摘 要：本文結合文化概念、物理文化概念以及物理學科自身的特點，從真、善、美三個維度論述，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”的內涵。

關鍵詞：物理文化；真；善；美

中圖分類號：G633.7 文獻標識碼：A 文章編號：1003-6148（2018）3-0067-4

1 問題的由來

文化是一個抽象的名詞，關于文化的概念，《辭海》的解釋是：文化從廣源來說，是指人類社會歷史實踐過程中所創(chuàng)造的物質財富和精神財富的總和。狹義來說，指社會的意識形態(tài)，以及與之相適應的制度和組織結構。國內關于物理文化最早的界定：解世雄在其《物理文化論》[2]一書中指出物理文化是世界歷代物理學家在創(chuàng)建物理學理論過程中，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、物理語言符號、價值標準、科學精神、物理儀器設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準中界定的物理學科核心素養(yǎng)：物理觀念、科學思維、科學探究、科學態(tài)度與責任四個維度和解世雄界定的物理文化同生同源。

文化說不清、道不明，具有隱性，但文化作用外顯后有著強大的影響力。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科核心素養(yǎng)。有助于為最新課程改革中指導教師培育學生物理學科核心素養(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)在研究的對象是客觀存在真實的物質

物質的存在形式有場和實物兩種。物理學科不僅研究看不見、摸不著的物質，只能通過轉換方法來感知的場（如電場、磁場等），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)量級大約為1043；時間尺度上長至宇宙年齡，短至基本粒子的壽命，最長和最短的物體之間的時間尺度比值的數(shù)量級大約也為1043。物理學科是自然科學的基礎，研究范圍極廣，場和實物都要研究，并且兩者都是客觀存在的真實物質。

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

物理定律是真實實驗的結果并加以提煉出的產物，是經得起檢驗的；物理定理是經邏輯推理的產物，雖不能被直接證明，但是符合公認的基本事實?，F(xiàn)象一定是真實存在的，物理學科在研究的過程中，解釋現(xiàn)象的相關定律、定理等規(guī)律或原理又是符合事實的規(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)必須有事實依據(jù)，物理學科教學中講究的就是事實依據(jù)。如學生審題了解習題描述的物理情景，通過建模發(fā)現(xiàn)物理模型，然后選擇合適的物理規(guī)律或原理解題。而學生在建模時從原始問題到模型之間要尋找模型成立的依據(jù)。物理學發(fā)展的基本規(guī)律是：理論→實驗→理論→實驗→……即可能是先提出新的理論，再用實驗現(xiàn)象驗證。如果能通過驗證則新的理論就會得到公認并推廣。也可能是先發(fā)現(xiàn)一個新的現(xiàn)象，無法用已有的理論解釋，此時有物理學科提出一個新的理論來解釋這個現(xiàn)象。提出的新理論只有得到實驗反復驗證才會被認可并推廣?？梢?，物理學科是極其講究證據(jù)的，證據(jù)是“真”的體現(xiàn)。

2.1.4 體現(xiàn)在培養(yǎng)實驗技能的途徑是真做實驗

物理是一門實驗科學，通過物理學科的實驗教學可培養(yǎng)學生的實驗技能，而培養(yǎng)學生實驗技能時需要學生真正動手做實驗。高中物理實驗教學的指導思想是：做實驗要做到一個“真”，凡是分組實驗都要讓學生動手“真”做實驗，演示實驗也要爭取在老師的指導下由學生代表來做。學生真正做過了實驗，才能深刻領悟實驗的原理、使用器材的注意事項、誤差形成原因等，從而能觸類旁通、舉一反三。通過“真”做實驗才能真正培養(yǎng)學生的實驗技能，使學生對物理現(xiàn)象、規(guī)律或原理化知識的積累為能力的提升。

2.1.5 體現(xiàn)在領悟到的為人標準是實事求是

物理學科的研究對象都是客觀存在的真實的物質；遇到的都是真實實驗及嚴謹?shù)睦碚?；使用的解決問題的方法都是有理有據(jù)、切實有效的方法；觀測到的實驗現(xiàn)象、測量到的實驗數(shù)據(jù)、得出的實驗結論都是經得起反復驗證的。這樣經過長期的物理學習、工作后培養(yǎng)的職業(yè)精神一定是一個“真”字，反對弄虛作假，從而領悟到為人標準：做人、做事都要實事求是。真可謂：“千教萬教教人求真、千學萬學學做真人”。這正是物理學科核心素養(yǎng)中的科學態(tài)度與責任的體現(xiàn)。

2.1.6 體現(xiàn)在培育學生具有正確的物理觀念

物理觀念是物理學科核心素養(yǎng)之一。最新高中物理課程標準指出：“物理觀念”是從物理學視角形成的關于物質觀念、運動與相互作用觀念、能量觀念等的基本認識；是物理概念和規(guī)律等在頭腦中的提煉與升華；是從物理學視角解釋自然現(xiàn)象和解決實際問題的基礎。學生通過物理學習可以認識到電場、磁場這種看不見、摸不著的客觀物質是真實存在的，形成物質有實物和場兩種存在形態(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)星對接時后面的衛(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。培育學生形成正確的物理觀念，增強學生的科學素養(yǎng)，這既是新課改的目標，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)在完善知識系統(tǒng)，形成正確的物理觀念

