職業(yè)教育論文-實現(xiàn)科學教育與人文教育有機融合的探索.doc

職業(yè)教育論文-實現(xiàn)科學教育與人文教育有機融合的探索摘要：課程教材研究所物理課程教材研究開發(fā)中心組織編寫的普通高中課程標準實驗教科書物理（選修1-1），側(cè)重物理學與社會科學和人文學科的融合，強調(diào)物理學對人類文明的影響。在挖掘物理學的人文教育價值方面實現(xiàn)一些突破。教材突出人文教育的特色，力求較完美地實現(xiàn)科學教育與人文教育的有機融合，向?qū)W生提供正確的人文導向，引導學生確立正確的人生觀和價值觀。關鍵詞：人文；教育；物理；物理學史在普通高中課程標準實驗教科書物理（選修1-1）的編寫中，我們在精要地展示物理學核心內(nèi)容的同時，注意突出物理學深刻的文化內(nèi)涵。使學生經(jīng)歷從觀察、認識形式多樣的電磁現(xiàn)象到構建統(tǒng)一的電磁理論的探究過程；了解這些物理知識產(chǎn)生的背景及由此引發(fā)的人類思維、生產(chǎn)方式、生活方式的變革；認識科學技術和社會發(fā)展的互動關系；體會科學家不畏艱辛、勇于探索和創(chuàng)新的精神。1教材著眼于學生的終身發(fā)展，努力向?qū)W生提供正確的人文導向，力求較完美地實現(xiàn)科學教育與人文教育的有機融合。一、展現(xiàn)科學文化與人文文化的相互影響著名科學家拉比曾經(jīng)說到：“只有把自然科學和人文科學融為一體，我們才能期望達到與我們的時代和我們這一代人相稱的智慧的頂點?！?物理學是自然科學的重要分支，在把自然科學和人文學科融合的新教育理念上，承擔著其他學科不可替代的重要任務。在這本物理教材中，我們展示了物理學的發(fā)展與人文文化的相互影響，使學生感受科學文化與人文文化的相互促進作用。教材在致同學們中從人類社會發(fā)展的大背景中，展示了科學技術的發(fā)展對人類文化的影響：“遠古荒蠻的文明之初，投擲、尖劈、杠桿等知識幫助原始人群度過了漫長的舊石器時代。由于改造自然的能力的低下，人類創(chuàng)造了聽命于自然的圖騰文化。弓箭、鉆木取火的發(fā)明，是最早的技術革命，它催生了畜牧業(yè)以及制陶和冶金技術。金屬農(nóng)具的普遍使用，使人類進入到農(nóng)業(yè)社會，產(chǎn)生了具有田園意趣、以自然啟示人格和藝術的人文文化。從近代歐洲的文藝復興開始，科學實驗開辟了科學革命的道路，理性精神強力地滲透到文化當中，把人類推進到科學文化的時代。”我們在展示物理知識的過程中，也注意介紹科學文化與人文文化的相互影響。例如，第一章第一節(jié)是通過講故事的方式引出人類對電的認識過程的：“電閃雷鳴是常見的自然現(xiàn)象蒙昧時期的人們認為雷電是“天神之火”，在很長的歷史時期內(nèi)對它充滿畏懼。歐洲的文藝復興使得科學精神得到解放。活躍的科學思想和對自然現(xiàn)象豐富多彩的認識，鼓舞著人們擺脫傳統(tǒng)觀念和進行獨立思考的勇氣18世紀中葉，歐洲街頭盛行像演雜技那樣的靜電表演。1746年，富蘭克林在歐洲看到了這樣的表演，新奇的現(xiàn)象激發(fā)了他極大的興趣，就此開始了他的實驗研究”又如，在教材第一章第四節(jié)用“眾僧齊躍”的漫畫和生動的敘述引出了最早的電容器“萊頓瓶”。這些小故事展現(xiàn)了人們對神奇的電的威力的好奇。我們通過列舉大量史實，說明人類關于電現(xiàn)象的研究是在好奇心的引導下，從研究神奇的靜電現(xiàn)象開始的。人們對電的認識經(jīng)歷了從天上到人間、從定性到定量的歷程，使人類對電現(xiàn)象的認識從神學發(fā)展到科學。而這些與歐洲文藝復興時期人們思想解放的大背景有關。在普通高中課程標準實驗教科書物理（選修1-1）的編寫中，我們注意自始至終貫穿這種教育理念。例如，第二章“司南”的章首圖，第二章第一節(jié)中的“鄭和下西洋”，散布在教材各處的與物理學發(fā)展相關的“郵票”等，都試圖潛移默化地對學生樹立科學文化觀起到積極的作用。二、加強“科學技術社會”的教育我們在本教材中，編寫大量“科學技術社會”的內(nèi)容，進行科學價值觀的教育。