這是壹個很基本的問題。翻開任何壹本物理教科書，都不難發現這樣的定義:物理學是研究物質結構、物質相互作用和運動規律的自然科學。但這只是物理學的學術定義。我們所面對的“物理”同時也是壹門課程，需要從教育意義的層面對其進行重新理解和重新分析，以挖掘其中蘊含的豐富內涵。
首先，物理是壹門科學。
物理學是以實驗為基礎的自然科學，是最成熟的、高度定量化的精密科學，也是最重要的具有方法論性質的基礎科學。物理學的成就極大地豐富了人們對物質世界的認識，有力地推動了人類文明的進步。正如國際純粹物理與應用物理聯合會第23屆大會決議《物理學對社會的重要性》中指出的，物理學是壹項國際事業，對人類未來的進步起著關鍵作用:探索自然、驅動技術、改善生活、培養人才。
上世紀初，相對論和量子力學的建立，為物理學的飛速發展插上了翅膀，取得了前所未有的輝煌成就，以至於人們把20世紀稱為“物理學的世紀”。什麽21世紀？有壹句流行的話:21世紀是生命科學的世紀。其實這句話更準確的表達應該是:21世紀是物理科學全面介入生命科學的世紀。生命科學只有與物理學相結合，才能獲得更大的發展。
展望物理學的未來，充滿了機遇和挑戰。在《物理學的挑戰》壹文中，李政道先生曾提出21世紀物理學領域的四大難題:為什麽有些物理現象理論上是對稱的，但實驗結果卻是不對稱的？為什麽壹半的基本粒子不能單獨存在，不可見？為什麽宇宙中90%以上的物質都是暗物質？為什麽每個類星體的能量是太陽的1015倍？這些問題極大地激發了人們不懈探索的勇氣和熱情。可以預見，壹旦這些籠罩在物理天空的烏雲被撥開，物理學將展現出更加光明的未來。
其次，物理是壹種智能。
獲得諾貝爾物理學獎的德國科學家As born說:“如果是因為我發表的工作包含了對壹種自然現象的發現，不如說它包含了壹種關於自然現象的科學思維方法基礎。”物理學被公認為壹門重要的科學，不僅因為它深刻地揭示了客觀世界的規律，還因為它在發展壯大的過程中形成了壹套獨特而有效的思想和方法體系。正因為如此，物理學成為人類智慧的結晶，文明的瑰寶。
大量事實表明，物理學的思想和方法不僅對物理學本身有價值，而且對整個自然科學乃至社會科學的發展都有重要貢獻。據統計，自20世紀中葉以來，諾貝爾化學、生物和醫學獎，甚至經濟學獎的獲得者中，有壹半以上都有物理學背景。這意味著他們從物理學中汲取了智慧，並在非物理領域取得了成功。——另壹方面，從未有過非物理學專業的科學家獲得諾貝爾物理學獎的案例。這就是身體智能的力量。難怪有外國專家壹針見血地指出，壹個沒有體育素養的民族是壹個愚蠢的民族！
如今物理學的觸角已經延伸到了很多領域，取得了越來越多的成就，以至於我們很難用傳統的眼光去分辨什麽是物理學。第19屆國際統計物理會議於65438—0995年在中國廈門召開。會議交流的論文涉及範圍很廣，如植物的花序、DNA藥物系統、交通流、性狀的存儲等。好像這幾篇都不是很實體。什麽？什麽是物理？幾年前，美國雜誌《今日物理》就此問題向讀者征求意見。最後，他們最喜歡的回答是:物理學家做的就是物理。這乍壹看似乎有失偏頗，但也不無道理。因為在今天看來，物理更多的是壹種智能，“代表了壹套獲取知識、組織和應用知識的有效步驟和方法。當這種方法應用於任何問題時，這個問題就變成了物理學。”(趙凱華人)
第三，物理還是壹種文化。
廣義的文化是指人類在歷史實踐過程中創造的物質財富和精神財富的總和。它包括科學文化和人文文化。同樣，物理學家在長期科學實踐中創造的大量物質產品和精神產品構成了物理文化。體育文化是科學文化的重要組成部分。
眾所周知，物理學是壹門以實驗為基礎的科學，它的基本研究方法是實踐，所以它在客觀性中表現出“真”；物理創造的結果最終是造福人類，在目的上體現了“善”；此外，物理學還在人的情感、意識等諸多方面體現“美”。正因為物理本身具有真善美的三重屬性，所以我們完全有理由說，物理不僅是壹種文化，而且是壹種高層次、高品位的文化。
物理是求真的。物理學最註重論證，物理學家在科研活動中最基本的態度就是實事求是，堅持實踐是檢驗真理的唯壹標準。正如物理學家費曼所說:“無論妳的想法多麽美好，無論妳多麽聰明，無論妳多麽有名，只要它與實驗不符，它就是錯誤的。簡單來說，這就是科學。”可以說，物理學的發展史就是壹部不斷修正錯誤、接近真理的“求真”史。
