摘 要：本文結(jié)合文化概念、物理文化概念以及物理學(xué)科自身的特點(diǎn)，從真、善、美三個(gè)維度論述，了解物理文化中“真、善、美”的具體體現(xiàn)，發(fā)掘物理文化中“真、善、美”的內(nèi)涵。

關(guān)鍵詞：物理文化；真；善；美

中圖分類號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-6148（2018）3-0067-4

1 問(wèn)題的由來(lái)

文化是一個(gè)抽象的名詞，關(guān)于文化的概念，《辭海》的解釋是：文化從廣源來(lái)說(shuō)，是指人類社會(huì)歷史實(shí)踐過(guò)程中所創(chuàng)造的物質(zhì)財(cái)富和精神財(cái)富的總和。狹義來(lái)說(shuō)，指社會(huì)的意識(shí)形態(tài)，以及與之相適應(yīng)的制度和組織結(jié)構(gòu)。國(guó)內(nèi)關(guān)于物理文化最早的界定：解世雄在其《物理文化論》[2]一書(shū)中指出物理文化是世界歷代物理學(xué)家在創(chuàng)建物理學(xué)理論過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)、創(chuàng)造和形成的物理思想、物理方法、物理概念、物理定律、物理語(yǔ)言符號(hào)、價(jià)值標(biāo)準(zhǔn)、科學(xué)精神、物理儀器設(shè)備以及約定俗成的工作方法的總和。最新普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)中界定的物理學(xué)科核心素養(yǎng)：物理觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任四個(gè)維度和解世雄界定的物理文化同生同源。

文化說(shuō)不清、道不明，具有隱性，但文化作用外顯后有著強(qiáng)大的影響力。物理文化中兼具“真、善、美”。 因此，了解物理文化中的“真、善、美”，有助于理解普通高中物理學(xué)科核心素養(yǎng)。有助于為最新課程改革中指導(dǎo)教師培育學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)指明方向。

2 厘清物理文化中的“真、善、美”

2.1 物理文化中“真”的體現(xiàn)

2.1.1 體現(xiàn)在研究的對(duì)象是客觀存在真實(shí)的物質(zhì)

物質(zhì)的存在形式有場(chǎng)和實(shí)物兩種。物理學(xué)科不僅研究看不見(jiàn)、摸不著的物質(zhì)，只能通過(guò)轉(zhuǎn)換方法來(lái)感知的場(chǎng)（如電場(chǎng)、磁場(chǎng)等），還要研究空間尺度上大到宇宙、天體，小到微觀粒子、基本粒子，最大和最小的物體之間的空間尺度比值的數(shù)量級(jí)大約為1043；時(shí)間尺度上長(zhǎng)至宇宙年齡，短至基本粒子的壽命，最長(zhǎng)和最短的物體之間的時(shí)間尺度比值的數(shù)量級(jí)大約也為1043。物理學(xué)科是自然科學(xué)的基礎(chǔ)，研究范圍極廣，場(chǎng)和實(shí)物都要研究，并且兩者都是客觀存在的真實(shí)物質(zhì)。

2.1.2 體現(xiàn)在用已經(jīng)檢驗(yàn)的規(guī)律或原理解釋現(xiàn)象

物理定律是真實(shí)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果并加以提煉出的產(chǎn)物，是經(jīng)得起檢驗(yàn)的；物理定理是經(jīng)邏輯推理的產(chǎn)物，雖不能被直接證明，但是符合公認(rèn)的基本事實(shí)?，F(xiàn)象一定是真實(shí)存在的，物理學(xué)科在研究的過(guò)程中，解釋現(xiàn)象的相關(guān)定律、定理等規(guī)律或原理又是符合事實(shí)的規(guī)律。這也是物理文化中“真”的體現(xiàn)。

2.1.3 體現(xiàn)在滲透的基本理念是講究證據(jù)

凡事要講究證據(jù)，而證據(jù)必須有事實(shí)依據(jù)，物理學(xué)科教學(xué)中講究的就是事實(shí)依據(jù)。如學(xué)生審題了解習(xí)題描述的物理情景，通過(guò)建模發(fā)現(xiàn)物理模型，然后選擇合適的物理規(guī)律或原理解題。而學(xué)生在建模時(shí)從原始問(wèn)題到模型之間要尋找模型成立的依據(jù)。物理學(xué)發(fā)展的基本規(guī)律是：理論→實(shí)驗(yàn)→理論→實(shí)驗(yàn)→……即可能是先提出新的理論，再用實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象驗(yàn)證。如果能通過(guò)驗(yàn)證則新的理論就會(huì)得到公認(rèn)并推廣。也可能是先發(fā)現(xiàn)一個(gè)新的現(xiàn)象，無(wú)法用已有的理論解釋，此時(shí)有物理學(xué)科提出一個(gè)新的理論來(lái)解釋這個(gè)現(xiàn)象。提出的新理論只有得到實(shí)驗(yàn)反復(fù)驗(yàn)證才會(huì)被認(rèn)可并推廣。可見(jiàn)，物理學(xué)科是極其講究證據(jù)的，證據(jù)是“真”的體現(xiàn)。

