fā)學(xué)生的問(wèn)題意識(shí)，使學(xué)生潛伏的、固化的問(wèn)題意識(shí)轉(zhuǎn)化為顯現(xiàn)的、能動(dòng)的問(wèn)題意識(shí)。一方面教師可以利用名言事例來(lái)鼓勵(lì)學(xué)生，培養(yǎng)學(xué)生的問(wèn)題意識(shí)。如：著名物理學(xué)家愛(ài)因斯坦的名言：提出一個(gè)問(wèn)題往往比解決一個(gè)問(wèn)題更重要;費(fèi)曼的繞口令詩(shī)句：“我想知道這是為什么。我想知道這是為什么。我想知道為什么我想知道這是為什么。我想知道究竟為什么我非要知道我為什么想知道這是為什么！”;在哥廷根大學(xué)玻恩教授主持的討論會(huì)有一個(gè)基本口號(hào)：“愚蠢的問(wèn)題不僅允許而且受歡迎”。同時(shí)，教師要充分認(rèn)識(shí)物理實(shí)驗(yàn)文化的獨(dú)特特征，積極利用實(shí)驗(yàn)為載體在課堂中營(yíng)造出實(shí)驗(yàn)文化環(huán)境。利用初中生具有好問(wèn)、多問(wèn)的特點(diǎn)，借助于顯現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象來(lái)引發(fā)問(wèn)題和再生問(wèn)題，讓他們不由自主地問(wèn)自己“是什么”、“為什么”、“怎么辦”。只有為解決這些問(wèn)題，學(xué)生才會(huì)真正啟動(dòng)思維，從而對(duì)知識(shí)的掌握更為深刻。

產(chǎn)生學(xué)習(xí)愿望的根本是問(wèn)題。在中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的問(wèn)題意識(shí)是我們教育的一個(gè)重要任務(wù)，它是我們播撒下的實(shí)驗(yàn)文化的種子，只有它才能讓師生在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中演繹出最美麗的花朵。

三、自由精神——關(guān)注實(shí)驗(yàn)文化的生長(zhǎng)

教師本可以通過(guò)物理實(shí)驗(yàn)營(yíng)造一個(gè)有利于學(xué)生充分發(fā)展，積極自主的學(xué)習(xí)空間，從而讓學(xué)生在積極主動(dòng)的探索過(guò)程中實(shí)現(xiàn)能力的全面發(fā)展。但實(shí)際物理實(shí)驗(yàn)中常?！耙笄嗌倌觌x開(kāi)自己的發(fā)展特點(diǎn)去模仿成人在規(guī)定的時(shí)間、規(guī)定的地點(diǎn)、按規(guī)定的方式完成規(guī)定的操作，不許變化也不許玩耍。”[]實(shí)驗(yàn)成人化必然使學(xué)生失去獨(dú)立思考和自由發(fā)展的機(jī)會(huì)，只能讓學(xué)生按照課本和教師的意圖去想、去說(shuō)，去做，這顯然不利于培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)的自由精神。

愛(ài)因斯坦說(shuō)過(guò)“學(xué)校的目標(biāo)應(yīng)是培養(yǎng)獨(dú)立思考和獨(dú)立工作的人”。實(shí)驗(yàn)是輔助學(xué)生自主思考和自主學(xué)習(xí)的一個(gè)重要過(guò)程，對(duì)學(xué)生而言，實(shí)驗(yàn)文化層面就包括著觀賞實(shí)驗(yàn)的奇妙現(xiàn)象、享受實(shí)驗(yàn)的科學(xué)樂(lè)趣、體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)的探究過(guò)程等。

在實(shí)驗(yàn)中教師要避免人為地規(guī)定學(xué)生按部就班的去實(shí)施實(shí)驗(yàn)過(guò)程，而是要在建立平等民主的師生關(guān)系上關(guān)注營(yíng)造和諧愉悅的實(shí)驗(yàn)教學(xué)氛圍，建構(gòu)以“學(xué)生為中心，充分發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)主觀能動(dòng)性”的實(shí)驗(yàn)課堂。教師要尊重學(xué)生與眾不同的提問(wèn)或觀點(diǎn)，在課堂教學(xué)中盡可能地把學(xué)習(xí)的主動(dòng)權(quán)交給學(xué)生，把發(fā)現(xiàn)和探索的主動(dòng)權(quán)交給學(xué)生。有時(shí)甚至需要我們敢于拿出“實(shí)驗(yàn)的時(shí)間”來(lái)進(jìn)行所謂的“非常規(guī)實(shí)驗(yàn)”，讓學(xué)生充分感受到自由探究的樂(lè)趣與成功的喜悅。

