大学物理教学中渗透人文精神教育的研究与实践

于凤梅 郭建军 欧智贵

摘 要：在大学物理教学中渗透人文精神教育，是新形势下复合型人才培养的需要。物理学不仅是一门严谨的自然科学，同时包含丰富的人文教育素材。文章从讲述物理学史、结合物理课程内容、改革教学方法、介绍物理科技前沿发展和了解生活中的物理入手，在教学中自然、适时地对学生进行人文精神的熏陶、渗透、培养和增强。这有助于学生人文素养的培育和人文精神的提升。教育者要善于捕捉和挖掘人文精神教育与大学物理课程的契合点，达到教书育人的良好效果。

关键词：大学物理；人文精神；培养

中图分类号：G642 文献标志码：A 文章编号：2096-000X（2019）04-0072-03

Abstract： Penetrating of humanistic spirit in college physics teaching is needed for compound talent training under the new situation. Physics is not only a rigorous natural science， but also contains rich materials of humanism education. Edifying， penetrating， cultivating and enhancing of humanistic spirit for students have been naturally taught， based on telling a history of physics， combining the contents of courses， reforming teaching methods， and introducing the frontiers of physical science and technology，and understanding physics in life. Humanistic qualities will be cultivated and the humanistic spirit will be improved， contributed by the teaching. In order to achieve good results in educating students， educators should be good at capturing and exploiting the integration between humanistic spiritual education and college physics courses.

Keywords： college physics； humanistic spirit； cultivate

我們正在走向一个科学技术与社会文化协调发展的新时代，时代需要的是充满人文精神的科学，充满科学技术的人文[1]。社会对人才模式的要求正在发生着变化，造就高素质的复合型人才成为大学教育的趋势。在新的形势下我们不能把大学教育的性质仅仅定位在知识教育、技能培养上[2]，还要把大学当作人文精神的发生器和传承器。

人文的概念，《辞海》[3]的解释为“人文指人类社会的各种文化现象”。人文精神的基本涵义是：尊重人的价值，尊重精神的价值[4]。人文精神的基本涵义定为三个层次：人性，对人的幸福和尊严的追求，是广义的人道主义精神；理性，对真理的追求，是广义的科学精神；超越性，对生活意义的追求[4]。从人文精神的基本涵义， 可看出包含了科学的成分。物理学是自然科学的基础，它的每一次发明和创新， 都毫无疑问地提升了整个人类社会文明的程度。因此，物理学教育与人文精神教育进行有机整合， 对于培育学生的科学素养、人文素养大有益处，为培养高素质的复合型人才奠定坚实的基础。

接下来结合大学物理教学，来探讨大学物理教学中对学生进行人文精神的熏陶与培养。

一、讲述物理学发展史，熏陶学生的人文精神

物理学发展在人类文明历史的进程中发挥了巨大的推动作用，在物理学发展史中，几乎每一个新发现、新规律、新理论都闪耀着人文精神的光辉，物理学的诸多研究方法也被广泛应用，物理学家的勇于探索和坚持不懈的精神也鼓舞着一代一又代人。

譬如在力学的发展史中，每个阶段发展和进步都离不开物理学家对真理孜孜以求的科学精神。哥白尼冲破神学的约束，坚持日心说，否定地心说。从1543年哥白尼去世后，人们开始接受他的关于太阳论述的“新天文学”著作《天体运行论》。第谷用毕生精力对天文做系统观测，采集大量数据，为开普勒发现了行星三定律奠定了基础。伽俐略以实验事实为依据向权威挑战，得出了落体定律。随后勤于思考、悉心钻研的牛顿把天体运动规律和地面上实验研究成果加以综合，建立牛顿运动三定律和万有引力定律。

又如科学家的实事求是、勇于探索的科学精神贯穿了电磁学的发展过程。英国物理学家和化学家法拉第为了解磁可否产生电的问题，他经过十年反复实验和研究，最终于1831年提出电磁感应现象，为电的广泛使用奠定了基础，这一伟大的发现是法拉第坚持不懈顽强进行实验研究的结果。1873年前后，麦克斯韦提出的表述电磁场普遍规律的四个方程，建立电磁场的理论基础，预言电磁波的存在。而在这之后的十多年里，赫兹经过不懈的努力于1888年完成了电磁波实验，不仅证实了麦克斯韦的电磁理论，而且为无线电和雷达的发展找到了途径。

把物理学史穿插在大学物理教学中，让物理学家认识世界的模式和科学思想方法贯穿于教学中，可以还原科学发现的本来面目，物理学家脚踏实地的科学态度。通过讲述物理学史，还可以让学生受到辩证唯物主义教育，有利于学生的独立人格和坚强意志的培养，有利于正确的人生观和价值观的形成，有利于人文精神的培养。