2.1.4 體現(xiàn)在培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)技能的途徑是真做實(shí)驗(yàn)

物理是一門(mén)實(shí)驗(yàn)科學(xué)，通過(guò)物理學(xué)科的實(shí)驗(yàn)教學(xué)可培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能，而培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能時(shí)需要學(xué)生真正動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)。高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的指導(dǎo)思想是：做實(shí)驗(yàn)要做到一個(gè)“真”，凡是分組實(shí)驗(yàn)都要讓學(xué)生動(dòng)手“真”做實(shí)驗(yàn)，演示實(shí)驗(yàn)也要爭(zhēng)取在老師的指導(dǎo)下由學(xué)生代表來(lái)做。學(xué)生真正做過(guò)了實(shí)驗(yàn)，才能深刻領(lǐng)悟?qū)嶒?yàn)的原理、使用器材的注意事項(xiàng)、誤差形成原因等，從而能觸類旁通、舉一反三。通過(guò)“真”做實(shí)驗(yàn)才能真正培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能，使學(xué)生對(duì)物理現(xiàn)象、規(guī)律或原理化知識(shí)的積累為能力的提升。

2.1.5 體現(xiàn)在領(lǐng)悟到的為人標(biāo)準(zhǔn)是實(shí)事求是

物理學(xué)科的研究對(duì)象都是客觀存在的真實(shí)的物質(zhì)；遇到的都是真實(shí)實(shí)驗(yàn)及嚴(yán)謹(jǐn)?shù)睦碚摚皇褂玫慕鉀Q問(wèn)題的方法都是有理有據(jù)、切實(shí)有效的方法；觀測(cè)到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、測(cè)量到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論都是經(jīng)得起反復(fù)驗(yàn)證的。這樣經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的物理學(xué)習(xí)、工作后培養(yǎng)的職業(yè)精神一定是一個(gè)“真”字，反對(duì)弄虛作假，從而領(lǐng)悟到為人標(biāo)準(zhǔn)：做人、做事都要實(shí)事求是。真可謂：“千教萬(wàn)教教人求真、千學(xué)萬(wàn)學(xué)學(xué)做真人”。這正是物理學(xué)科核心素養(yǎng)中的科學(xué)態(tài)度與責(zé)任的體現(xiàn)。

2.1.6 體現(xiàn)在培育學(xué)生具有正確的物理觀念

物理觀念是物理學(xué)科核心素養(yǎng)之一。最新高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)指出：“物理觀念”是從物理學(xué)視角形成的關(guān)于物質(zhì)觀念、運(yùn)動(dòng)與相互作用觀念、能量觀念等的基本認(rèn)識(shí)；是物理概念和規(guī)律等在頭腦中的提煉與升華；是從物理學(xué)視角解釋自然現(xiàn)象和解決實(shí)際問(wèn)題的基礎(chǔ)。學(xué)生通過(guò)物理學(xué)習(xí)可以認(rèn)識(shí)到電場(chǎng)、磁場(chǎng)這種看不見(jiàn)、摸不著的客觀物質(zhì)是真實(shí)存在的，形成物質(zhì)有實(shí)物和場(chǎng)兩種存在形態(tài)的物理觀念；可以理解為什么地面上的人追前面的人需要加速，而衛(wèi)星對(duì)接時(shí)后面的衛(wèi)星追前面的衛(wèi)星需要先減速再加速；可以理解為什么能量守恒但還要節(jié)約能源等。培育學(xué)生形成正確的物理觀念，增強(qiáng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，這既是新課改的目標(biāo)，也正是物理文化中“真”的體現(xiàn)。

2.2 物理文化中“善”的體現(xiàn)

