物理文化与物理教育

        在知识经济时代，科学技术扮演着重要的角色。从某种程度上说，21世纪的竞争就是科技实力的竞争。因此我们不能忽视科技教育，但是科技并不是{wn}的，它无法解决价值的问题，也不能无休止地推动社会进步。当前的社会存在着拜金主义泛滥、道德沦丧、人性的自我失落、xx、环境污染、生态环境的极度破坏等问题，人类社会开始受到大自然和人类自身的报复。因此我们不得不考虑科技价值、人的价值、社会价值相互协调的问题：为此我们就物理学科来论述物理文化的教育功能，并联系当前的物理教育提出了一些传播物理文化的构想。

    一、物理文化简析

    物理学无疑具有两大社会功能：其一是认识自然界、认识字宙、推动科技进步和经济发展的社会功能；其二，由于几百年来积累起来的丰富科学成果和思想文化成果．在培养人幻科学思想、科学方法、科学精神、科学品质等方面具有特殊的教育功能和文化功能。①对于其文化功能，我们认为物理文化是科学文化的一部分，而科学文化又是文化的一个子系统。关于文化，《辞海》的解释是：”文比从广义来说，指人类社会历史实践过程中所创造的物质财富和精神财富的总和。狭义来说指社会的意识形态，以及与这相适应的制度和组织机构。”②据说到20世纪60年代，对文化的定义就达160种之多。有学者认为，文化“实质就是——人造的——凡是人为之物，凡有人工痕迹者，皆为‘文化’；范围就是——第二自然——人类在从初民时代到当代社会的历史发展中．为自己营造的生存、温饱和发展的环境”③。文化是一定社会群体的行为活动及其物质产品与精神产品。简单地讲，文化的要素只有两个：一个是社会群体活动：一个是这种活动的成果。文化总是为社会群体共同创造，共同拥有，共同享受。文化的存在形式是社会群体活动的成果，有物质产品和精神产品两种形式。物质产品是群体活动所创造的物质存在物，如生产工具、科研与教学仪器、生活用品等等。除此而外的非物质形态的成果即为精神产品，如社会意识及相应制度与组织机构、文学、艺术、科学、宗教等。对于文化整体来讲，其物质方面与精神方面是相互联系，不可分割的。因此，科学文化也包含着物质与精神两个方面。物理文化就是人类的物理科学技术活动及其创造的物质产品与精神产品。物理文化的存在，表现在以下四个方面。

    {dy}，是从事与物理科学密切相关活动的社会群体及其活动。这一社会群体包括从事物理科学研究的科研人员、从事物理科技转化工作的技术人员、物理教育工作者和物理知识的学习者。科研人员是物理世界的直接探索者，他们把人类对物理世界的认识构造成理论。技术人员使物理科学以技术的形式，通过生产劳动为人类创造物质财富。物理教育工作者使物理科学技术得以传播。物理知识的学习者享受物理科学教育，并在将来参与现代化社会生活和生产。如此广泛的社会群体及其活动，是物理文化存在与发展的根本保证。

    第二，是以物理学的专业语言、符号所记录和表达的物理科学理论体系。人类在观察和解释物理现象的过程中，建立了物理概念，发现了物理规律，构建了物理理论，并用专门的语言和符号表达出来。物理概念、规律、理论与理论方法、物理思想等构成了一个综合的物理知识系统。这是人类认识物理世界的劳动与智慧的结晶，是物理文化的知识形态。

    第三，是以物质形式存在的物理科研仪器设备，以及以物理原理为核心的技术所创造的生产和生活工具。人类在探索物理世界的过程中创造了大量的科研仪器设备，用以改善观测条件，扩大观测范围。小自教学实验中的停表、卡尺、天平、气垫导轨、验电器、电流计、透镜等，大至科学实验中的激光发生器、全息照相设备，乃至粒子加速器、正负电子对撞机、运载火箭、月球探测器等等。它们既是物理学发展的工具，也是物理知识传播的手段。在生产和生活领域，人们使用着大量的以物理原理为核心的技术所创造的工具，如内燃机、发电机、电动机、视听设备、通信设备．计算机及计算机网络等等。它们使物理文化以物质的形态对人类生产和生活方式产生影响。

    第四，以观念形态存在的物理科学品质。物理科学本身是人类文化的一部分，它的形成、传播、发展并不是脱离人文环境的超现实的过程，而是与人的思维及社会密切相关的。因此，在物理科学及其相关活动中，包含着科学精神、科学态度、科学道德和政治思想等，反映着物理科技工作者的世界观、价值观和人生观。在现代社会中，任何一个参与社会活动的人，都必然置身于物理文化的影响之中。

    二、物理文化的教育功能

    物理文化为人类创造了巨大的物质财富和精神财富，它渗透的范围是如此之广阔，以致于社会各行业各阶层的人都自觉不自觉地参与到物理文化活动中来，经受物理文化的熏陶，无论是在生活或生产中，还是在管理及决策中，都能体现出物理文化的功能。在科技研究和教育中，物理文化更能发挥其重要作用。

