物理實驗教學與學生科學素質的培養

摘要：科學素質是公民素質的重要組成部分。物理學是探討物質基本結構和運動基本規律的學科，它是實驗科學，它的形成與發展是建立在觀察與實驗的基礎上的。精心設計的實驗不僅可以培養科學精神和科學態度，還可以使學生獲得全面發展。本文從三個方面探討學生在物理實驗教學中科學素質的培養。

關鍵詞：物理教學；科學素質；物理實驗；教學改革

科學素質是公民素質的重要組成部分。有關科學素質的論述較多，它主要包括科學知識、科學思想和科學方法三個基本方面。公民具備基本科學素質一般指了解必要的科學技術知識，掌握基本的科學方法，樹立科學思想，崇尚科學精神，并具有一定的應用它們處理實際問題、參與公共事務的能力。提高公民科學素質，對于增強公民獲取和運用科技知識的能力、改善生活質量、實現全面發展，對于提高國家自主創新能力、建設創新型國家、實現經濟社會全面協調可持續發展、構建社會主義和諧社會，都具有十分重要的意義。

物理學是探討物質基本結構和運動基本規律的學科，它不斷促進新技術的產生。實踐證明，物理學不僅是自然科學的基礎，而且是高技術發展的源泉。物理學是實驗科學，它的形成與發展是建立在觀察與實驗的基礎上的。物理實驗課是對學生進行實驗教育的入門課，在學習物理實驗基礎知識的同時，培養學生初步的實驗動手能力、良好的實驗習慣和嚴謹的科學作風，最終提高學生的創造能力及科學素質。

由于物理學在自然科學中的基礎地位以及與現代技術的緊密聯系，使得大學物理課在學生科學素質的培養上起著重要的作用，而物理實驗是科學研究的縮影，精心設計的實驗不僅可以培養學科學精神和科學態度、掌握科學方法、發展思維的能力，還可以使學生獲得全面發展的基本途徑。本文嘗試在如下三個方面開展學生在物理實驗教學中科學素質的培養。

1 注重物理學史與物理實驗教學相結合，擴展學生的科學知識

物理學史整合了物理學科的知識體系，將其融人物理教學中，不但能夠克服“知識片斷化”的現象，加深學生對整體知識結構的理解，還可以幫助學生進一步掌握對疑難問題的分析辨別能力。在物理實驗課堂上加入物理學史的內容可加深學生對實驗內容、方法以及歷史上重要實驗意義的理解，不僅可以增強學生的學習興趣，還可以使學生認識到物理實驗是具有實際應用價值和廣闊前景的學科。物理學史的引入籽對提高學生科學素質起到卓有成效的作用。

結合本學校實驗教學情況和實驗內容，運用物理學史給學生展示科學家在物理實驗中的思想方法、技巧和實驗過程，可以對學生進行具體的科學思想和方法教育，以促進學生的實驗和創新能力的發展。如法拉第發現電磁感應現象，奧斯特發現電磁效應，惠更斯用電橋測電阻，盧瑟福用金箔發現原子的核式結構實驗、理想斜面實驗等都十分精妙并在科學史上有著重要的意義。這些內容的增加非但不會增添學生的負擔，還可以開拓學生思路，提高實驗能力，提高學生的科學素質。結合物理學的發展史，可使學生深刻理解物理規律要依實驗事實為依據：在實驗過程中要認真研究各個方面和各個環節，不能捏造、修改數據。對實驗中的錯誤操作要盡量避免、實驗中出現的異?，F象要進行具體分析。只有尊重事實。正確操作、仔細觀察才能有所發現，這些對學生動手能力和獨立解決實際科學問題能力的提高、全面素質的培養都起到了積極的、不可替代的作用。

由于物理實驗的自身特點，如何有效地把物理學史引入到物理實驗中，以增強實驗效果、提高學生動手操作能力、開拓視野、拓展學生的科學知識、提高學生科學素質，是物理實驗教學應該認真探索和實踐的問題。