二、结合课程内容，渗透人文精神教育

大学物理涵盖了“力、热、光、电、磁”等方面的内容，授课内容极其丰富。教师以课程内容为基础，思考人文精神教育与物理内容的内在统一，挖掘进行人文精神教育与物理知识的最佳结合点， 在讲述课程内容的时候，自然地渗透人文精神的教育。这样不仅有利于学生对物理知识的掌握，而且有利于学生在精神层面上的提高，可以对学生一生的发展产生较远的影响。

例如讲授质点运动学部分，介绍位移和距离是两个不同概念，前者是矢量，有方向；后者是标量，无方向。行过很长的距离也不等于位置有较大的改变，如圆周运动。若是單方向的直线运动，位移就等于距离。现在大学校园社团多活动多，校园生活多姿多彩，同学们的经历也不尽相同。经历多是否就等于成长了呢，不一定。因为成长或许是个矢量，方向正确是非常重要的[1]。由位移和距离的概念可以联系到学生的成长，启发学生思考并合理安排自己的学习和生活，找好自己的方向，更好地发展和成长。

再如介绍广义相对论等效原理时，指出所有物理规律具有广义协变形式。广义相对论中，物质的分布和运动影响着思维时空的性质，反过来思维时空的性质也影响着物质的运动，这就是广义相对论的时空观。我们每一个人都是宇宙物质中的一份子，我们的一举一动，都对整个时空产生影响，反过来时空也影响着我们。

从广义相对论来讲，看上去完全不相干的人和事与我们是有联系的，因为他们的存在影响了整个时空，而时空反过来又影响了每一个人，地球少你一个人，世界就不一样了。森林的砍伐、泥土的流失、物种的灭绝，遥远国家的饥荒、洪灾、海啸、飓风等灾难……这些虽然离我们遥远，但与我们相关，因为它们和我们都是宇宙的一份子。正如海明威小说《丧钟为谁而鸣》扉页上的小诗[1]“没有人能自全，没有人是孤岛……作为人类的一员，我与生灵共老……”，我们是统一的整体。由广义相对论引导学生每个人都是独特的，都有其存在的意义，珍爱生命，保护环境，追求生活的意义。

三、改革教学方法，培养学生探究能力与团队合作精神

教学方法对教学中知识的传递、技能的形成，对学生探究能力和团队合作精神的培养都具有重要的意义。所以，选择适当的教学方法对物理教学中渗透人文精神有着关键的作用。如在讲授带电粒子在磁场中的运动时，可以把此节课设置为以探究性学习为主，即以学生为主，老师为辅的教学方法。给学生布置三个探究性问题：1. 带电粒子在均匀磁场中的运动情况；2. 带电粒子在非均匀磁场中的运动情况及其应用；3. 极光的产生条件。课前给学生分组，让学生课下通过查资料、做实验、讨论等方式，最终完成三个主要探究性问题，课堂上以组为单位来解答三个问题。

学生通过探究性学习，讨论交流，发现规律、归纳总结，最终大部分组都能完成问题。关于第一个问题，可以算是复习巩固。第二个问题需要查找资料来完成，有一定的难度，组队后经过讨论学生可以完成。第三个问题各组的完成情况差异较大。此题目涉及带电粒子在非均匀磁场中运动时形成磁镜效应。地球两极的磁性最强，地球的磁约束效应形成了天然的瓷瓶，约束了带电粒子，即构成极光产生的一个条件。大多数学生能找到极光产生的三个条件大气、磁场、高能带电粒子。有的学生还借助于信息技术，展示了磁镜效应及其应用，如瓷瓶、天然瓷瓶，还展示了绚丽多彩的极光。