完善的物理知識系統(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準及學習進階理論編排設計的，起點要求是具有初中物理學科的基礎知識，終點目標是能夠適應個人終身發(fā)展和社會發(fā)展需要的必備品格和關鍵能力。物理學科學習的首要任務是完善物理知識系統(tǒng)，不同階段、不同版本的高中物理教材編排結構有所不同，但知識板塊均涵蓋力學、電磁學、熱學、光學及原子物理等分支學科，并且每個分支學科都有不同的育人功能，這些學科知識形成知識網絡，并螺旋上升。學生形成了完善的知識系統(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，善于解決實際問題

物理教學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的傳授，幫助學生建立物理知識系統(tǒng)及形成正確的物理觀念；暗線是滲透解決物理問題的方法，培養(yǎng)學生科學思維和提升學生解決實際問題的能力。科學思維是物理學科核心素養(yǎng)之一，通過物理問題指導學生科學思維，選擇解決問題的最佳方法，并且物理問題一般是真實存在的問題，所以可以培養(yǎng)學生真正解決實際問題的能力。學生的思維方法得到科學、規(guī)范的指導與訓練，可有效提高學生解決問題的能力，解決問題的方法多、效率高是人智能水平高的體現(xiàn)。可見，科學思維訓練提高人的智能水平是物理學科的功能，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，杜絕惡性成果產出

物理學史研究表明，科學研究具有向善性，物理是自然學科的基礎學科，物理研究也具有向善性。所謂向善性，是指科學研究的主流方向都是對社會進步有益的方向。對社會有益或促進科學技術進步有益的科研項目，參與的科學家人數(shù)多并且容易得到各界的支持；對社會存在潛在威脅的科研得不到科學界主流文化的支持，即使有相關研究成果也會被嚴格管控，也得不到廣泛認可或推廣；如果對社會有危害的科研項目，政府會利用法律手段進行干預和制止?？梢?，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，科技促進社會進步

歷史上經歷過的三次工業(yè)革命，第一次是蒸汽技術革命，第二次是電力技術革命，第三次是信息技術革命。當今社會正在經歷的第四次工業(yè)革命，是以互聯(lián)網產業(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、無人控制技術、量子信息技術、虛擬現(xiàn)實以及生物技術為主的全新技術革命。從歷史的發(fā)展可知，每兩次工業(yè)革命之間的時間間隔越來越短，知識、技能呈幾何級增長，社會發(fā)展的腳步越來越快。物理助推科技發(fā)展，科技發(fā)展促進社會進步。可見，這也是物理文化中“善”的體現(xiàn)。

2.2.5 體現(xiàn)在物理學家不計名利，擁有和善之心

助推物理學的進步與發(fā)展和科研成果的產生往往需要集體的智慧。這個集體可能是并沒有交集的幾代物理學家，也可能是同一時期的不同地方的物理學家，也可能是同一個團隊的物理人。這些人無論是否認識，交流的共同屬性是學習并借鑒同行的科研成果，而科研成果的推出是物理學家無私的奉獻，是不計名利的體現(xiàn)。不同地域物理學家之間的交流，物理學家引領的團隊中成員的團結協(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)在物理學的抽象之美

原始實際問題情景的描述，通過忽略次要問題因素、突出主要問題因素，提煉出物理問題，再通過抽象分析，建立對應的物理模型。物理模型可以用相應的物理規(guī)律對應的物理公式來表達。物理公式與數(shù)學表達式的區(qū)別在于物理公式富有物理意義，同一數(shù)學表達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潔，一般是初等數(shù)學表達形式，物理公式對應的圖像也很簡潔。這樣物理情景—物理公式（數(shù)學表達式）—圖像之間存在對應關系，物理情景復雜的文字描述，可以用抽象的物理公式或圖像來表述。對于學過物理并且具有物理學科素養(yǎng)的人來說，一看到物理公式或圖像就能說出物理情景表述的意義，足以體現(xiàn)物理學的抽象之美。

2.3.2 體現(xiàn)在物理學的簡約之美

2.3.3 體現(xiàn)在物理學的和諧之美

物理學的和諧之美體現(xiàn)在一定條件下穩(wěn)定與統(tǒng)一兩個方面。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、地球在繞太陽公轉相對處于穩(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有引力定律把天地運動規(guī)律和諧統(tǒng)一，麥克斯韋用四個公式組成的麥克斯韋方程組把電學、磁學規(guī)律統(tǒng)一起來，并且成功地把光學也納入電磁學的范疇。在物理學家眼里，這種穩(wěn)定和統(tǒng)一便是和諧之美。

2.3.4 體現(xiàn)在物理學的對稱之美

2.3.5 體現(xiàn)在物理學的語言之美

物理學科語言是由必要國語（如中國為漢語）和阿拉伯數(shù)字、英文字母、希臘字母等組成。用規(guī)范的物理學科語言陳述的科研成果，對于沒有物理學科素養(yǎng)的人看來是一堆凌亂不堪、毫無意義、毫無美感可言的文字；但對于有物理學科素養(yǎng)的人看來是用簡潔物理公式表達生動的物理意義，抽象的符號描述準確的物理情景，是用較少的文字高效表述科研成果的體現(xiàn)。物理學科語言兼具抽象、簡約以及和諧之美。

4 結束語

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

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