教育学论文发表浅谈物理学对中学物理教师的要求

　　国际纯粹物理和应用物理联合会第23届代表大会(1999美国亚特兰大市)通过决议，呼吁社会正视物理学的重要性。对物理学的作用，大会的口号是“探索自然，驱动技术，拯救生命”。决议指出：“物理学——研究物质、能量和它们相互作用的学科——是一项国际事业，它对人类未来的进步起着关键的作用。对物理教育的支持和研究，对所有国家都是重要的。”

　　中等教育阶段，是一个人从少年步入青年的时期，是身心成长趋于成型的时期，是在知识上和能力上为今后的工作和学习打基础、作准备的时期，有着特殊的重要意义。在中学的各门课程中，物理课在提高学生的科学素质方面起着无可替代的作用。对于这个问题，我想从20世纪科技发展大的背景谈起。

　　1、物理学推动了20世纪科学技术的高速发展

　　20世纪，是科学技术空前高速发展的世纪。在此世纪内，人类社会在科技进步上经历了一个又一个划时代的变革。这个世纪之初，无论在动力和信息交流方面，人类社会就全面地进入了“电气化时代”。这是19世纪安培、法拉第、麦克斯韦等一批物理学家和爱迪生等发明家努力的结果。从上个世纪之交放射性的发现，经过近半个世纪原子物理、核物理的研究，40年代物理学使人类掌握了核能的奥秘，把人类社会带进了“原子时代”。今天核技术的应用远不止于为社会提供长久可靠的能源，放射性与核磁共振在医学上的诊断与治疗作用，已为人所共知。这个成果是和卢瑟福、玻尔、爱因斯坦、居里夫人和她的女婿和女儿约里奥-居里夫妇、海森伯、费米、哈恩等一大串光辉的名字分不开的。到了50、60年代，物理学家又发明了激光，它的理论基础是爱因斯坦1916年提出的光的受激发射过程。今天激光技术已广泛应于尖端科学研究、工业、农业、医学、通讯、计算、军事和日常生活，成为几十亿、上百亿的巨大产业。?

　　20世纪科学技术给人类社会带来的最大的冲击，莫过于以现代计算机为基础发展起来的信息技术。号称“信息时代”的到来被誉为“第二次产业革命”。的确，计算机给人类社会带来如此广泛而深刻的变化，是二三十年前任何有远见的科学家都不可能预见到的。现代计算机的硬件核心是半导体集成电路，PN结是基础。半个多世纪前，巴丁、肖克莱、布赖顿等三位物理学家发明了晶体管，标志着信息时代的诞生。从我们物理学家的眼光看来，这个婴儿在娘胎里至少孕育了20年。这就是说，20年代建立量子力学之后，物理学家发展了费米-狄拉克统计、能带论，从此有了电子和空穴的概念。尔后用掺杂的办法产生了N型和P型的半导体，这才为晶体管的发明打下基础。

　　以上成果又是和一连串物理学家光辉的名字——薛定谔、海森伯、狄拉克、泡利、布洛赫、索末菲等联系在一起的。自从40年代末晶体管问世以来，60年代制成了集成电路，从70年代后期起，发展成为大规模集成电路，而后是超大规模集成电路，集成度以每10年1000倍的速度增长着。在有的人看来，物理学对高技术的贡献属于过去，今天我国发展高技术的关键在于新材料、新工艺。殊不知，微电子加工和分析手段本身，如离子注入、激光退火、卢瑟福背景散射谱、俄歇电子谱、X射线发光光谱、二次发射离子质谱，以及高分辨的电子刻蚀、同步辐射光刻，哪一样不是从物理学各分支的实验室里移植到工业上去的!现在教育界大谈素质教育和培养学生的创新精神，我想，20世纪高科技发展的事实证明，重大的创造来源于新的物理思想，否则只是“小打小闹”，成不了大气候。

　　2、物理学和其它自然科学的关系

　　谈了物理学对高技术的推动之后，我们再谈谈物理学和其它自然科学的关系。

　　物理学和天文学由来已久的血缘关系，是有目共睹的。当今物理学的研究领域里有两个尖端，一个是高能或粒子物理，另一个是天体物理。前者在最小的尺度上探索物质更深层次的结构，后者在最大的尺度上追寻宇宙的演化和起源。可是近几十年的进展表明，这两个极端竟奇妙地衔接在一起，成为一对密不可分的姊妹学科。

　　物理学和化学从来就是并肩前进的。自从伽利略、牛顿以来，物理学与天文学已是精密的理论科学，然而长期以来，包括化学在内的其它自然科学却一直是经验性科学。1998年的诺贝尔化学奖颁给了W.Kohn和J.A.Pople，以表彰他们在量子化学方面所做的开创性贡献。颁奖的公报说，量子化学将化学带入一个新的时代，化学不再是纯实验科学了。化学是研究分子的学科。此前，如果说物理化学还是物理学和化学在较唯象层次上的结合，则量子化学已深入到化学现象的微观机理。近年来，量子化学、激光化学、分子反应动力学、固体表面催化和功能材料等物理学与化学间的交叉学科，取得了长足的进展，今后两学科之间的合作将更为兴旺发达。?

　　3、对中学物理教师的要求

　　我认为，作一名优秀的中学教师，除了良好的师德之外，最重要的是两条：一是先进的教育思想，二是较高的学术水平。

　　3.1 转变教育思想

　　先谈教育思想。过去比较重视知识传授，现在提倡素质教育，其实两者不应是对立的。学校的功能是传授知识，脱离了科学知识的背景，科学素质教育是空的。在传授知识的同时，应注意培养学生的科学素质。但绝不能把素质异化为知识，灌输给学生。