人類在這個世界上，主要是通過對自然的認識和利用，求得自身的生存和發(fā)展。人類認識自然、利用自然的歷史，是人類歷史的一條主線。教材在緒言中敘述了以物理學理論和相關技術突破為先導的近代三次技術革命的發(fā)生及其對社會進步的巨大作用。這樣，就把物理學的發(fā)展放到整個社會發(fā)展的大背景中，使學生認識物理學的重大進步在人類的認識和生產(chǎn)力發(fā)展中產(chǎn)生的震撼人心的沖擊和推動。在科學技術高度發(fā)展的今天，科學技術影響到社會生活的方方面面?？茖W技術已經(jīng)賦予了人類強大的能力。我們的教育要使學生具有這樣的素質(zhì)：可以不了解某些科學技術的細節(jié)問題，但應當了解如何掌握科學技術的應用方向，以有益而非有害的方式使用這種力量。我們在教材編寫上以充分的材料，在能源、資源、生態(tài)、環(huán)境等關系社會可持續(xù)發(fā)展的熱點問題上，揭示科學技術的“雙刃劍效能”，以確立正確的對科學技術功能的社會評價觀念，增強學生的社會責任感，使學生“學會關心”：關心人類的命運，關心社會的可持續(xù)發(fā)展，關心科學技術的正確應用，促進形成正確的科學價值觀。教材注意體現(xiàn)科學、技術、社會的相互關系，例如，在第四章“電磁波及其應用”中，我們先介紹麥克斯韋在理論上預言了電磁波，再介紹赫茲在實驗上證實了電磁波的存在，然后介紹電磁波在現(xiàn)代社會生活中的應用，最后一節(jié)“信息化社會”，把學生的視野擴展到科學技術給社會生活帶來的巨大變化上。這樣，我們以具體的歷史發(fā)展的時間為線索，展示科學帶來技術的發(fā)展，促進社會生活的變化。我們還用漫畫“互聯(lián)網(wǎng)改變了我們的生活和工作方式”形象地展示了這種變化，通過“大家談”的欄目讓學生從正反兩方面談科學技術對社會生活的影響。為了進一步展現(xiàn)科學技術與社會的相互關系，我們注意強調(diào)人、社會與自然生態(tài)共榮，和諧發(fā)展。例如，我們談到太陽輻射時寫道：“眼睛把太陽在最強輻射區(qū)的輻射作為自己的接收對象，這樣就能看到最多的東西，獲得最豐富的信息。讀到這里，你是否又一次感到了自然萬物的絕妙與和諧？這是巧合呢，還是人類進化的結果？”在“尋找地外文明”一文中，我們呼吁：“時至今日，人們還沒有找到地外文明。現(xiàn)在人類發(fā)現(xiàn)，文明星球目前只有一個地球。生活在地球上的人們應該更加愛護自己的地球母親?！比l(fā)掘物理學史在科學思想和方法上的教育功能現(xiàn)有的物理學知識都是人類從與自然界的長期對話中，經(jīng)過無數(shù)的曲折與反復，進行抽象概括而獲得的。3對現(xiàn)有知識的歷史考察，可以把發(fā)現(xiàn)過程放在更真實的背景下，讓學生了解科學問題是如何提出的，它的自然原型和理想模型是什么，問題是如何解決的，相應的概念和定律是如何萌生、提煉和發(fā)展的，從而達到對知識本質(zhì)的深入理解。在本教材中，我們精選了一些史料，運用歷史與邏輯結合的方法，幫助學生理解相關知識的本質(zhì)和內(nèi)涵，并得到物理思想上的升華。培養(yǎng)崇尚科學的信念，即樹立對科學理性的堅定信仰，是培育科學精神的基石。在教材中，從科學定律神奇的預測和辨識功能中，引導學生體驗科學的巨大威力，激發(fā)他們崇尚科學的情結，并提高他們抵御偽科學的免疫力。例如在電磁學內(nèi)容中，從奧斯特、法拉第的發(fā)現(xiàn)到電機的研制和電動力的廣泛應用，從麥克斯韋電磁場理論到對電磁波的預言和電通信事業(yè)的輝煌發(fā)展，都展示出科學理論的這種功能，教材給予明確的揭示和熱情的頌揚。獨立思考和獨立判斷的能力，首先表現(xiàn)為懷疑和批判的精神。批判的頭腦，懷疑的目光，是激勵創(chuàng)新的先導。在以往的教學中，強調(diào)培養(yǎng)學生分析問題和解決問題的能力，我們認為在培養(yǎng)探究精神上，更應該強調(diào)提出問題的能力。