物理學(xué)前沿問題之我見

1、面對(duì)現(xiàn)代物理中學(xué)物理老師的思考 科學(xué)技術(shù)正在迅速發(fā)展，知識(shí)經(jīng)濟(jì)已初見端倪。誰掌握了21世紀(jì)的教育，誰就在未來的信息社會(huì)及國際競爭中取得主動(dòng)權(quán)。面對(duì)新形勢，實(shí)施素質(zhì)教育，尤其是物理教學(xué)現(xiàn)代化已成了時(shí)代的要求。與這種現(xiàn)代化要求相伴隨的是教師必須把握物理學(xué)前沿的脈搏。為了能與物理學(xué)前沿接軌，教師該怎么辦呢?本人就這一問題談一點(diǎn)淺見。 一、應(yīng)補(bǔ)充新知識(shí)，提高自身的文化素養(yǎng)由于歷史的原因，目前絕大多數(shù)的中學(xué)物理教師是狹窄的專業(yè)模式中培養(yǎng)出來的，教師在大學(xué)時(shí)代學(xué)習(xí)的知識(shí)很多已經(jīng)陳舊、過時(shí)，如果試圖靠吃老本，那是絕對(duì)行不通的?，F(xiàn)代社會(huì)青少年學(xué)生的知識(shí)信息來源非常廣泛，各種渠道的信息擴(kuò)大了學(xué)生的知識(shí)面，但也給

2、他們帶來了各種新問題，他們希望從教師那里找到正確答案?！耙虢o學(xué)生一杯水，教師就得有一桶水”。當(dāng)今學(xué)生這個(gè)“杯子”越來越大了，如果教師還靠自己桶里原來那么點(diǎn)水，怎么能夠?qū)W生舀的呢?更重要的是，我們應(yīng)有一桶流動(dòng)的水，常言說，流水不腐，即我們的知識(shí)應(yīng)該吐故納新，使我們具有一桶永遠(yuǎn)是新鮮、富有營養(yǎng)、受學(xué)生歡迎的高質(zhì)量的水。楊振寧教授曾經(jīng)指出：“中國的研究生興趣太窄，對(duì)物理學(xué)方面的興趣太窄，對(duì)一般的事物的興趣也顯得太窄。我覺得這是一個(gè)不好的普遍現(xiàn)象?！边@種興趣狹窄的普遍現(xiàn)象的造成，不是一朝一夕形成的，這當(dāng)中也有因我們中學(xué)物理教師的知識(shí)陳舊、知識(shí)面狹窄而應(yīng)負(fù)的不可推卸的責(zé)任。隨著“3+”高考模式在全國的

3、普遍推廣，各學(xué)科之間相互聯(lián)系、相互滲透的趨勢日益明顯，這就更要求我們中學(xué)物理教師注意利用一切機(jī)會(huì)充實(shí)自己，擴(kuò)大自己的知識(shí)面，提高自身的文化素養(yǎng)，在掌握精深的專業(yè)知識(shí)基礎(chǔ)上，廣泛涉獵相關(guān)學(xué)科的知識(shí)，如生命科學(xué)、文史知識(shí)、教育理論知識(shí)等。無論社會(huì)如何發(fā)展，豐富的知識(shí)底蘊(yùn)、廣博的信息含量始終是教師取得成功的基礎(chǔ)之一。20世紀(jì)的物理學(xué)已取得的成就是極其輝煌的。時(shí)至今日，物理學(xué)仍是一門充滿生機(jī)和活力的學(xué)科，它的創(chuàng)造性進(jìn)展仍日新月異，整個(gè)物理學(xué)，在21世紀(jì)將有一個(gè)更加輝煌的發(fā)展。由于物理學(xué)研究對(duì)象的擴(kuò)展，從宏觀到微觀，從傳統(tǒng)的物理過程到化學(xué)過程，從無生命到有生命，以至很難用傳統(tǒng)的眼光來界定什么是物理學(xué)了。

4、正如國外物理學(xué)家風(fēng)趣地說：“什么是物理學(xué)?物理學(xué)家所做的工作就叫物理學(xué)。”例如，1995年在我國廈門召開的第十九屆國際統(tǒng)計(jì)物理學(xué)大會(huì)，有相當(dāng)一部分論文的題目看起來不大像物理學(xué)，如“心率、蟑螂、曲折的河流、文字的存儲(chǔ)”等。今天的物理學(xué)已代表著一套獲得知識(shí)、組織知識(shí)和運(yùn)用知識(shí)的有效步驟和方法，把這套方法運(yùn)用到什么問題上，這問題就成了物理學(xué)。2001年3月2日，江澤民等黨和國家領(lǐng)導(dǎo)人到北京展覽館參觀了“863”計(jì)劃15周年成就展，在展區(qū)內(nèi)陳列著“世界上第一輛載入高溫超導(dǎo)磁懸浮實(shí)驗(yàn)車”，“長了人耳的老鼠”，“種在海水里的蔬菜”，“高溫氣冷實(shí)驗(yàn)堆”等。這些成就均可劃歸到物理學(xué)的范圍內(nèi)，從這種發(fā)展趨勢來看