2.2.1 體現(xiàn)在完善知識(shí)系統(tǒng)，形成正確的物理觀念

完善的物理知識(shí)系統(tǒng)是建立正確的物理觀念的必要條件。高中物理教材是基于高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)及學(xué)習(xí)進(jìn)階理論編排設(shè)計(jì)的，起點(diǎn)要求是具有初中物理學(xué)科的基礎(chǔ)知識(shí)，終點(diǎn)目標(biāo)是能夠適應(yīng)個(gè)人終身發(fā)展和社會(huì)發(fā)展需要的必備品格和關(guān)鍵能力。物理學(xué)科學(xué)習(xí)的首要任務(wù)是完善物理知識(shí)系統(tǒng)，不同階段、不同版本的高中物理教材編排結(jié)構(gòu)有所不同，但知識(shí)板塊均涵蓋力學(xué)、電磁學(xué)、熱學(xué)、光學(xué)及原子物理等分支學(xué)科，并且每個(gè)分支學(xué)科都有不同的育人功能，這些學(xué)科知識(shí)形成知識(shí)網(wǎng)絡(luò)，并螺旋上升。學(xué)生形成了完善的知識(shí)系統(tǒng)，才能建立正確的物理觀念。

2.2.2 體現(xiàn)在提高智能水平，善于解決實(shí)際問(wèn)題

物理教學(xué)要抓好明暗兩條主線，明線是物理概念、規(guī)律或原理等物理知識(shí)的傳授，幫助學(xué)生建立物理知識(shí)系統(tǒng)及形成正確的物理觀念；暗線是滲透解決物理問(wèn)題的方法，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維和提升學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的能力?？茖W(xué)思維是物理學(xué)科核心素養(yǎng)之一，通過(guò)物理問(wèn)題指導(dǎo)學(xué)生科學(xué)思維，選擇解決問(wèn)題的最佳方法，并且物理問(wèn)題一般是真實(shí)存在的問(wèn)題，所以可以培養(yǎng)學(xué)生真正解決實(shí)際問(wèn)題的能力。學(xué)生的思維方法得到科學(xué)、規(guī)范的指導(dǎo)與訓(xùn)練，可有效提高學(xué)生解決問(wèn)題的能力，解決問(wèn)題的方法多、效率高是人智能水平高的體現(xiàn)。可見(jiàn)，科學(xué)思維訓(xùn)練提高人的智能水平是物理學(xué)科的功能，也是物理文化中“善”的體現(xiàn)。

2.2.3 體現(xiàn)在物理研究具有向善性，杜絕惡性成果產(chǎn)出

物理學(xué)史研究表明，科學(xué)研究具有向善性，物理是自然學(xué)科的基礎(chǔ)學(xué)科，物理研究也具有向善性。所謂向善性，是指科學(xué)研究的主流方向都是對(duì)社會(huì)進(jìn)步有益的方向。對(duì)社會(huì)有益或促進(jìn)科學(xué)技術(shù)進(jìn)步有益的科研項(xiàng)目，參與的科學(xué)家人數(shù)多并且容易得到各界的支持；對(duì)社會(huì)存在潛在威脅的科研得不到科學(xué)界主流文化的支持，即使有相關(guān)研究成果也會(huì)被嚴(yán)格管控，也得不到廣泛認(rèn)可或推廣；如果對(duì)社會(huì)有危害的科研項(xiàng)目，政府會(huì)利用法律手段進(jìn)行干預(yù)和制止?？梢?jiàn)，物理研究具有向善性，也是物理文化中“善”的體現(xiàn)。

2.2.4 體現(xiàn)在物理助推科技發(fā)展，科技促進(jìn)社會(huì)進(jìn)步

歷史上經(jīng)歷過(guò)的三次工業(yè)革命，第一次是蒸汽技術(shù)革命，第二次是電力技術(shù)革命，第三次是信息技術(shù)革命。當(dāng)今社會(huì)正在經(jīng)歷的第四次工業(yè)革命，是以互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)化、工業(yè)智能化、工業(yè)一體化為代表，以人工智能、清潔能源、無(wú)人控制技術(shù)、量子信息技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)以及生物技術(shù)為主的全新技術(shù)革命。從歷史的發(fā)展可知，每?jī)纱喂I(yè)革命之間的時(shí)間間隔越來(lái)越短，知識(shí)、技能呈幾何級(jí)增長(zhǎng)，社會(huì)發(fā)展的腳步越來(lái)越快。物理助推科技發(fā)展，科技發(fā)展促進(jìn)社會(huì)進(jìn)步?？梢?jiàn)，這也是物理文化中“善”的體現(xiàn)。

2.2.5 體現(xiàn)在物理學(xué)家不計(jì)名利，擁有和善之心

助推物理學(xué)的進(jìn)步與發(fā)展和科研成果的產(chǎn)生往往需要集體的智慧。這個(gè)集體可能是并沒(méi)有交集的幾代物理學(xué)家，也可能是同一時(shí)期的不同地方的物理學(xué)家，也可能是同一個(gè)團(tuán)隊(duì)的物理人。這些人無(wú)論是否認(rèn)識(shí)，交流的共同屬性是學(xué)習(xí)并借鑒同行的科研成果，而科研成果的推出是物理學(xué)家無(wú)私的奉獻(xiàn)，是不計(jì)名利的體現(xiàn)。不同地域物理學(xué)家之間的交流，物理學(xué)家引領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)中成員的團(tuán)結(jié)協(xié)助。這也是物理文化中“善”的重要體現(xiàn)。