因為，創(chuàng)造性活動總是起始于對困難或問題的認識，是圍繞著解決問題展開的。我們在教材中注意揭示物理學探索過程中問題背景的演化，闡明重大物理學問題產(chǎn)生的歷史條件和所導致的重大發(fā)現(xiàn)，培育學生善于提出科學問題的靈性和聰慧。例如，奧斯特從對電磁分立的懷疑開始，導致了電流磁效應的發(fā)現(xiàn)；麥克斯韋從對已知的電磁學規(guī)律的矛盾開始，提出“變化的電場產(chǎn)生磁場”的假說而完成了電磁場理論的創(chuàng)立，等等。在物理知識的探求中，物理學家們鑄造和采用了一些有效的方法。如觀察實驗方法（庫侖發(fā)現(xiàn)電力作用定律，富蘭克林發(fā)現(xiàn)電荷守恒，奧斯特和法拉第的重要發(fā)現(xiàn)，赫茲檢驗電磁波，等等）；綜合歸納方法（麥克斯韋創(chuàng)立電磁場理論）；科學假設方法；類比推理方法；等等。幾乎在每一項重要的發(fā)現(xiàn)中，都有生動鮮活的研究方法的使用。我們在教材內(nèi)容的闡述中，在知識和結論的講述上，注意揭示科學發(fā)現(xiàn)的方法論因素，期待科學大師們采用巧妙的方法作出科學發(fā)現(xiàn)的案例和經(jīng)驗，能在學生的記憶中長期保留下去，并從中受到熏陶和感悟，產(chǎn)生科學思維訓練的長效作用。在傳統(tǒng)的物理教材和教學中，向?qū)W生講述的多是科學中理性的、邏輯的方法。而在實際的科學發(fā)現(xiàn)中，科學家們的創(chuàng)造工作卻常常帶有濃厚的非理性、非邏輯的色彩。當一個科學家致力于解決某個問題時，對他的自由創(chuàng)造很少有意識地規(guī)定什么限制?？茖W發(fā)現(xiàn)雖然可以通過不同的途徑獲得，但本質(zhì)上都是一種為解決科學問題而進行的試探性的猜測，必須依賴于以對經(jīng)驗的共鳴的理解為依據(jù)的直覺。直覺、靈感、頓悟、大膽猜測、科學想象，都是非邏輯的創(chuàng)造思維形式。高中物理選修第1系列的教材，改變傳統(tǒng)教材的做法，通過展示科學發(fā)現(xiàn)中的大量事例，反映了科學創(chuàng)造的這種非理性、非邏輯的特質(zhì)?？茖W想象力和大膽猜測，是創(chuàng)造性思維的重要特征，也是科學研究中的實在因素。對于培養(yǎng)創(chuàng)造性人才的目標來說，進行這種非邏輯的思維訓練，是不容忽視的。教材介紹了法拉第關于電場線、磁場線的直觀想象，引導他創(chuàng)立了“場”的新概念?？茖W家的科學信念，實際上也是直覺思維和科學洞察力的一種表現(xiàn)形式。教材還介紹了奧斯特一直堅持各種自然力的統(tǒng)一性，法拉第本能地相信電磁作用的對稱性以及超距作用的可疑，使他們執(zhí)著地走向最后的成功。正因為許多重要的概念和假設，本身就不是從已有的理論中邏輯地推演出來的，如果在教學中以純粹的邏輯方法來講授，當然也是不可能的。例如，法拉第研究磁與電的相互關聯(lián)與轉(zhuǎn)換時，一批不同國家的科學家也在同時進行同一領域的研究，但大多都沒有成功。原因看來十分簡單，他們都把磁生電想象成是與電生磁相同的“穩(wěn)態(tài)”效應。只有法拉第在大量實驗中悟出電磁感應現(xiàn)象產(chǎn)生的關鍵在于它是一種“瞬態(tài)”效應。第三章第一節(jié)中的“遺憾出自哪里”介紹了科拉頓實驗，說明就是因為未能在“瞬態(tài)效應”這一重要觀念上有所突破而錯失了發(fā)現(xiàn)機遇。在本章教材中，編者注意引用科學史實中的失敗案例來闡述物理觀念變革重要性，這有助于提升學生的思維品質(zhì)，學會一些有用的科學思想方法，也使他們體會到物理知識形成過程的鮮活、可信，增進了學習物理的興趣。四、探究方法不僅限于實驗探究，更注意培養(yǎng)學生的探究精神以學生為學習主體的高中物理選修第1系列教材，在內(nèi)容的處理上，盡量回避繁難的數(shù)學公式的應用和計算，多采用定性或半定量的方法講述，以適應學生的能力水平。不在物理學的計算難度上下工夫，而注重引導學生在科學探究過程中建立大的科學觀和研究方法是本書的特點。