5、，中學(xué)物理教師必須跟蹤物理學(xué)的前沿進(jìn)展，按照物理學(xué)發(fā)展的趨勢，改變我們單一的知識(shí)結(jié)構(gòu)，以適應(yīng)新形勢的要求。二、應(yīng)更新教育思想，樹立全新的教育理念目前，全國各地正在進(jìn)行著轟轟烈烈的教育改革，即從傳統(tǒng)的應(yīng)試教育轉(zhuǎn)變到素質(zhì)教育上來，但這種改革的步伐緩慢，實(shí)質(zhì)性的進(jìn)展不明顯，究其原因是多方面的，但教育思想嚴(yán)重滯后，對(duì)于傳統(tǒng)的教育觀念、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段、教學(xué)方法偏愛至深，形成了一種強(qiáng)大的傳統(tǒng)慣性，以至難以轉(zhuǎn)向，不能不說是主要的原因之一。目前世界各國的理科教育，特別是物理教育，明顯的特征是：從強(qiáng)調(diào)知識(shí)內(nèi)容向獲取知識(shí)的科學(xué)過程轉(zhuǎn)變；從強(qiáng)調(diào)單純積累知識(shí)向探求知識(shí)轉(zhuǎn)變；從強(qiáng)調(diào)單科教學(xué)向注重不同學(xué)科相互滲透轉(zhuǎn)變

6、。相比之下，我國的中學(xué)物理教學(xué)忽視科學(xué)歸納，忽視發(fā)散思維、形象思維和創(chuàng)造性的直覺思維，忽視主動(dòng)獲得信息與信息交流的訓(xùn)練，忽視學(xué)生獨(dú)立學(xué)習(xí)與思考的訓(xùn)練，忽視開發(fā)學(xué)生非智力因素的訓(xùn)練。這些弊端由來已久。我國中學(xué)物理教學(xué)傳統(tǒng)的講課風(fēng)格是細(xì)嚼慢咽式的，教師把知識(shí)組織得井井有條，滴水不漏，對(duì)課程內(nèi)容的每一個(gè)細(xì)節(jié)都作詳盡的解說，對(duì)學(xué)生可能出現(xiàn)的問題一一予以告誡，久而久之，學(xué)生養(yǎng)成了唯書、唯師的學(xué)習(xí)習(xí)慣，缺乏創(chuàng)造的熱情和競爭的態(tài)勢。同樣，我國的中學(xué)物理教師長期在統(tǒng)一的教學(xué)大綱，統(tǒng)一的教材，統(tǒng)一的考綱，統(tǒng)一的考試下，已習(xí)慣于把自己的思想和興趣局限于這統(tǒng)一的框架內(nèi)。教師的創(chuàng)造性逐漸地被磨滅，多數(shù)教師不敢輕易地將

7、有爭議的尚未定論的或正處于發(fā)展之中的科技新成就，科學(xué)新思想介紹給學(xué)生，將物理學(xué)的前沿知識(shí)排斥于教育之外。在這樣的物理教育思想指導(dǎo)下，只讓中學(xué)生了解物理學(xué)的昨天，而不懂得重要的是應(yīng)讓中學(xué)生知道物理學(xué)的今天，更不會(huì)讓他們?nèi)ヌ剿魑锢韺W(xué)的明天。出現(xiàn)這一系列現(xiàn)象的根源是陳舊的教育觀念。教育部長陳至立最近強(qiáng)調(diào)：必須轉(zhuǎn)變教育只為分?jǐn)?shù)服務(wù)的目標(biāo)觀，樹立教育為提高人民素質(zhì)，為社會(huì)主義現(xiàn)代化服務(wù)的目標(biāo)觀。我們的中學(xué)物理教學(xué)一定要給學(xué)生日后接受各種新觀念、新思想作好鋪墊，而不能將中學(xué)物理講得太“絕對(duì)”，太“確定”，太“線性”。應(yīng)當(dāng)讓中學(xué)生體驗(yàn)到物理學(xué)是一門發(fā)展中的科學(xué)，是現(xiàn)代前沿科學(xué)中最為激勵(lì)人心的學(xué)科之一。這就要