2.3 物理文化中“美”的體現(xiàn)

2.3.1 體現(xiàn)在物理學(xué)的抽象之美

原始實(shí)際問(wèn)題情景的描述，通過(guò)忽略次要問(wèn)題因素、突出主要問(wèn)題因素，提煉出物理問(wèn)題，再通過(guò)抽象分析，建立對(duì)應(yīng)的物理模型。物理模型可以用相應(yīng)的物理規(guī)律對(duì)應(yīng)的物理公式來(lái)表達(dá)。物理公式與數(shù)學(xué)表達(dá)式的區(qū)別在于物理公式富有物理意義，同一數(shù)學(xué)表達(dá)式可以描述不同物理情景，但其物理意義完全不同。描述物理規(guī)律的物理公式往往比較簡(jiǎn)潔，一般是初等數(shù)學(xué)表達(dá)形式，物理公式對(duì)應(yīng)的圖像也很簡(jiǎn)潔。這樣物理情景—物理公式（數(shù)學(xué)表達(dá)式）—圖像之間存在對(duì)應(yīng)關(guān)系，物理情景復(fù)雜的文字描述，可以用抽象的物理公式或圖像來(lái)表述。對(duì)于學(xué)過(guò)物理并且具有物理學(xué)科素養(yǎng)的人來(lái)說(shuō)，一看到物理公式或圖像就能說(shuō)出物理情景表述的意義，足以體現(xiàn)物理學(xué)的抽象之美。

2.3.2 體現(xiàn)在物理學(xué)的簡(jiǎn)約之美

2.3.3 體現(xiàn)在物理學(xué)的和諧之美

物理學(xué)的和諧之美體現(xiàn)在一定條件下穩(wěn)定與統(tǒng)一兩個(gè)方面。人們所處的繽紛世界也在日新月異的變化，宇宙在不斷變化，人類所處的地月系統(tǒng)、日地系統(tǒng)也在不斷變化。但月球在繞地球公轉(zhuǎn)、地球在繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)相對(duì)處于穩(wěn)定狀態(tài)，一定條件下的穩(wěn)定狀態(tài)是一種和諧之美。牛頓發(fā)現(xiàn)了牛頓三大定律與萬(wàn)有引力定律把天地運(yùn)動(dòng)規(guī)律和諧統(tǒng)一，麥克斯韋用四個(gè)公式組成的麥克斯韋方程組把電學(xué)、磁學(xué)規(guī)律統(tǒng)一起來(lái)，并且成功地把光學(xué)也納入電磁學(xué)的范疇。在物理學(xué)家眼里，這種穩(wěn)定和統(tǒng)一便是和諧之美。

2.3.4 體現(xiàn)在物理學(xué)的對(duì)稱之美

2.3.5 體現(xiàn)在物理學(xué)的語(yǔ)言之美

物理學(xué)科語(yǔ)言是由必要國(guó)語(yǔ)（如中國(guó)為漢語(yǔ)）和阿拉伯?dāng)?shù)字、英文字母、希臘字母等組成。用規(guī)范的物理學(xué)科語(yǔ)言陳述的科研成果，對(duì)于沒(méi)有物理學(xué)科素養(yǎng)的人看來(lái)是一堆凌亂不堪、毫無(wú)意義、毫無(wú)美感可言的文字；但對(duì)于有物理學(xué)科素養(yǎng)的人看來(lái)是用簡(jiǎn)潔物理公式表達(dá)生動(dòng)的物理意義，抽象的符號(hào)描述準(zhǔn)確的物理情景，是用較少的文字高效表述科研成果的體現(xiàn)。物理學(xué)科語(yǔ)言兼具抽象、簡(jiǎn)約以及和諧之美。

4 結(jié)束語(yǔ)

物理文化中的“真、善、美”不僅具有學(xué)科某一方面體現(xiàn)的或真、或善、或美的個(gè)性，更是“真、善、美”三者兼具的共性，物理學(xué)科的魅力就在于此。學(xué)生學(xué)習(xí)物理首先是欣賞物理文化中的“真、善、美”，然后是領(lǐng)悟這種“真、善、美”，最后內(nèi)化為學(xué)生的物理學(xué)科素養(yǎng)。這是物理學(xué)學(xué)科教育功能的價(jià)值體現(xiàn)。

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