物理不錯。物理學致力於把人從自然中解放出來，從必然王國走向自由王國，幫助人們不斷認識自己，促進人們的生活變得高尚。這是物理的價值取向和終極目標，所以物理的本質是向善；另外，物理學家的行為也是好的。愛因斯坦曾這樣評價居裏夫人和以她為代表的傑出物理學家:“第壹流人物對時代和歷史進程的意義，在道德上可能大於他們純粹的智力成就。”他們嚴謹求實的態度，對科學的執著，對人民的熱愛，對後代來說，無疑是特別珍貴的人類財富。
物理最美。德國物理學家海森堡說:美是真理的榮耀；羅馬哲學家普魯丁再次說過:善是美的起源。所以物理因真而美，因善而美，是很自然的。物理之美屬於科學美，主要體現在簡單、對稱、統壹；對稱即統壹，統壹即簡單，這是物理學的基本美學原則。
翻開物理的篇章，我們可以發現到處都有優美的音符在跳動，體現了人們對美的追求和創造。以unity為例。當代物理學的發展正朝著兩個相反的研究方向延伸:最宏大的宇宙和最小的粒子。令人驚訝的是，隨著研究的深入，他們並不是分道揚鑣，而是越走越遠。相反，他們表現出許多跡象，表明不同的道路通向同壹個目標，相輔相成。比如粒子物理的壹些研究成果，經常被天體物理學家用來探索宇宙早期演化的圖像；(正因為如此，粒子物理學在某種意義上也被稱為“宇宙考古學”。另壹方面，宇宙物理的研究也為粒子物理學家提供了豐富的信息和證明。結果，物理學的兩個截然相反的分支如此奇妙地聯系在壹起——就像壹條奇怪的蟒蛇咬住了自己的尾巴。
又如，英國物理學家威廉·懶鬼(William Slacker)首先發現自然界中壹些物理量之間存在以下驚人的關系:
宇宙半徑/電子半徑≈1040，宇宙年齡/強衰變粒子壽命≈1040，
氫原子核和電子的電功率/氫原子核和電子的引力≈1040，...
在上面的比較中，宇宙這個最大的系統和基本粒子這個最小的系統達到了如此完美的統壹，讓我們再次領略到了物理世界的美好，壹種動人心魄的壯麗之美。正是這些美麗的例子，激發了人們對自然的由衷贊嘆和敬畏。難怪愛因斯坦說:“宇宙中最不可理解的事，就是宇宙是可以理解的。”
通過以上分析，我們對物理學有了更全面的認識:它不僅是壹門科學，更是壹種智能，壹種文化。作為壹名物理教師，有必要對自己所教的物理進行全面的考察和分析。壹方面，我們看到物理有如此豐富的內涵，使我們更加自覺和有意識地發掘和發揮其教育功能，全面提高教學質量；另壹方面，我們看到物理有如此美好的氣質，我們會更加熱愛物理，更加激情地從事物理教學。我認為，只有真正熱愛物理的物理教師，才能既教會學生理解和應用物理，又進壹步引導學生理解和欣賞物理。
二、為什麽教物理？
這是壹個看似簡單卻非常基礎的問題，要正確回答並不容易。筆者對這壹問題的認識經歷了壹個從“知識本位”到“學科本位”，最後又回到“學生本位”的曲折漸進的過程。
長期以來，我把物理教學的目標鎖定在知識層面，認為教物理就是為了學生以後的生活，盡可能多的傳授物理知識。因為我相信“知識就是力量”。然而令人不解的是，我們給了學生多少物理知識，包括“F=ma”這樣極其重要的知識，卻很少在他們後來的生活和工作中表現出任何直接的作用。甚至過了好幾年，很多同學都快忘了自己學過的物理，用他們的話說就是“都還給老師了。”我為此深感失落；但是，每當我問他們“我高中三年沒有學習”的時候，這些離開學校多年的學生都會異口同聲地給出否定的答案，認同高中的學習為他們的成長打下了重要的基礎，但又說不清具體是哪些知識起到了作用。我想這大概就像晚餐。沒有人會否認吃飯對於生存的意義。但是，誰也說不清楚，他吃了這頓飯，哪裏長了壹塊肉。
壹個畢業二十多年的學生，曾經和筆者聊起自己“印象最深刻”的物理課。原來那堂課講的是引力勢能。當時為了解釋引力勢能的相對性，我曾經問過學生這個問題:有人站在五樓的窗臺上想跳下去。妳認為它危險嗎？壹開始大家都覺得太難了，但仔細壹想，又都樂了:不要跳窗，跳窗就好。這個學生覺得這個例子很有趣，所以他很長時間都沒有忘記；但當被問到這個例子說明了什麽物理知識時，他說他忘了。就在我臉上流露出遺憾的時候，他馬上說的話讓人欣慰。他說，“這個例子讓我明白了，壹切都是相對的，不同的角度會有不同的結果。”雖然這門課所教授的物理知識，這個學生已經完全忘記了，但是通過相關知識的學習所凝聚的思想和方法，卻深深地印在了他的心裏。從這個意義上說，20多年前的這堂物理課，對他來說，難道不是極其寶貴的嗎？