探究性教学方法，不仅让学生掌握了课内的基本内容，而且拓展了课外知识，同时提高学生的学习积极性，培养学生探究问题能力和团结协作精神，培养学生的人文精神。

四、介绍物理科技前沿发展，增强学生爱国情感

近年来，我国在科学技术方面取得了史无前例的发展，为物理教学进行爱国主义教育提供了素材。

在进行万有引力等内容教学时，介绍我国航天事业的辉焊成就。如2003年，“神舟五号”搭载首位中国宇航员杨利伟前往太空，实现了我国几千年的飞天之梦。我国成为继美国、前苏联之后，世界第三航天大国。我们并不是浅尝辄止，接下来我国载人航天事业迅速发展。如神舟六号 2005年首次进行多人多天的航天飞行，2008年，“神舟七号”搭载三名宇航员进入太空，翟志刚首次完成太空行走。神舟九号 2012年首次进行载人交会对接任务，神舟九号成功与天宫一号目标飞行器实现自动交会对接。标志着中国完全掌握了载人交会对接技术。神舟十号 2013年首次开展我国航天员太空授课活动。另外，在深空探测方面，嫦娥奔月项目进展顺利，2007年随着嫦娥一号成功奔月，我国顺利完成了嫦娥工程一期任务。2016年9月，天宫二号空间实验室在酒泉卫星发射中心发射成功。目前我国正着手准备到空间实验室进行多方面的实验研究。我国的航天事业已经走在世界的前列，我国成为航天强国。在讲述磁滞回线和磁存储时，介绍我国自行制造成功的“银河”巨型电子计算机，每秒钟可以完成十亿次运行。在讲授电学中“回旋加速度”时，可以把北京正负电子对撞机（我国的第一座高能加速器）首次对撞成功的情况向学生介绍。

我国当前物理科技前沿的辉煌成就，会激发和增强学生的民族自豪感和爱国主义情怀，达到育人的目的。

五、了解生活中的物理， 丰富人的精神世界

人文价值是科学教育的本然价值[5]。科学扎根于人的“生活世界”，科学与人息息相关。科学教育应以素质教育为指导，促进人的精神完善[5]。

在生活中， 物理现象随处可见， 人们的日常生活几乎离不开物理。摩擦现象和摩擦定律隐伏在人们日常生活的各个方面。没有摩擦力，最基本的行走都无法完成。很多的物理现象与人们日常生活的密切相关。如为什么夏天穿浅色衣服会比较凉爽；雨过天晴为何会出现彩虹；空调为什么会制冷；节能灯泡为什么比传统白炽灯省电；轮船为何不会下沉；智能手机为何可以视频通话；小朋友吹的肥皂泡为什么是彩色的；高清电视的成像原理是怎样的；微波炉为何能加热和煮熟食物等等。引导学生运用物理学的原理来解释生活中的现象。

生活中有这样一个有趣的现象：当一辆救护车迎面驶来的时候，听到声音比原来高；而车离去的时候声音比原来低。你可能没有意识到，这个现象和医院使用的彩超同属于一个原理，这就是多普勒效应。由于观察者（或波源、或二者）相对于媒质运动，而使观察者接收到的频率发生变化的现象，称为多普勒现象[6]。多普勒效应有很多应用，例如交通警察用多普勒效应检测移动车辆的行驶速度。交通警察向行进中的车辆发射频率已知的超声波同时测量反射波的频率，根据反射波的频率变化的多少就能知道车辆的速度。装有多普勒测速仪的监视器有时就装在路的上方，在测速的同时把车辆牌号拍摄下来。应用多普勒效应还可以制成流量计，可以测量人体内血管中血液的流动速度或工矿企业管道中污水和有悬浮物的液体的流速等。声波的多普勒效应用于医学的诊断，就是我们平常说的彩超。

物理现象不知不觉地贯穿于我们生活中， 所以，学习物理科学对于提高人的生活质量非常必要， 乃至对于下一代的科普教育也有着积极的意义。只有了解生活中物理现象的基本原理， 生活才过得科学而不糊涂， 精神生活才丰富而多彩。要提升学生的人文素养、 人文精神质量，教育者需要将人文科学与物理科学进行有机结合， 实施整合教育。

在大学物理教学中渗透人文精神教育，是新时代复合型人才培养的需要。物理学不仅是一门严谨的自然科学，同时包含丰富的人文教育素材。教育者要善于捕捉和挖掘人文精神教育与大学物理课程的契合点。作者从讲述物理学史、结合课程内容、改革教学方法、介绍物理科技前沿和了解生活中的物理出发，在教学中自然、适时地对学生进行人文精神的熏陶、渗透、培养和增强，这有助于学生人文素养的培育和人文精神的提升，为复合型人才培养奠定基础。

参考文献：

[1]谢东，王祖源.文科物理[M].北京：清华大学出版社，2006：11，400.

[2]葛红兵.论人文精神的实质——兼及大学人文教育问题[J].杭州师范学院学报（社会科学版），2003（1）：30-34.

[3]辭海编辑委员会.辞海[M].上海：辞书出版社，1979.

[4]https：//baike.baidu.com/item/%E4%BA%BA%E6%96%87%E7%B2%BE%E7%A5%9E/1546？fr=aladdin#reference-[1]-5069943-wrap.[EB/OL].

[5]侯新杰.论科学教育的人文价值及其实现[J].河南师范大学学报 （哲学社会科学版），2002，29（3）：117-119.

[6]吴百诗.大学物理（下册）[M].西安：西安交通大学出版社，2008：105.