    物理文化育人功能的内涵十分丰富。物理文化不仅能使受教育者得到科学理论教育，而且能使受教育者得到人文理念教育。

    1．物理文化的科学理论教育功能

    物理文化的科学理论教育功能主要是通过物理教育来实现的。学前期和小学阶段，儿童通过观察和学习自然常识，开始认识一些常见的物理现象和简单的物理概念。从初中开始，青少年逐步接受越来越系统的物理学科教育，从而得到知识与技能、方法与能力和物理思想的培养。物理文化的这种功能表现在许多方面。

    首先，使受教育者得到科学认知的培养。作为物理文化形式之一的物理科学理论体系，是自然科学中{zj1}代表性的知识体系，它载录了人类认识物理世界的智慧成果。我们知道，认识是人脑对客观事物的反映，总带有主观的特征，对于我们周围存在的同样的事物，宗教、迷信、神话都可以作出各自的解释。但是，大量事实证明只有科学的认识才是合理的、正确的。使人类获得关于物理世界的科学认识，无论在社会发展史上，还是在现实生活中，都具有极其重要的意义。物理文化通过系统的物理教育，可以使受教育者理解和掌握基本的物理概念、规律和理论，形成对物理世界乃至对整个自然界的科学认识，从而使物理科学得以传承和发展。

    第二，使受教育者得到智慧的启迪。物理科学不只是一种认识成果，更是一个认识过程。因此，物理教育传播物理文化，不仅使受教育者学到现成的知识，也使他们经历一个科学探究的过程。在这个过程中，他们要进行观察、实验操作，要运用物理方法进行探究和思考，要进行猜想、假设、验证，要进行拓展和应用，等等。这样，就可以得到操作技能和心智技能的锻炼，并得到多种能力的提高，实现智能的发展。由于物理科学最典型地体现了科学理论的逻辑性、方法性、实证性、精密性和实用性，所以物理教育在发展学生智能和启迪学生智慧方面起到独特的作用。正因如此，接受过系统的物理教育的人，往往在未来的工作中具有更强的适应性。

    第三，对受教育者进行物理思想的教育。物理思想是比物理概念、规律、方法等更概括、更抽象的认识。物理思想虽含有一些人文理念成分，但主要还是一种科学认识。物理思想不仅在认识程度上超越具体的物理概念、规律、方法等，而且在人的行为活动中具有意识导向的作用，因而对物理科学理论自身的发展及其应用更具有指导作用。物理思想深含在物理知识当中，使得物理文化经过物理教育进行传播时，具有继承物理思想、发展物理思想和应用物理思想的功能。

    2．物理文化的人文理念教育功能

    物理文化活动是人类文化活动整体的一部分。以知识形式存在的物理科学理论体系是一种精神产品。虽然物理现象及其中的内在联系是客观的，但对物理现象及其中联系的描述以及对物理理论的构建却带有主观的色彩，因而具有深刻的人文特征。物理科学队产生到发展，一刻也没有脱离社会的影响。反过来，物理科学也一直对社会发生着作用：这就使物理文化不仅具有科学理论的育人功能，还具有更为深刻的人文理念的教育功能。

    {dy}，对受教育者的世界观的培养。首先，标志着严格意义上的科学诞生的经典物理，是在冲破了宗教神学的桎梏，并以西方文化的逻辑化传统和实验验证思想取代了纯粹的思辨之后才建立起来的。从此以后的物理科学的每一次重大发展，总是与人类的思想观念相互作用，相互影响，紧密地联系在一起。这就使物理科学理论不可避免地体现某种自然观、社会观、科学精神和人文精神。另外，就物理科学本身来讲，它具有鲜明的认识论和方法论特征，总是和哲学思想密切相关，从而包含着丰富的辩证唯物主义观点。由此可见，物理文化不仅能影响人的自然观，也能影响人的社会观。

    第二，对受教育者的精神面貌的培养。人们认为，在科学内部存在着自我发展的推动力。这种推动力正是人类在科学活动中所形成的科学精神、科学态度、科学道德和科学思想的集中表现。这些科学品质已成为科学的不可或缺的部分。前面已讨论过，物理科学中也包含着丰富的科学品质培养因素，而且可以经过物理教育内化到受教育者的身心之中。物理文化的传播，可以使所有享受物理文化的人，通过认识物理科学发展的历史，通过了解一代代物理学家的奋斗经历，受到科学品质的熏陶，树立良好的精神风貌。

    第三，使受教育者树立正确的科学价值观。物理科学的形成和发展，荡涤着腐朽的宗教神学和落后的封建迷信思想，特别是由它引起的一次次工业革命显示着科学的巨大力量，使科学的观念日益深入人心，使科学成为人类认识自然、认识社会和思维的重要手段。然而，以物理科学为代表的自然科学的发展，并不全都如此美好。当人们看到极端功利地使用科学技术给人类的生存环境造成种种危害时，不得不重新审视对科学技术的价值的认识，形成新的科学价值观。物理科学促进了内燃机效率的提高，也由此造成了废气与噪声的污染；物理科学促进了核能的开发利用，也导致了核武器用于杀害人类。现在，电子计算机及计算机网络已经迅速深入到社会各个领域，除数学科学的应用外，物理科学再一次显示着它的物质创造力量。但是，我们同时也看到，有多少少年儿童沉醉于电子游戏当中，有多少“电脑黑客”在窃取种种机密或者制造“病毒”吞噬大量的信息。在物理文化日益深入到社会生产和生活领域中时，人们逐渐认识了科学发展的两面性特点，并由此规范科学活动和行为。

