在中学物理实验教学中培养学生人文素养的思考

徐新兵

(苏州大学 江苏 苏州 215006 ； 苏州甪直中学 江苏 苏州 215127)

1 引言

20世纪后期，科技发展引发的环境与资源危机日益加剧，它给人类社会固有生产方式、社会伦理、人类尊严和人的精神世界带来的一系列严重问题，人们已明确意识到科学技术的发展离不开人文精神的引导和限制[1]．人文素养的灵魂，不是“能力”，而是“以人为对象、以人为中心的精神”，其核心内容是对人类生存意义和价值的关怀，传播科学文化，消除科学与人文之间的隔阂[2]．弘扬和塑造人文精神，是当今科技社会的重要任务，也是物理教学的重要任务．下面仅结合物理实验教学的教学实践，以中学物理实验教学中如何培养学生的人文素养为例，谈些粗浅认识．

2 在中学物理实验教学中培养学生的人文素养

20世纪中后期,人们已强烈地意识到必须改变教育中过度的科学主义和功利主义教育,提出了科学-人文主义的教育目的观.“以科学为基础和手段,以自身的完善和解放为最高鹄的,从而使人与自然、人与社会、人与人和谐共处．”[3]

物理实验教学在传授给学生物理知识、思维方法、操作技能，使学生受到严格的、系统的实验技能训练的同时，也要求通过实验教学开发学生的潜能，促进学生的全面发展，培养学生实事求是、坚持真理、勇于创新、锲而不舍的科学态度和合作意识、规范意识、个人责任感、团队精神等人文素养．所以，在物理实验课的教学中要把学生真正的作为教学的主体 ，要充分考虑学生的差异性，强调学生的个性发展的需要，因材施教 ．

2.1 鸟瞰十大经典科学实验中的人文思想

很难想象，十大经典科学实验竟然经典在利用普通的实验桌上最简单的实验仪器和设备上， 成为开创一个时代的的丰碑．

美国两位学者请全美物理学家提名有史以来最出色的十大物理实验，结果刊登在了2002年9月份的美国《物理世界》杂志上．十大经典实验分别是[4]：埃拉托色尼测量地球圆周长、伽利略的自由落体实验、伽利略的加速度实验、牛顿的棱镜分解太阳光、卡文迪什扭矩实验、托马斯·杨的光干涉实验、米歇尔·傅科钟摆实验、罗伯特·密立根的油滴实验、卢瑟福发现核子实验、托马斯·杨的双缝演示应用于电子干涉实验．

比如伽利略的落体实验与斜面实验．伽利略的落体实验揭开了物理学的真正开端，从而使物理学从哲学大家庭脱离出来，真正成为了一门独立的科学．在落体实验之后，伽利略为了更精确地研究物体运动的规律，设计了著名的斜面实验，变革了亚里士多德提出的运动学基本原理，从根本上将运动学的焦点集中到了“加速度”这个新的物理量上来．从落体实验到斜面实验再到后来的理想斜面实验，伽利略基本上确定了惯性定律和基本的运动学定律，斜面实验没有用简练的语言概括归纳出这些规律，而牛顿完成了这项工作．如果说苹果落在了牛顿的头上，那么这棵孕育了科学硕果的苹果树就是由伽利略种下的[5].

可见在物理学飞速发展的今天，即使物理实验手段愈加多样化，实验仪器更多地借助于各种高新技术，但是经典的物理实验仍然有其强大而旺盛的生命力．依托这些实验展开的教学还能够使学生通过实例、通过体验物理学家探索之路，体会实验所透露的科学家的人格魅力，更深刻、更直观地体会物理实验之美，培养学生的美学价值，进一步搭建科学与人文的交融之桥．

2.2 通过演示实验培养学生的人文素养

在物理教学中，演示实验的作用是不能忽略的．古人云:“百闻不如一见．”可以毫不夸张地说，演示实验是物理教学最具特色的学科教学语言的表达形式．教师精心选择、巧妙构思课堂演示实验，并在课堂上一丝不苟地去操作完成全过程，让学生目睹物理实验展示出来的美，是物理审美化课堂教学的一个重要方面．

