诗意科学与理性思维

摘   要：物理学科具有的逻辑性、严谨性制约了部分高中生的学习热忱和兴趣，从而给学生造成学习上的困难。对此物理教师应顺势而为，借新课程改革的契机，充分利用教材的栏目营造灵动的课堂氛围，让学生感受到自然的活色生香和自然规律的简洁、诗性，由此培养学生的科学素养，达到为国育才的目的。

关键词：高中物理；理性思维；诗意科学

中图分类号：G633.7    文献标识码：A    文章编号：1009-010X（2024）02-0042-03

新时期教育改革如火如荼地进行，如何让学生在逻辑严谨的理性思维中去体会大自然朝气蓬勃、富含诗意的灵动之美，不使“思考彻底脱离肉体”，成为我们高中理科教师思考的问题。

一、大自然是活色生香、简洁而灵动的

宇宙自诞生之日起，就是包罗万象、瞬息万变的，其深邃、博大、奥秘引人入胜，不禁让人自叹“吾生也有涯，不及管窥其万一”。

其实在伽利略创建现代自然科学之后，同时代思想家维科就指出：“理性的思维越强，人类的想象力就越匮乏；反之理性力量越弱，想象力就越蓬勃旺盛。科学的、充满逻辑性的语言，使我们离灵性的诗性逻辑渐行渐远。诠释这个自然世界的基础就包括图形、数字与运动……，而这既非气味，也非味道，更非声音。”对于理性的过分倚重，使我们不复有祖先的诗性逻辑。胡塞尔认为现代社会的危机在于我们错用我们认知的工具即数学与科学来度量与预言现实或自然规律，同时还忽视了我们的灵性、直觉、类比、隐喻及其他认知方式。

教育改革家怀特海甚至认为学生的低水平学习恰好源于“好的”而非拙劣的教学方法——过分倚重严谨流畅的思维体系，如饥似渴地学习前人总结的技能、方法，亦步亦趋，苦不堪言。唯独忘掉了自身的头脑资源，不肯从源头下“笨功夫”，让思维的丝滑自然生成。

以上观点听起来都很有道理，甚至振聋发聩、当头棒喝。因为理性和感性本身就是感知多彩世界的两个方面，类似于硬币的正反面。过分倚重其中一面，所感受到的世界都无异于盲人摸象。因此教师需要俯下身来，跟学生同步共情，让学生思维的脚步赶上灵魂前行的步伐，如此可激发他们洞天察地、学以致用的热情，并聆听自己成长拔节的声音。

这一轮“新教材、新课标、新高考”教学改革的方向清晰地指向学生发展，指向学科本质（学科核心素养），指向高级思维发展，并在强调“学以致用、用我们所学去解决实际问题”的同时，引导学生关注大自然的活色生香，现以物理为例进行简要介绍：

2020年版的人教社高中物理教材提供了丰富的素材，如，每节课精心设计的引言；开篇前科学家富有哲理的名言；批注（旁批）对概念和方法的细致解读；时代气息浓郁的精美插图；引导学生动手实践的“做一做”；注重背景知识介绍的“科学漫步”；联系实际的STSE等。同时，教材在习题的编排上，也通过情景设计，力图实现“在解决问题中掌握知识”，以期达到学以致用、知行合一的教育目的。因此，在高一起始班的教学中，教师要充分感知教材编者的匠心，用好教材，同时又不拘泥于教材，为学生打开一扇扇通向科学的大门，带领他们去领略大自然的诗性美好，去感悟其背后蕴藏的规律。

二、 自然规律是富有逻辑、充满诗性之美的

卡尔·萨根在《宇宙》一书中说：“要是你深入了解微观世界，钻进一个电子深处，你会发现它本身就是一个宇宙，里面，大量小得多的别的粒子组成了相当于当地的星系和较小的结构，它们本身就是下一层次的宇宙，如此永远下去——一个逐步往里推进的过程，宇宙中的宇宙，永无尽头——往上也是一个样。物理学中研究最大对象和最小对象的两个分支——宇宙学和粒子物理学就奇妙地衔接在一起，犹如一条怪蟒咬住自己的尾巴。”