    第四，对受教育者科学审美情趣的培养。物理科学包含着非常丰富的美。我们可以从物理现象、物理规律的描述和物理理论的构建等方面来体验物理科学的美。在物理现象中，我们可以看到奇异的晶体结构和形状、美丽的彩虹、色彩斑斓的干涉和衍射条纹、规律性的振动、神奇的激光、奇妙的光谱等等；在物理规律的表述方面，开普勒的行星运动描述、牛顿的万有引力定律和库仑定律、麦克斯韦电磁理论方程、能量的转化与守恒的机理、爱因斯坦质能方程等等，也使我们感受到物质世界相互联系之美妙。在物理理论的构建方面，牛顿力学体系的公理化结构、爱因斯坦相对论的简洁优雅等等，更使我们体会到人类在科学探索上对美的追求。另外，在物理思想与数学表达的结合上，我们也能享受一种精妙、奇巧的美。物理文化的确具有审美教育价值，可以使受教育者得到科学美的陶冶。

    物理文化的科学理论教育功能和人文理念教育功能，使我们认识到物理文化不仅具有科学教育价值，更具有人文教育价值，从而帮助我们更好地理解物理教育。

    三、物理文化与物理教育

    物理教育是物理文化的一部分，属于物理文化活动范畴；物理文化要借助物理教育得以传播、继承和发展。从文化的角度来认识物理科学，必然要以新的概念、新的思维来认识物理教育，从而赋予物理科学素质教育以新的内涵。

    1.物理文化观下的物理教育

    物理文化观念表明，物理科学不单具有科学技术特征，还具有深刻的人文特征。因此，物理教育必须在科学理论教育和人文理念教育两方面发挥作用。其一，考虑到社会发展对科学技术的需求．物理教育必须使尽可能多的受教育者获得系统的物理知识，使他们获得物理概念，理解物理规律，学习物理方法，发展物理能力，形成物理思想。其二，物理教育必须把人文理念教育贯穿其中，并把它放在一个重要的位置上。这不单是政治的或道德伦理的要求，更是科学发展和社会发展的要求。其三，当物理教育面对一个从事与物理知识和物理技能联系不大的工作的群体时，应在加强科学普及的基础上，突出物理文化的人文理念教育功能。因为，任何一个参与现代化生活的公民，都需要了解科学，并以正确的科学价值观参与社会决策。

    2．物理教育传播物理文化的构想

    树立物理文化观念，在物理教育中体现物理文化的双重教育功能，是物理教育面临的一个新的课题。物理科学素质教育在这方面已作出了探索，但这仅仅是个开始。

    首先，物理教育需要继续对物理教学方法进行深刻检讨。现代化的社会生活使越来越多的人更深切、更直接地感受到物理科学知识的重要性，而与此形成鲜明对照的是越来越多的人对物理学科敬而远之。是人们不喜欢物理科学知识吗?显然不是。多少年来，物理教育总是强调其科学、严密，把物理科学描述成独立于人的意志而存在的至高无上、神秘莫测的理论，忽略了人的精神意志的作用，忽略了其中的人文精神。物理学科变得艰涩难懂、冷酷无情，令人可望而不可及。或许人们担心，在物理教育中进行人文理念教育会削弱其科学理论教育的功能。然而，如果读一读《普通人的物理世界》、《时间简史》、《可怕的对称》等著作，感受一下其中那些奇异的思维方式、深邃的思想和伟大的智慧，就会相信人文理念对物理科学理论教育也具有相当大的价值。物理教学方法需要进行人文化改造。

    第二，应该结合人类文化发展的历史、科学思想和物理思想发展的历史进行物理教育，了解物理科学的成长与整个科学及社会发展的相伴相随的关’系。这是物理教育人文化的有效途径。物理教育传播物理文化，只有把物理文化放在人类文化和思想的历史背景当中，才能真正理解其文化的内涵，才能真正发挥其育人功能。

    第三，物理教育应该强调科学的人文化和人文的科学化。物理教育传播物理文化，不是表面上的科学精神、态度、道德教育，不是形式的政治思想教育，而是与物理科学知识紧密联系的实实在在的人文理念教育。

    第四，物理教育应该形成一个开放的物理文化教育体系。传播物理文化不应局限于课堂，应该引导学生充分利用各种传播媒体来接受物理文化教育，要充分利用物理文化的物质成果，使学生在学习、家庭生活及社会生活中体验物理文化的价值。

释：

    ①社论．21世纪物理教育展望[J]．物理通报，1998(1)．

    ②辞海编辑委员会．辞海[M]．上海：上海辞书出版社，1989．4022．

③冯之浚．科学与文化[M)．北京：中国青年出版社，1990．111．

作者：王全 母小勇（苏州大学物理学系，江苏苏州  215006）