一、两种物理教育观
中学物理教育之目标是什么?尽管建国以来历次教学计划和教学大纲之说法不尽相同,其基本目标都是要与其他学科和其他学校活动一起,“培养有理想,有道德,有文化,有纪律之社会主义公民”(《全日制中学物理教学大纲》,1990年4月第二版)。但是,在实际工作中,两种不同之实践反映出来之却是两种不同之物理教育观。多数人之作法实际是在努力把学生培养成为物理专业工作者,另一种则是力图使物理课程在培养高素质公民之过程中作出贡献。
1. 两种教育观对重点知识之不同认识
中学物理之教学内容分为重点知识、重要知识和一般常识。什么是重点知识?举例来说,一般认为牛顿第二定律是重点知识。1990年教学大纲(修订本)在高一和高三两次安排了牛顿第二定律之教学。按照现行高中课本,包括必修和选修两部分内容,牛顿第二定律和为这个定律做铺垫及随后巩固之教学约达七、八课时,若考虑到其后在学习牛顿第三定律及力学单位制时肯定要出现之有关第二定律之练习,所占课时数还会大得多。关于运动学之三个公式之教学也有类似之情况。如果把这部分内容所需之预备性知识,例如力之分析,所用之教学时间也包括在内,所占课时会更多。至于高三总复习,这部分内容所用时间之比例就更大了。产生上述问题之原因,是因为这些同志们认为,在中学之有限课时内,应该多学一些“主干知识”。所谓主干知识,则是那些在物理学中影响全局之,掌握不好就无法进一步学习之,也就是说,考虑得较多之是物理学科本身,而非公民素质之需要。
2.对于应用性知识在物理课程中之作用,两种教育观有不同之认识
物理学是一门应用性极强之学科,没有物理学就不会有我们今天之文明生活。科学素质,作为公民素质之重要组成部分,不仅指较为丰富之科学知识,而且包括把这些知识应用到日常生活和本职工作中之能力。教学中之应用性实例有多种作用,第一,给学生指出,在实际生活中,什么地方用到了这些知识;第二,这些实例是一些示范,让学生看到,怎样使理论中之公式、条文和现实生活中之问题相互沟通;第三,向学生展示科学技术对于人类社会之意义。我们制定大纲、编写课本和进行教学之人,大多是物理专业出身,在工作中常常不自觉地要把学生复制成我们自己,因此,往往把应用实例处理成诠译理论之工具,好像在物理学中只有系统之理论才是最重要之,因而不能全面发挥教材中应用性实例之作用。
3. 物理课程与其他科学课程之关系
生活在社会中之人对科学知识之需求是综合之,人们为了教学之方便把它们分成了物理、化学、生物等几门课程。物理学是研究物质结构和运动规律之科学,在几门基础学科中,它之研究对象最广泛,它研究之规律最基本。但是,学科之重要性不能等同于学校中课程之重要性。一个有趣之事实是,我们在谈到中学之三门科学课程时,总是按照物理、化学、生物这样之顺序,而英美之教育工作者则相反,说起来总是生物、化学、物理。在问到为什么把生物课程放到这样重要之位置时,他们说,(按照西方人之观点)人最关心之是自已之生活,而人之身体 医学,人之食物 农业,都是和生物学密切相关之,所以社会舆论对于学校中之生物课程十分重视。
二、物理课程应该加宽知识面
物理学发展到今天,已经深入到各种产业和日常生活之各个方面。可以说,在生活中到处都能碰到物理问题。在这种形势下,过窄之物理学知识面不利于学生适应未来之社会生活,也不利于实现物理课程之其他教育功能。
许多与日常生活息息相关之物理知识,在中学物理课本中却难以找到,即使有,也往往作为选讲处理,多数老师不讲。相对湿度是一个常用之物理概念,夏天,人们对于温度之感觉在很大程度上受相对湿度之影响,在技术上,许多仪器设备对相对湿度都有一定之要求,但它在现行课本中只是一个选讲内容。现在,天气预报常讲降水概率,但是,作为应该具有较高素质之公民,有几个高中毕业生能够比较准确地说出概率之含义呢?现实生活中,有之人看问题片面,以偏盖全,究其认识论上之原因,也和缺少概率与统计之观念有关。其实,作为物理学之重要概念(当然也是数学中之重要概念),在热学和原子物理学中,关于概率与统计之问题本应多作一些文章之。