8、求我們每個(gè)中學(xué)物理教師不盲從權(quán)威，不迷信教條，敢于大膽想象，大膽創(chuàng)新。同時(shí)，我們必須要對(duì)物理學(xué)現(xiàn)代進(jìn)展的各個(gè)前沿領(lǐng)域，如超導(dǎo)技術(shù)、同步輻射、遙感技術(shù)、核磁共振、可燃冰、新材料、納米技術(shù)等，有一概括的清晰的了解。中學(xué)物理教師應(yīng)樹立全新的教育理念。三、應(yīng)掌握現(xiàn)代教育技術(shù)，改進(jìn)物理教學(xué)方法從傳播學(xué)的角度看，教育是憑借一定的媒體與相應(yīng)的教學(xué)方法與手段才能進(jìn)行的活動(dòng)。我國傳統(tǒng)的教學(xué)方法與手段以傳授知識(shí)為主，強(qiáng)調(diào)以課本、課堂、教師為中心，運(yùn)用灌輸式、一言堂的教學(xué)方法，使用黑板加粉筆的教學(xué)手段，這種現(xiàn)象對(duì)目前教學(xué)改革的進(jìn)一步深化將成為“瓶頸”因素，嚴(yán)重地制約與阻礙了教學(xué)改革的深入?，F(xiàn)代教育技術(shù)的發(fā)展，特別是

9、多媒體教學(xué)、遠(yuǎn)程教育、網(wǎng)絡(luò)教育的發(fā)展，突破了時(shí)間與空間的限制，極大地方便了中學(xué)物理教學(xué)，使中學(xué)物理知識(shí)與現(xiàn)代物理學(xué)的前沿知識(shí)更能有機(jī)地聯(lián)系起來。如用微機(jī)來模擬宇宙大爆炸，使學(xué)生了解宇宙初始階段的物理過程：從宇宙大爆炸開始，宇宙經(jīng)歷了一個(gè)由熱到冷、由密到稀的演化史，經(jīng)歷了漫長的年代，彌漫的氣體凝聚為氣體星云，氣體星云再慢慢地收縮成星系和恒星，逐漸成為今天我們所觀測到的宇宙，這就為學(xué)生將來進(jìn)一步探索宇宙起源和演化的奧秘，揭開暗物質(zhì)之迷，建立新的時(shí)空觀埋下了伏筆，從而為學(xué)生提供了廣闊的視野?，F(xiàn)代教育技術(shù)可以使學(xué)生充分地利用視覺和聽覺去獲取知識(shí)，綜合利用各種儀器進(jìn)行學(xué)習(xí)，并極大地豐富了教學(xué)內(nèi)容，可使學(xué)

10、生在有限的時(shí)間里獲取更多的知識(shí)，提高了教學(xué)效益?，F(xiàn)代教育技術(shù)可以達(dá)到形聲并茂，色彩逼真，表現(xiàn)手法靈活多樣，寓教于樂，寓教于美，對(duì)學(xué)生掌握知識(shí)、形成技能、發(fā)展能力、提高素質(zhì)都具有顯著的促進(jìn)作用?，F(xiàn)代教育技術(shù)的多種功能，優(yōu)化了教育教學(xué)過程，現(xiàn)代教育技術(shù)的發(fā)展，必然引起教育思想、教育觀念、教育體制以至教學(xué)內(nèi)容、教材形式、教學(xué)手段、教學(xué)方法、教學(xué)模式等方面的變革。當(dāng)然，現(xiàn)代教育技術(shù)絕不是強(qiáng)加在傳統(tǒng)教育體系上的一堆儀器，也不是傳統(tǒng)程序上的增添或擴(kuò)大一些什么東西，只有當(dāng)教育技術(shù)真正統(tǒng)一到整個(gè)教育體系中去的時(shí)候，只有當(dāng)教育技術(shù)促使我們重新考慮和革新這個(gè)體系的時(shí)候，現(xiàn)代教育技術(shù)才具有價(jià)值，否則現(xiàn)代教育技術(shù)將無

11、用武之地。誠然，現(xiàn)代教育技術(shù)能否成功地為中學(xué)物理教育服務(wù)，關(guān)鍵在于教師要學(xué)會(huì)對(duì)媒體的使用，并熟練運(yùn)用現(xiàn)代教育技術(shù)的理論和方法指導(dǎo)教學(xué)活動(dòng)及整個(gè)學(xué)習(xí)過程進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，促成有效學(xué)習(xí)發(fā)生在每個(gè)學(xué)生身上，這對(duì)中學(xué)物理教師掌握信息技術(shù)的水平提出了新的要求，為此，中學(xué)物理教師必須緊跟時(shí)代發(fā)展的步伐，了解物理學(xué)近代發(fā)展的前沿領(lǐng)域。四、應(yīng)積極參與物理教育科學(xué)研究要提高廣大中學(xué)物理教師的業(yè)務(wù)水平素質(zhì)，必須進(jìn)行教育科學(xué)研究，物理學(xué)的現(xiàn)代進(jìn)展將為中學(xué)物理教師科學(xué)研究提供寬廣的研究領(lǐng)域。用現(xiàn)代的觀點(diǎn)來重新審視中學(xué)物理的概念、原理、規(guī)律、觀點(diǎn)是否過時(shí)，各規(guī)律的相對(duì)位置是否發(fā)生了變化，在中學(xué)物理各部分內(nèi)容的講授中如何滲透