若一个电荷系统的分布已经给定，那么空间任一位置上的场强原则上均可以求得，即利用我们现有的场强公式和牛顿、莱布尼兹发明的微积分，再加上叠加原理就可以办到。而如果空间存在带电导体，情况就会变得复杂。当然，我们现在已经可以根据唯一性原理，经过纷繁复杂的运算，拟合出“像电荷”来等效替代导体表面感应电荷的分布。如此我们可在惊叹先贤智慧的同时，惊诧于大自然的神奇——大自然能在10-9秒的时间内，把电荷推来挽去，使之瞬间平衡。

1924年，法国青年德布罗意在他的博士论文中写道：“整个世纪以来，在光学上，与波动方面的研究相比，忽视了粒子方面的研究；而在实物粒子的研究上，是否发生了相反的错误呢？是不是我们把粒子方面的图像想得太多，而忽视了波的现象？”，从而把波粒二象性推广到实物粒子，如电子、质子等。他指出实物粒子也具有波动性，即每一个运动的粒子都与一个对应的波相联系。这与文学中的对仗修辞手法何其相似——山花对海树，赤日对苍穹。风高秋月白，雨霁晚霞红。能够有这种对称的思想，可能跟德布罗意首先是一个历史学家和文学家密切相关，由此自然规律的美感可窥一斑。

对称深刻，把人们拉进了现代化社会；更不用说日月轮回，斗转星移。朝潮暮汐，朔望交替。大自然生机盎然而又严格自律，不怪乎亚历山大·蒲柏赞叹道：

大自然和大自然的法则藏匿于黑夜之中；

上帝说，让牛顿出世吧！

于是世界一片光明。

这首诗本身就是兼具“言有尽而意无穷”的理性思维和诗性浪漫。

三、 理科学习是富有挑战、严谨而又充满乐趣的

世界的美好与自律共存，思维的严谨与诗意同在，如何才能做到让学生在孜孜地求学中兼顾对美好的赏析、而不失触发内心直觉的灵动？首先，教师要把自己对学科的浓郁兴趣展示给学生，作为物理教师，我们要力争用自己对物理学科的挚爱、对自然现象的自觉解读、丰富但不失真诚的表情、逻辑而又优美的语言，对学生进行学科思想的濡染，然后通过身体力行，让学生体会到能够理性地解读这个世界是多么了不起和幸福的事情，学习物理将是一件多么快乐的事情。

其次，要精益求精，帮助学生建立准确的知识体系。科学在逶迤前行，人类知识体系的形成在螺旋递进，能够充分认识到一个概念在整个知识体系中的占位，需要伸展我们感知的触角，去广泛联系已有的知识储备。这就需要教师终身学习，不断更新知识储备，以在需要的时候能够做到信手拈来、挥洒自如。

最后，还要率先垂范，规范修正学生的学习习惯，以提升他们的提升思维品质。学习本身不快乐，学会才快乐。唯有让学生体会到思维的流畅丝滑，他们才能乐在其中，不断进取。学会的标志就是“使问题变得简单”，在学习中让学生找到最合理的解决方案，并不断优化、简化自己的知识体系，只有这样才能做到学而不厌。这需要教师精雕细琢、示范引领。

爱因斯坦曾说过：“我自己只求满足于生命永恒的奥秘，满足于觉察现存世界的神奇结构，窥见它的一鳞半爪，并且以诚挚的努力去领悟在自然界中显示出来的那个理性的一部分，即使只是其极小的一部分，我也就心满意足了。”作为教师，能够耕耘三尺讲台，引领学生去感受自然的美好，去体味思维的深刻，何尝不是一种莫大的幸福？“苔花如米小，也学牡丹开”，得天下英才而教之，为中华民族的伟大复兴奉献绵薄之力，便是为师者最大的欣慰。

参考文献：

［1］普通高中物理课程标准说明（2017版）［M］.北京：高等教育出版社，2017.

［2］比尔·布莱森.万物简史［M］.南宁：接力出版社，2020：127.

［3］全日制普通高级中学教科书·必修第一册［M］.北京：人民教育出版社，2010：3.

［4］全日制普通高级中学教科书·选择性必修第三册［M］.北京：人民教育出版社，2020：92.