培育实验文化，提升科学素养

姚晓峰

摘要：物理学科是几千年社会文明中的优秀文化，而物理实验则是物理文化传播的主要载体。将文化与科学结合开展实验教学，可以让学生充分掌握物理知识的形成背景和演变过程，不仅能够改变物理枯燥乏味的形象，提高学习物理的兴趣，也能使学生受到科学和人文两种文化的熏陶，逐渐培养自身的人文素养，更好的实现文化的传播和知识的传承。

关键词：实验文化;科学素养

物理学是实验科学，实验是学习物理的基础，也是物理发展的根源。物理实验对于学生掌握物理基本知识有着不可替代的作用，是物理教学中的必要环节，实验已经成为我们当前物理课堂的重要组成部分。

然而，我们的实验教学由于应试教育的限制，教师们在实际教学中过分偏重于实验的知识部分，如实验的目的、原理、步骤、结论等，而对于物理实验文化教育却逐渐淡化甚至消失，导致中学物理实验文化缺失严重。

要知道，教育的一项重要任务是文化的传承。物理教师的基本任务不仅仅是传递物理知识，更主要之一是传递物理文化，以保证物理文化得以延续和发展。若离开了“文化”这一要素，“实验”就成了无源之水，无本之木。因此，物理实验的文化教育应该成为中学物理教学的应然任务。

一、经典史实——充实实验文化的底蕴

物理实验是物理理论建立的基础，任何物理规律都不可能脱离物理实验事实而建立起来。物理学家为了探索自然的规律，往往要从事多年的艰苦实验，甚至有的还要冒着生命的危险来进行实验探究。我们应该让学生知道：物理的发展史，就是物理的实验史。物理的实验史，其本身就是一个文化史。

开展对实验文化培养的第一步就是要将物理实验史上的“经典实验”与教学实际有机结合来，从而充实实验文化的底蕴。例如：物理书本引言中美国科学家富兰克林的故事就是我们充实学生实验文化的第一课。他为什么被人称为“想把上帝和雷电分家的狂人”？谁是雷电实验的第一个牺牲者？教堂装上避雷针这又充满了怎样的曲折过程？法国人曾经如何把富兰克林作为崇拜的偶像？英国当时的国王乔治二世为与作为美国文化象征的尖头避雷针势不两立做出了什么样的奇怪决定？我们不能像以往那样天真荒谬地对学生讲述“瓦特看到水壶盖被顶开而发明蒸汽机的故事”，而应该通过真正的经典史实来充实实验教学情境，真实展示当时物理家们研究的社会背景，揭示他们的思维过程与实验方法，形象化描述他们研究物理的艰辛历程以及执着追求真理的奉献精神。

“经典史实”是学生知识学习的重要隐形资源，教师通过挖掘后转化为感性化的教学内容，可以大大充实物理实验的文化底蕴，让学生从实验中汲取所蕴含的科学精神和前进动力，并获得探究学习的无穷乐趣。

二、问题意识——播撒实验文化的种子

实验教学中往往研究的“问题”“以课本为中心”，很少有教师真正从学生自我发现和自我发展的层面上主动地要求学生提出问题并进行书本外的实验探究。长期以往，学生的自我问题意识自然逐渐退化，实验的积极性也日趋下降。

科學探究的第一要素就是“提出问题”，要求学生首先“能够发现与物理学有关的问题”。但问题意识不是天生的，教师要主动激发学生的问题意识，使学生潜伏的、固化的问题意识转化为显现的、能动的问题意识。一方面教师可以利用名言事例来鼓励学生，培养学生的问题意识。如：著名物理学家爱因斯坦的名言：提出一个问题往往比解决一个问题更重要;费曼的绕口令诗句：“我想知道这是为什么。我想知道这是为什么。我想知道为什么我想知道这是为什么。我想知道究竟为什么我非要知道我为什么想知道这是为什么！”;在哥廷根大学玻恩教授主持的讨论会有一个基本口号：“愚蠢的问题不仅允许而且受欢迎”。同时，教师要充分认识物理实验文化的独特特征，积极利用实验为载体在课堂中营造出实验文化环境。利用初中生具有好问、多问的特点，借助于显现的实验现象来引发问题和再生问题，让他们不由自主地问自己“是什么”、“为什么”、“怎么办”。只有为解决这些问题，学生才会真正启动思维，从而对知识的掌握更为深刻。