教学中可以安排好演示实验使教学效果恰到好处．设法让学生多动手做实验(边学边实验、分组实验、课外实验)，不仅可以满足学生操作的愿望，更重要的是可以让学生不断体会“发现”和“克服困难解决问题获得成功”后的喜悦，从而提高兴趣、增强信心、增强学习的欲望，进而转化为一种热爱科学的素质和志向[6].所以，在课堂教学中，为了充分挖掘学生的创造潜能，实验前可先设计问题让学生猜测、探究，然后进行实验检验、分析、讨论，最终得出结论．这样做，可以在培养学生的优良思维品质和创新能力等方面发挥着独特的功能和作用，真正做到以学生为主体、教师为主导的师生合作的教学模式，从而提高课堂教学效率，实现人文精神的渗透．

2.3 通过学生独立实验和合作实验培养学生的人文素养

十大经典实验中所用的仪器基本是普通的仪器和设备，在今天的物理教学中，到处可以看到它们的踪影．不管是演示实验还是学生实验，作为实验，它本身就包含着复杂的认识活动．通过观察现象、亲自安装实验设备、使用仪器等各种实际操作，以及处理数据得出结论并写出实验报告，可以逐步培养学生掌握知识、技能和进行观察研究、探讨的能力，提高分析问题和解决问题的能力．让学生在实践中学会尊重、学会理解、学会宽容与合作．教师则以自己的学识智慧 、高尚的人格力量、感染学生、引导学生，让学生从教师的言谈举止中感受到人文关怀．在物理实验过程中引导学生体会并参与创造良好的科学人文环境，鼓励学生动手操作，和同学建立和谐的关系[7]．

在实验中，教师精心设计实验教学过程，通过合作实验使学生的协调能力、合作精神都得到发展．如：给学生提供足够的空间和条件让学生在科学实验的过程中体会科学家们发明创造的艰辛和人类认识自然的喜怒哀乐、酸甜苦辣．在实验教学中，应尽量采取探索形式，避免依葫芦画瓢的做法．在实验中，教师要提出富有探索意义的问题，鼓励学生自行设计实验解决；对于实验过程中出现的异常现象，应鼓励学生进一步探索，分析原因．要让学生认识到，不能满足先辈已经做过的、已被实践证实的规律,还应努力开拓未知领域．

例如在学习“牛顿第三定律”时，教材内容很简单；为了能让学生深刻理解物体相互作用的规律，体验合作精神，笔者设计了如下的教学过程：

(1)让两个力量较为均衡的学生手拉手，各向对方施力，两同学均有被拉的体验，说明拉力的作用是相互的；

(2)在实验小车上放一玩具电风扇，小车放在平滑玻璃板上，打开电扇的同时，实验小车后退，说明扇叶与空气的作用是相互的；

(3)发给每两位同学两只已加了气的气球，让每位学生各拿一只气球，先使两球接触，再将自己的气球挤压对方的气球，观察到两个气球同时发生形变，说明作用力与反作用力的同时性；

(4)每两位同学发下两只同规格的弹簧测力计，通过学生自己动手实验定量地得出作用力与反作用力等大、反向，作用在两个物体上．

整节课全体学生都能积极主动地参与，在亲身体验中掌握规律，提高了学生的观察和实验能力、归纳和总结能力、交流和合作能力．

物理实验课是一种有利于发挥学生的主体性、创造性，培养健全的人格，加速实现自我的教学形式．因此必须充分利用物理实验课的这一重要阵地，对学生渗透人文精神，使物理实验课充满人文关怀．

参考文献

1 续佩君.物理教学中进行人文教育的几个理论问题.首都师范大学学报，2003(6)

2 范志华.人文素养在当代大学生中的缺失与重建.学校党建与思想教育，2005(12)

3 扈中平.挑战与应答.济南：山东教育出版社，1995

4 吴承埙，等.十大经典物理实验专题介绍.物理通报，2003(4～12)

5 崔 璐.物理实验对科学与人文素养的影响.华东师范大学硕士论文，2007

6 陶洪.物理实验论.南宁：广西教育出版社，1996(10)

7 任伟杰.中学物理教学中培养学生人文精神的思考.东北师大硕士论文，2006