2 強化物理演示實驗教學，指導學生用科學的思想解決實際問題

演示實驗是物理教學中的基本手段，是最生動、最有效的直觀教學方法，它對于全面培養學生的科學素質具有非常重要的作用。教學經驗證明，生動有趣的演示實驗不僅會使學生對實驗現象產生極大的興趣，充分調動學生的學習積極性，吸引學生的注意力。還可以使學生的認知活動處于最佳狀態，精力高度集中，不知不覺地把自己融于實驗之中，促使他們更加全面地、細致地觀察實驗，積極地探究實驗，更加主動地運用所學到的物理知識去解釋實驗的現象，有時還會對實驗內容提出有意義的建議，這些都極其有利于學生創造性思維的產生，培養其創新能力，提高其科學素質。為達到這一目的，教師首先要精心設計實驗，設計過程中要突出實驗的鮮明性(便于觀察)、適用性(便于操作)、可靠性(保證成功)和安全性。

在實驗的演示過程中，教師應發揮主導作用，同時必須以學生為主體。對一些難度不大的實驗，可由一個或幾個學生親自動手操作，教師在旁指導，講解實驗注意事項，強調實驗成敗關鍵，糾正錯誤的操作方法，并根據實驗現象引導學生分析問題，解決問題。實踐證明，給學生創造更多的動手實驗機會，可以極大地提高他們的實驗操作能力。

在實驗演示過程中充分發掘和引伸實驗，可以讓學生發現、揭示和掌握實驗的內在本質，促使學生創造性地運用知識去處理學習和日常生活中的問題，充分培養學生的創造能力。使學生更加主動地擴展知識范圍，同時也提高了自身的科學素質。

3 實驗題目的選取要與本學校特色科研項目相結合，使學生掌握多種科學方法，提高創新能力

在高等教育中，對學生影響最深的是本科階段的教學活動。如何引導學生把學到的科學知識正確地運用到實際的學習和生活中去，也是物理實驗教育所面臨的困難之一，在教學過程中發現：如果選取與本學校特色科研項目相關的實驗題目，并在實驗過程中給予適當引導，會極大的激發學生的學習能力，使學生掌握多種實用的科學操作方法。同時，學生在基礎學習階段就對本學校的科研項目、科研水平和前沿學科的發展有初步的了解，將會更有利學生在專業基礎課以及專業課的學習。長春理工大學是一所以光電技術為特色，光、機、電、算、材相結合為優勢的省重點高校，在光學工程方面尤其突出，每年都會承擔大量的科研任務。在實驗題目的設置上適當增加光學、電學、以及近代物理方面的內容，在光學實驗中更可以加入我校的一些可公開科研成果，而對學生相對熟悉的力學等方面的傳統實驗可相對減少，或改為演示實驗。這樣做不僅可以在有限的學時里讓學生接觸到更多有意義、有應用價值的實驗項目，也同時讓學生了解前沿科技的發展方向、增強了動手能力、擴大學生的知識面，極大地鼓勵了學生的創新精神、增加了學生的學習主動性、作為母校學生的自豪感，為學生進一步專業知識的學習、實驗和科研工作打下了堅實的基礎、開辟了道路。在實驗中，引入科研成果的同時也讓學生初步掌握基本的實驗技術，了解了更多的科學實驗方法，開拓了視野，進一步提升了學生的科學素質。

培養學生的科學素質對學生的全面素質提高有著重要的作用。物理實驗是物理學的基礎，在各門自然科學課程中，在培養學生科學素質方面有著無可替代的作用。而對學生科學素質的培養又是多方面的，物理實驗可以通過與物理學史相聯系，加強物理演示項目，與本校科研項目相結合等多種方式，提高學生的動手能力、創新能力，使學生掌握更多的科學方法，利用科學的思想，與自己所學的理論知識解決實際中所遇到的困難，更進一步提高學生的科學素質。