产生学习愿望的根本是问题。在中学物理实验教学中培养学生的问题意识是我们教育的一个重要任务，它是我们播撒下的实验文化的种子，只有它才能让师生在实验教学中演绎出最美丽的花朵。

三、自由精神——关注实验文化的生长

教师本可以通过物理实验营造一个有利于学生充分发展，积极自主的学习空间，从而让学生在积极主动的探索过程中实现能力的全面发展。但实际物理实验中常常“要求青少年离开自己的发展特点去模仿成人在规定的时间、规定的地点、按规定的方式完成规定的操作，不许变化也不许玩耍。”[]实验成人化必然使学生失去独立思考和自由发展的机会，只能让学生按照课本和教师的意图去想、去说，去做，这显然不利于培养学生实验的自由精神。

爱因斯坦说过“学校的目标应是培养独立思考和独立工作的人”。实验是辅助学生自主思考和自主学习的一个重要过程，对学生而言，实验文化层面就包括着观赏实验的奇妙现象、享受实验的科学乐趣、体验实验的探究过程等。

在实验中教师要避免人为地规定学生按部就班的去实施实验过程，而是要在建立平等民主的师生关系上关注营造和谐愉悦的实验教学氛围，建构以“学生为中心，充分发挥学生学习主观能动性”的实验课堂。教师要尊重学生与众不同的提问或观点，在课堂教学中尽可能地把学习的主动权交给学生，把发现和探索的主动权交给学生。有时甚至需要我们敢于拿出“实验的时间”来进行所谓的“非常规实验”，让学生充分感受到自由探究的乐趣与成功的喜悦。

只有当我们主动在实验中关注学生独特的自我需要，留给学生必要的实验空间和发展空间，才能让学生享受奇妙的实验文化，从而让自由精神在充满活力的实验土壤里自由生长。

四、人文科学——提升实验文化的内涵

当今社会科技和知识不断迅猛发展，而学生人文素养却愈发缺失的现状已成为我们教师心头的隐痛。我们广大物理教师应该认识到：物理作为初中科学教育的重要组成部分，不仅是传授科学知识的途径，也是培养学生人文科学的重要学科。

初中物理是中学生对于物理知识刚起步的阶段，学生普遍对新奇的实验感到好奇，能够积极主动地融入实验中去，这为学生进行人文科学提供了良好的基础。但物理教师目前普遍对“人文科学”不够重视，缺乏对物理实验中人文科学素材的挖掘和传授，造成了目前课堂实验中常见的科学与人文的严重分离。为此，教师要主动转变教学思想，主动挖掘和学习实验中的人文科学内容，自我提升实验文化的内涵。同时要重视利用实验来培养学生人文科学的策略，改善实验教学方法，将人文文化与科学文化进行渗透结合，让学生在获得知识的同时，培养正确的价值观、世界观、哲学思想和科学精神。

在实验中加入人文科学的内容，不仅能够激法教师课堂的独特魅力，提升物理实验的文化内涵，提高学生学习的兴趣，也能使学生受到科学和人文两种文化的熏陶，逐渐培养自身的人文素养。只有学科教育与人文教育相互渗透，我们的课堂才能达到为社会培养高素质、全面发展的人才的最终教育目标。

五、结语

物理学的精髓在于培养实验精神。丁肇中先生指出：实验精神在科学上是最为重要的。物理实验文化的追求实际上是课堂从知识向文化的转化，是实验教学本质的回归。实验文化是渗透人文教育的有效途径，我们物理教师既要充当物理知识的传授者，更要担当起文化传播者的角色。我们要充分认识到物理实验是文化和精神的活的载体，是学生接受文化熏陶的重要手段，是积淀科学和文化素养的重要途径。只有将物理文化融入到物理实验中才能够培养学生的探索精神和创新意识，切实提高学生的综合素养。

参考文献：

[1]解世雄《关于物理文化的学术探讨》自然辩证法研究.2004，20 （11）：17-21

[2]胡平《中学物理实验教育的文化价值简论》物理教师.2007，28 （11）：36-40

[3]张明辉《物理文化融入大学实验室中的思考》物理教师.2014 （14）：9-10