12、現(xiàn)代物理知識(shí)等都是值得深入研究的。也許有的教師會(huì)認(rèn)為現(xiàn)代物理學(xué)發(fā)展的前沿與我們相距遙遠(yuǎn)，把它們介紹給中學(xué)生更不現(xiàn)實(shí)，但事實(shí)并非如此。物理學(xué)的近代發(fā)展或前沿領(lǐng)域，是在原有內(nèi)容的基礎(chǔ)上驟步發(fā)展起來的，或者說，物理學(xué)的現(xiàn)代進(jìn)展的根基仍然可以在基礎(chǔ)物理中找到。物理學(xué)最新的發(fā)展其實(shí)離我們并不遙遠(yuǎn)，在中學(xué)物理教學(xué)過程中，完全可以向現(xiàn)代物理學(xué)前沿開“窗口”，也完全能夠找到與現(xiàn)代物理學(xué)前沿相銜接的“接口”。著名物理學(xué)家楊振寧教授曾談到：量子力學(xué)在20世紀(jì)30年代發(fā)展迅速，那時(shí)他在中學(xué)圖書館讀到有關(guān)量子力學(xué)的中譯本，盡管作為中學(xué)生，他對(duì)這門新學(xué)科不全部了解，但學(xué)科嶄新的發(fā)展，奇妙的知識(shí)使他產(chǎn)生了一種向往，這與他

13、后來專攻物理學(xué)不無關(guān)系。這就是一個(gè)很有說服力的典范。隨著素質(zhì)教育的深入實(shí)施，創(chuàng)新教育越來越為人們所關(guān)注。作為創(chuàng)新教育主體的教師，對(duì)學(xué)習(xí)者有著表率作用，對(duì)學(xué)習(xí)者創(chuàng)造性的培養(yǎng)有著潛移默化的影響。心理學(xué)家托蘭斯的研究發(fā)現(xiàn)：教師在創(chuàng)造性動(dòng)機(jī)測驗(yàn)中的成績與學(xué)生的創(chuàng)造性能力之間存在一定的正相關(guān)。這說明了教師創(chuàng)造性能力的高低對(duì)學(xué)生創(chuàng)造能力的培養(yǎng)是至關(guān)重要的，只有教師具有較高的創(chuàng)造能力，才可能具有創(chuàng)新教育觀念、教學(xué)方法及人格力量，也才可能發(fā)現(xiàn)、鼓勵(lì)具有創(chuàng)造能力的學(xué)習(xí)者，才有可能激發(fā)學(xué)習(xí)者的創(chuàng)造潛能，因此，時(shí)代更呼喚創(chuàng)造型教師，作為一個(gè)創(chuàng)造型的教師，就必須跟蹤學(xué)科發(fā)展的前沿。結(jié)合各學(xué)科的特點(diǎn)分析，物理教學(xué)理應(yīng)走

14、在創(chuàng)新教育的前列，這就要求我們每一位中學(xué)物理教師都應(yīng)該去搶占創(chuàng)新教育的先機(jī)和制高點(diǎn)。我們不能僅僅停留在“傳道，授業(yè)，解惑”這一層面上，更要善于“啟疑”。正是由于20世紀(jì)初物理學(xué)上空的“兩朵云”，才引發(fā)出相對(duì)論和量子論，由此產(chǎn)生了整個(gè)20世紀(jì)的高科技的迅猛發(fā)展。整個(gè)物理學(xué)，在21世紀(jì)將有一個(gè)更加輝煌的發(fā)展，李政道教授認(rèn)為：“目前的情況與20世紀(jì)初很相似，同樣面臨兩個(gè)疑問：其一，目前的物理理論都是對(duì)稱的，而實(shí)驗(yàn)卻發(fā)現(xiàn)了不少對(duì)稱的破缺；其二，有一半基本粒子是至今一點(diǎn)都獨(dú)立不出來的?！敝挥形覀冎袑W(xué)物理教師積極參與物理教育科學(xué)研究，追蹤物理學(xué)的現(xiàn)代前沿領(lǐng)域，努力提高自身的學(xué)術(shù)水平，才能對(duì)現(xiàn)代物理學(xué)知識(shí)理解得越深刻，才有可能深入淺出、簡明生動(dòng)地向?qū)W生闡述深?yuàn)W的物理學(xué)理論。在