物理学的学科特点及其教育意义详解

物理学的性质决定了物理学具有重要而独特的教育价值。物理学是一门研究物质最基本、最普遍的运动形态和物质的基本结构、相互作用及其运动基本规律的科学。物理学研究的这种最基本、最普遍的运动形态存在于一切高级的运动形态之中,因而物理学揭示的规律和研究方法就具有很大的普遍性,从而使物理学具有重要的技术价值、经济价值、应用价值和教育价值。物理学具有最重要的技术价值和经济价值,它是一切自然科学的基础科学,也是生产技术的理论基础。物理学基础理论的重大突破,往往推动着生产技术的发展与变革,促进新的技术科学的兴起。以蒸汽机为标志的第一次工业革命,以应用电能为标志的第二次工业革命,以及现代科学技术进入原子能、电子计算机、自动化、空间技术、生物材料、基因技术等领域后正经历一场新的工业革命,这些都与物理学的新理论创立和发展密切相关。物理学有重要的应用价值,无论在生产中还是生活中都离不开物理学。物理学有重要的教育价值,物理学的知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观,对人的发展和生存具有重要的意义和作用。物理学的这些性质决定了物理课程的重要性和独特性,同时也规定了物理课程的基本内容。

物理学的学科特点决定了物理课程教学的基本内涵。物理学是发展较早、也是比较成熟的一门自然学科,它不仅形成了完善的知识体系,而且也形成了不同于其他学科的一些特点。从整体上考虑,物理学的学科特点主要表现在五个方面：

第一,物理学是一门实验科学,它的根基在实验。科学探究是学习和领悟物理学的基本途径;

第二,物理学是一门严密的理论科学,它以物理概念为基石、以物理定律为主干,建立了经典与现代物理学及其各分支学科的严密的逻辑体系;

第三,物理学是一门定量的精密科学,它利用种种数学手段为理论与实践(实验)开路,使物理学结论可随时加以检验;

第四,物理学是一门研究物质运动形式最一般规律并且应用十分广泛的基础科学,它是其他自然科学、各种工程技术和国民经济各部门特别是现代新技术革命的基础;(www.xing528.com)

第五,物理学是一门带有方法论性质的科学。

物理学本质揭示了物理教育的基本内涵,物理学本质也是物理课程与教学的理论基础。物理学的特点对物理学习、物理学研究和物理教学都会产生深刻的影响。因此,物理课程的设计就要很好地体现物理学的学科特点。在中学物理课程标准中均有明确的规定,如《义务教育物理课程标准》(2011年版)中指出,“义务教育物理课程作为科学教育的组成部分,是以提高全体学生科学素养为目标的自然科学基础课程。此阶段的物理课程不仅应注重科学知识的传授和技能的训练,而且应注重对学生学习兴趣、探究能力、创新意识以及科学态度、科学精神等方面的培养。”《普通高中物理课程标准》(修订稿)中指出,“高中物理课程是普通高中自然科学领域的一门基础课程,旨在落实立德树人根本任务,进一步提升学生的物理核心素养,为学生的终身发展奠定基础,为人类科学事业的传承与社会的发展做贡献。高中物理课程在义务教育的基础上,帮助学生从物理学的视角认识自然,理解自然,建构关于自然界的物理图景;引导学生经历科学探究过程,学会科学研究方法,养成科学思维习惯,增强创新意识和实践能力;引领学生认识科学的本质以及科学·技术·社会·环境(STSE)的关系,形成科学态度、科学世界观和价值观,为做有责任感的未来社会公民奠定基础。”

物理课程对于促进人的全面而有个性的发展具有不可替代的独特价值和教育作用。物理学作为自然科学的基础学科,对物质文明的进步、人类认识的深化,甚至人类的思维发展都产生了重大影响。物理课程是属于科学领域的一门课程,其核心理念是提高全体学生的科学素养、核心素养。因此,物理课程的重要任务就是把人类所积累起来的物理学知识和技能中最基本、最重要的部分精选出来,有计划、有目的、有步骤地传授给下一代,使学生在接受物理教育的过程中逐步形成满足个人终身发展和适应社会发展的必备品格和关键能力。

从课程论的角度来看,除学科课程外,物理课程中还应该包括活动课。活动课的范围和形式包括以下三个方面：一是社会实践活动。社会实践活动包括劳动、访问、参观、调查等。其特点是向社会开放,在社会生活实际中获得物理知识,了解物理学的广泛应用,认识科学、技术和社会的密切联系。二是学科活动。学科活动是指和物理学习有关的课外物理学习形式,如物理竞赛、物理兴趣学习小组等。通过组织学科活动,能够满足不同学习水平的学生对物理学习的需要,使学生在物理学科活动中对物理知识得以强化、加深和扩展。学科活动同时也体现了学生对自己今后发展趋向的一种选择。三是科技活动。科技活动的内容和形式十分广泛,如各种小制作、小发明、小创造、无线电、电工、金属加工、机电维修、天文爱好者协会、航模、舰模、太阳能、沼气、机器人等。通过科技活动能够培养学生的科技兴趣,有助于学生形成科学的态度、掌握科学的方法,适应未来科技迅猛发展的社会。可见,物理课程应该包括物理理论课、物理实验课、物理活动课,它们对于全面实现物理课程目标起着互相不可替代的作用。

总而言之,物理学作为自然科学领域的重要基础课程,在育人方面的独特价值体现为科学知识、科学方法、科学精神和态度、科学应用等方面,为学生今后生活和工作做准备,使学生养成终身发展所需的必备品格和关键能力,形成学生的物理核心素养。