三、必须加强科学方法、科学觉悟和科学精神之教育
如上所述,公民之科学素质首先表现为具有较多之科学知识,此外,还表现为掌握一定之科学方法、具有较高之科学觉悟和较强之科学精神。
1. 科学方法
我国之物理课程一直对学生进行“物理学是从实践中来,到实践中去”这样之教育。要注意不给学生造成这样的错误印象,好像通过课堂上一两个实验,收集三五组数据就可以得出一个物理规律。要让学生认识到,课堂上用于归纳物理规律之实验不过是科学方法的一种演示。要重视“猜测”在科学发展中的作用。我们一直重视从事实归纳科学规律,而后用演绎之方法利用这些规律去解决问题。这样作是正确之,但有两点常被忽略。其一,单纯之演绎不能得到新之认识;其二,单纯之归纳得出之规律只适用于与原型相同之场合,不能成为普遍规律。这两点都告诉我们:创造性思维需要猜想。在新编高中试用教材中,编者多次正面提到“猜一猜”、“可能”这样之词语,这在过去是十分忌讳之。
2. 科学觉悟
科学觉悟,在本文中指之是对于科学技术在人类历史和现实生活中之作用之认识,包括积极之和消极之作用;也指对于科技成果之亲近感。对于科技成果之亲近感是一种重要之科学素质。这样之亲近感属于非智力心理素质,它并不要求人们对新科技成果有深刻之理解,但是从内心里愿意接近它、愿意了解它,在可能之条件下应用它。日常生活中我们可以看到有些人对于新出现之微波炉、IC卡电话,以及过去之压力锅、电子煤气点火器等事物非常关心,有条件时总想试一试,这种作法未必出于具体之功利目之,似乎只是好奇,这就是本文所说之亲近感。相反,有之人,特别是那些本职工作与科学技术距离较远之人,常常对于新科技成果呈茫然、恐惧以至排斥之心态。
3. 科学精神
不唯上、不唯书,不受传统观念之左右,把实践作为检验真理之唯一标准,就是一种重要之科学精神。相信科学技术之力量,是又一种科学精神。关于技术,除了一般理解之产业技术外,还有管理技术,包括使用符号之技术。在工业社会里,管理庞大之企业、管理复杂之社会,需要技术,它是产业技术之延伸。企业和社会之法制化管理,则是科学学科之公理化体系之延伸。科学教育不仅在传授科学知识,它还在塑造人,塑造人之价值观、行为准则和思维习惯。目前一些学校中,对于不准备升入理工科大学之学生,物理课教学不认真,除了应试教育在作怪外,就是对于这门课程在培育学生之科学方法、科学觉悟和科学精神方面之作用认识不够。
四、物理课程和美育
审美素质是人之素质之一个重要方面。美育不仅是艺术类课程之任务,科学课程同样负有美育之责任。物理学作为一门成熟之科学,它把科学之和谐美、简单美、对称美和新奇美全面地展现在我们面前。在供试验用之新高中物理课本中,编者在适当之地方已经用旁批之形式作了指点,目前还只是一种尝试。新教材强调了电学规律与磁规律之对称与不完全对称,同时以注解之形式指出磁单极子存在之可能性,意为向学生展示对称美与对称破缺之美。新教材加强了守恒关系之教学,这也是对称美之一种表现。目前,在科学课程中进行美育之研究还有待进一步深入。
综合以上讨论可以看到,使物理教育(进而科学教育)真正转到素质教育之轨道上来,是一个复杂之系统工程,它涉及课程计划和教学大纲之制定、教材之编写,以及广大教师之教学实践。这里既有教育观念之问题,也有考试制度、学校条件和师资水平等具体问题,还要考虑到巨大之教学惯性。这个转变必须得到社会各方面之认可才能实现。因此,向素质教育之转变是一个长期艰巨之任务,我们科学教育工作者任重而道远。