例如，第三章第一節(jié)“電磁感應現(xiàn)象”，教材注意以當時科學家探究電磁感應現(xiàn)象的線索對內(nèi)容作適當安排，并增加一些可讀性較強的科學史料欄目，以突出對相關知識形成的“過程與方法”的展示。本節(jié)教材的整體設計是以探究的思路展開的，教材的內(nèi)容結構概括如下圖?！半姶鸥袘笔请姶艑W的核心內(nèi)容，盡管教材依據(jù)普通高中物理課程標準（實驗）的規(guī)定，已大大地降低了難度和要求，所涉及的知識均屬于“了解”層次，但如何使學生能夠比較清楚地了解電磁感應現(xiàn)象，識別產(chǎn)生感應電流的前提條件，仍是教學中的難點，需要循序漸進的概念構建，做較多的實驗演示和探究討論。這無疑給教學上帶來一個兩難局面：一方面要通過這一重要的物理概念規(guī)律的教學，給學生進行必要的科學素養(yǎng)訓練和知識儲備；另一方面，“電磁感應現(xiàn)象”的發(fā)現(xiàn)過程本身體現(xiàn)豐富的科學思想與文化底蘊，應作重點展示，以突出物理教育的人文價值。為解決這一教學疑難，教材不拘泥于傳統(tǒng)教學所關心的“知識點”，注意以發(fā)現(xiàn)“電磁感應現(xiàn)象”的認識程序和邏輯環(huán)節(jié)為主線，適當梳理相關知識脈絡，并在學生對物理觀念和圖景已有所領悟的基礎上，盡可能按這部分知識形成的本來面目，把這一探索過程的科學思想方法展現(xiàn)給學生，使學生在體驗科學家對未知世界的探究過程中，學習科學探究的方法。在發(fā)展創(chuàng)新精神的今天，科學探究是非常值得提倡的學習活動。但這里應該強調(diào)，物理教學中的探究類型不應僅限于實驗探究，探究的方式也不應局限于固定的操作程式。具體到高中物理，特別是物理選修第1系列的教學，其科學探究活動更應不拘一格。除了初中階段學生就已熟悉的實驗探究，我們還設計了一些不全是實驗或完全沒有實驗的探究，例如，文獻檢索研討類探究，社會調(diào)查分析型探究以及包括“理想實驗”在內(nèi)的理性思辨性探究，等等。事實上，只要能夠圍繞某一科學課題，讓學生通過自主的問題解決過程，變未知為已知，提升科學素養(yǎng)，就是好的科學探究課。我們在教材的第三章和第四章都設計了課題研究這類的探究活動。例如，第三章的第七節(jié)“課題研究：電在我家中”是根據(jù)普通高中物理課程標準（實驗）關于擴展學生自主學習和獨立探索能力要求而設置的物理研修專題。為突出選修1模塊的人文特點，課本選擇了更偏重物理與技術、社會發(fā)展互動的家庭用電課題，相信會引起學生的研究興趣。本節(jié)的課題比較注重調(diào)查研究和查閱資料方法在課題研究中的作用，從課題的提出、研究形式與方法、研究的內(nèi)容、研究成果的表現(xiàn)形式給出提示，并給出一些參考資料。這對于學生（文科）而言，無疑更有現(xiàn)實意義。五、進行正確的思想教育物理學是探討物質(zhì)結構和運動規(guī)律的學科，它著重于物質(zhì)世界普遍而基本的規(guī)律的探討，與哲學的關系是十分緊密的。從對物理學發(fā)展史上的大量發(fā)現(xiàn)個例的分析中不難看出，哲學在諸多物理發(fā)現(xiàn)中，特別在一些具有劃時代意義的發(fā)現(xiàn)中，具有不可忽視的啟迪作用?？茖W發(fā)現(xiàn)無論如何也離不開正確的哲學觀點的指導，正如愛因斯坦所說：“如果把哲學理解為在最普通和最廣泛的形式中對知識的追求，那么顯然，哲學就可以被認為是全部科學研究之母。”4我們在“場的物質(zhì)性”“能的物質(zhì)性”“電磁世界圖景”以及“近距作用與超距作用的對立”的介紹中，都力求貫徹辯證唯物主義哲學觀點的教育。科學理論的真理性與其表現(xiàn)形式的簡單、對稱、和諧統(tǒng)一是互為表里的。美學的直覺和高超的審美鑒賞力，引導著科學家叩開科學真理的大門。這本教材，結合知識的講授，引導學生去認識自然界質(zhì)樸的統(tǒng)一，認識科學理論內(nèi)在的美，從而潛移默化地培養(yǎng)他們的科學鑒賞力。除此以外，我們還注