中学物理普及前沿科学知识的意义

凡康

现代物理学飞速发展，在初中阶段的物理学知识仍然停留在简单的对于自然现象的解释以及简单的牛顿力学分析上，对于电磁学的探究也只是简单的电路连接，学生们在小学科学就已经掌握了很大的一部分，书本上的知识已经远远无法满足学生对于物理学，乃至整个自然科学的知识的探索，其实已经有大部分学生超前学习了部分的物理学知识，他们对于前沿科学有著极其浓厚的兴趣，与其让学生在中学阶段自我盲目的寻找有关方面的书籍，不如就在中学物理阶段将这些前沿科学作为拓展内容融入到教育教学当中，一来可以增加学生的知识面，二来可以满足部分学生吃不饱的现状，三可以增加学生学习物理的兴趣。而且义务教学阶段的物理课程标准明确指出了在新世纪的物理学革命中，对于化学，生物学，地理，天文，等自然科学都产生了重要的影响，物理学的迅速发展为基础教育带来了新的机遇和挑战，学生应对未来社会挑战的能力，也是其全面发展必不可少的一部分，同时课程标准还提到了物理学不仅要重视学生对于知识与技能的学习，还要注重学生学习兴趣，创新意识，科学精神等方面的培养，所以在中学阶段普及前沿科学的研究是非常重要的。

1 对传统中学物理教学的反思

中学阶段普及前沿科学如此重要，反观传统初中物理的教学，在应试教育的影响下，让学生只停留在书本知识的学习上，不仅教学的效果并不理想，而且书上少有的拓展性的有关前沿科学的知识也因为选拔性的考试不会作为考点，老师往往不会去让学生学习，最终导致了学生感到学习物理学的乏味，在现在有些地方高考改革之中物理学被列入了冷门的学科。

在教育教学的过程中，虽然教材的改革换代已经很快，但大多都只停留在旧规律，旧概念的学习中，这些规律与概念大多是四百年前物理学的发现，与现代科学研究的内容已经有所差距，而且由于只是学习这些旧的的规律与概念会对学生造成前概念的形成，一些有意向学习前沿科学的学生在学习的时候因此受到影响，而且在教学过程中，现阶段的中学教学过于强调教学大纲，学生的学习也形成了一种被动接受的教学，没有了怀疑，质问，创新的精神。

2 对中学物理知识和前沿知识的对比分析

既然是要普及前沿科学的知识，就要对前沿科学知识有深入的了解，其与中学知识还是有很大差异的。首先是其时代性，中学物理中学习的知识点是从四百年前所提出的知识开始的，其历史悠久，底蕴深刻，乃是过去的科学家的智慧的结晶，而前沿科学更具有时代性，是新世纪的新发现和新运用。（现在中学物理提及的近现代知识，比如黑体辐射，光电效应，相对论等，在物理学上相对论和量子化的概念已成为近代物理学的两大基础理论，在中学物理中这些概念仍属于前沿知识。实际上，现在的前沿科学也领先于这一部分的知识了。）

其次在难易性上，也有很明显得差距，中学物理的知识从生活中来，对于中学阶段的学生来说，更加直观，而且教师也通常利用生活中的常识性问题来帮助中学生理解中学知识，而前沿科学的知识点是需要中学生具有一定的数学基础和更加复杂的逻辑思维能力，对于中学阶段的学生而言，前沿科学是困难的。

3 中学物理阶段普及前沿科学知识的好处

可以看出，前沿科学并不是那么容易融合到中学物理课堂的，但是我们并不能因噎废食，其好处也有不少。其一：打破思维定式，学习前沿科学并不是要学生记住那些复杂的公式，搞清楚那些复杂的原理，而是培养一种思维模式。中学生通过对于基础知识的学习，已经具有了一定的生活常识，这些常识对于中学生的生活大多是很有帮助的，但是在后面的学习之中，他会发现这些常识也会被打破，比如在学完了光学之后，会知道光的折射的有关问题，并用光的折射的知识点来解决一些生活中的现象，海市蜃楼，日食月食等，对于中学生而言，有些知识点会对中学生产生一定的思维定式，在同种均匀介质中，光一定会沿着直线传播。在相对论中，会提到在真空之中，引力对于光也有扭曲的作用，这与中学阶段物理所提及的关于光的知识是相互矛盾的，反观科学界的重大发现，都是敢于向权威发出挑战，在中学阶段普及前沿科学的一些探索过程，对于学生形成科学的态度与创新精神有一定的帮助。若是在中学物理之中普及这部分的前沿知识，这对于中学生的学习无疑是有好处的。

普及前沿科学知识还可以提高学生能力，激发潜力。中学阶段的学生正是发展的黄金期，学校，家长都会抓住这个关键期，为学生提供更多的机遇与挑战，有些能力强的学生并不满足于书本，在我所接触的以班级为基数的中学生之中，会有几位超前学习了更深入的知识，显然优异部分中学生是有这个学习得潜力的，适当普及前沿科学知识，更能够锻炼中学生的能力，将一部分学生的潜力开发出来。

不仅如此，普及前沿科学还可以为学生将来的学习做铺垫，中学阶段的中学生学习并非漫无目的，但现在的社会主流更加兴崇娱乐业，导致部分中学生的学习目标也偏向于娱乐行业。前沿科学对于中学生来说显得远离生活，深奥难懂，枯燥无味，对于科学的追求会有一定的影响，这是亟待解决的问题，在中学阶段普及前沿科学的知识，有助于改善这一情况，让中学生知道学习的目的。

对于中学阶段的部分学生来说，理解透彻肯定是有难度的，不一定要以课程来完成教学，也可以用兴趣课或者讲座的形式展开。在科普的过程中，不要求学生完全掌握与拓扑绝缘体有关的知识，更重视的是对学生思维能力的培养和对物理学兴趣的激发。而且在中学物理中普及前沿科学，是教育工作者们的挑战，也是机遇，而且教师们要与时俱进，更新自己的知识，才能更好的把前沿知识渗透进中学物理的教学之中。