學生高中畢業後，可能大部分都會告別物理，學過的物理知識最終也會被遺忘。然後回頭看看:物理教學還給他們留下了什麽？如果它們沒有體現出物理給予的智慧和啟示，那將是物理教學的失敗。從這個角度來說，具體的知識通常只是作為教學的載體，知識背後有更多值得追求的東西。正如我國資深科學家錢偉長教授所說，“我大學學的是物理...我學會了以物理為對象進行調查、收集、分析和邏輯思考的能力。物理的知識有時候很有用，但是通過物理學到的這些能力比物理的知識更有用。”錢老在讀書的時候，正是通過“物理”這個載體，獲得了許多比物理知識更重要的能力。因此，把物理教學等同於物理知識教學的觀點是片面的，用“知識本位”確立物理教學目標取向的做法也是短視的。
隨著教學實踐的深入，老師們普遍對所教的學科越來越熟悉，也就特別喜歡。也許是受這種職業情感的影響，我曾經把物理教學的目標定為“培養盡可能多的學生成為物理學家或物理學家”。尤其是當我從農村普通中學轉到重點高中的時候，面對的是聰明好學的學生，這種欲望越來越強烈。但我很快發現，其他學科的老師，大概也是因為自己的專業偏好，對學生有類似的期望。這樣大家各掃各的雪，各唱各的調，沒能把各學科的成分凝聚成合力，實際效果當然差強人意。讓我特別郁悶的是，班裏物理學習優秀的“得意門生”寥寥無幾，以後直接從事物理專業的更是少之又少。就在我迷茫的時候，復旦大學原校長楊先生的壹個例子給了我很大的啟示。復旦大學曾經做過核物理專業畢業生去向的調查。結果發現，只有不到十分之壹的學生畢業後從事與核物理相關的工作，其余的轉行，活躍在金融、企業或行政崗位。對此，大多數人斷言這是物理系的失敗，而楊則認為這是復旦大學的成功。因為，通過四年的本科物理教育，學生具備了良好的素質，為以後的發展打下了堅實的基礎，所以畢業後能很快適應各個領域的工作。這也印證了趙凱華先生的壹句話:“壹個人學會物理後，可以做任何事情，他的物理沒有浪費。在我看來，學物理的人不在乎‘轉行’……”
經過以上曲折的認識歷程，我逐漸看清了物理教學終極目標的重點，不是基於知識或學科，而是基於我們的教育對象——學生。
對於“為什麽教物理”這個問題，我們也可以反過來問:“如果我們不教物理，學生不學物理，會給他們以後的發展留下什麽短板？”壹個顯而易見的答案是，學生不會因此學到很多重要的物理知識。這話沒錯，但還不夠全面。因為除此之外，學生還會失去更重要的科學方法和科學精神的培養和熏陶，最終影響科學素養。目前，物理已經滲透到社會的方方面面，成為每個受過教育的公民必須知道的知識。對於大多數學生來說，今天學習物理的目的恐怕不是為了明天進壹步學習物理，而是為了幫助他們面對或做出大量非物理問題的決策，為他們未來文明、健康、高質量的生活打下基礎。正如《所有美國人的科學》壹書所說，“教育的最高目標是讓人們為自我實現和負責任的生活做好準備。”據此，“為什麽教物理”這個問題最確切的答案就是為了提高全體學生的科學素養而教。——這應該是我們物理教學的理念。
眾所周知，生物基因在生物進化中起著重要的作用，極其細微的基因差異往往會導致生物之間的巨大差異。受此啟發，許多社會學家都在努力尋找人類文化傳承發展過程中的核心要素是什麽，從而提出了“文化基因”的概念，並將其定義為人類文化系統中的“遺傳密碼”。文化基因的核心是思維方式和價值觀。人類的進化比壹般的生物進化更復雜。它具有雙重進化機制，包括生物基因進化機制和文化基因進化機制。教育是促進文化遺傳機制的重要途徑。學校教育的本質不僅僅是文化現象的展示和詮釋，更是文化基因的傳承和發展。物理教育也不例外。什麽，物理教學中蘊含的“文化基因”有哪些？筆者認為主要體現在三個方面，即科學知識、科學方法和科學精神，因為這三者是科學素養最基本的要素。如果把科學素養比作壹座金字塔，什麽科學知識就像塔基，科學方法就是塔身，科學精神就是塔尖。物理教學的最高目的是為建造這座宏偉的科學素養之塔貢獻力量。換句話說，物理教學的核心價值在於促進學生實現三個轉化:壹是將人類社會積累的知識轉化為學生的個體知識，從而使他們成為客觀的人；二是把前人從事智力活動的思維方法轉化為學生的認知能力，使他們明白世界為什麽是這樣的，成為理性的人；三是將知識中蘊含的理念和態度轉化為學生的行為準則，讓他們懂得如何讓世界變得更好，成為有創造力的人。