只有當(dāng)我們主動(dòng)在實(shí)驗(yàn)中關(guān)注學(xué)生獨(dú)特的自我需要，留給學(xué)生必要的實(shí)驗(yàn)空間和發(fā)展空間，才能讓學(xué)生享受奇妙的實(shí)驗(yàn)文化，從而讓自由精神在充滿(mǎn)活力的實(shí)驗(yàn)土壤里自由生長(zhǎng)。

四、人文科學(xué)——提升實(shí)驗(yàn)文化的內(nèi)涵

當(dāng)今社會(huì)科技和知識(shí)不斷迅猛發(fā)展，而學(xué)生人文素養(yǎng)卻愈發(fā)缺失的現(xiàn)狀已成為我們教師心頭的隱痛。我們廣大物理教師應(yīng)該認(rèn)識(shí)到：物理作為初中科學(xué)教育的重要組成部分，不僅是傳授科學(xué)知識(shí)的途徑，也是培養(yǎng)學(xué)生人文科學(xué)的重要學(xué)科。

初中物理是中學(xué)生對(duì)于物理知識(shí)剛起步的階段，學(xué)生普遍對(duì)新奇的實(shí)驗(yàn)感到好奇，能夠積極主動(dòng)地融入實(shí)驗(yàn)中去，這為學(xué)生進(jìn)行人文科學(xué)提供了良好的基礎(chǔ)。但物理教師目前普遍對(duì)“人文科學(xué)”不夠重視，缺乏對(duì)物理實(shí)驗(yàn)中人文科學(xué)素材的挖掘和傳授，造成了目前課堂實(shí)驗(yàn)中常見(jiàn)的科學(xué)與人文的嚴(yán)重分離。為此，教師要主動(dòng)轉(zhuǎn)變教學(xué)思想，主動(dòng)挖掘和學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)中的人文科學(xué)內(nèi)容，自我提升實(shí)驗(yàn)文化的內(nèi)涵。同時(shí)要重視利用實(shí)驗(yàn)來(lái)培養(yǎng)學(xué)生人文科學(xué)的策略，改善實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，將人文文化與科學(xué)文化進(jìn)行滲透結(jié)合，讓學(xué)生在獲得知識(shí)的同時(shí)，培養(yǎng)正確的價(jià)值觀、世界觀、哲學(xué)思想和科學(xué)精神。

在實(shí)驗(yàn)中加入人文科學(xué)的內(nèi)容，不僅能夠激法教師課堂的獨(dú)特魅力，提升物理實(shí)驗(yàn)的文化內(nèi)涵，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，也能使學(xué)生受到科學(xué)和人文兩種文化的熏陶，逐漸培養(yǎng)自身的人文素養(yǎng)。只有學(xué)科教育與人文教育相互滲透，我們的課堂才能達(dá)到為社會(huì)培養(yǎng)高素質(zhì)、全面發(fā)展的人才的最終教育目標(biāo)。

五、結(jié)語(yǔ)

物理學(xué)的精髓在于培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)精神。丁肇中先生指出：實(shí)驗(yàn)精神在科學(xué)上是最為重要的。物理實(shí)驗(yàn)文化的追求實(shí)際上是課堂從知識(shí)向文化的轉(zhuǎn)化，是實(shí)驗(yàn)教學(xué)本質(zhì)的回歸。實(shí)驗(yàn)文化是滲透人文教育的有效途徑，我們物理教師既要充當(dāng)物理知識(shí)的傳授者，更要擔(dān)當(dāng)起文化傳播者的角色。我們要充分認(rèn)識(shí)到物理實(shí)驗(yàn)是文化和精神的活的載體，是學(xué)生接受文化熏陶的重要手段，是積淀科學(xué)和文化素養(yǎng)的重要途徑。只有將物理文化融入到物理實(shí)驗(yàn)中才能夠培養(yǎng)學(xué)生的探索精神和創(chuàng)新意識(shí)，切實(shí)提高學(xué)生的綜合素養(yǎng)。

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