大學(xué)物理教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素質(zhì)探討

莫小明+周宇璐+陶小馬

【摘 要】分析培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)的首要條件，提出大學(xué)物理教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素質(zhì)的三條路徑。

【關(guān)鍵詞】大學(xué)物理 科學(xué)素質(zhì) 研究式教學(xué)

【中圖分類號】G 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A

【文章編號】0450-9889（2016）04C-0138-02

在科普工作日益推進(jìn)的今天，本科生基本科學(xué)素質(zhì)（科學(xué)世界觀、探索精神和創(chuàng)新意識）的培養(yǎng)顯得尤其重要，這就從側(cè)面反映了作為理工類專業(yè)公共基礎(chǔ)必修課的大學(xué)物理課程尤其必不可缺：（1）作為整個自然科學(xué)和高新科技發(fā)展的基石，物理學(xué)為科技創(chuàng)新提供源源不斷的靈感和動力；（2）希格斯粒子、中微子、引力波的等基礎(chǔ)物理學(xué)領(lǐng)域的每個重大發(fā)現(xiàn)，都會掀起一次全人類科學(xué)、哲學(xué)世界觀的革命；（3）大學(xué)物理及相關(guān)實驗憑借其嚴(yán)謹(jǐn)?shù)乃季S和設(shè)計方法，對學(xué)生科學(xué)分析問題和解決問題能力的提高十分重要。很多高校教育工作者在這方面做了不少的研究并取得了一些研究成果，有效促進(jìn)了大學(xué)物理教學(xué)質(zhì)量的提高。因此，如何充分發(fā)揮該課程的作用，在實踐過程中結(jié)合大學(xué)物理課程的教學(xué)內(nèi)容，落實科學(xué)素質(zhì)的培養(yǎng)目標(biāo)和要求，將知識學(xué)習(xí)與科學(xué)素質(zhì)培養(yǎng)相結(jié)合，努力實現(xiàn)學(xué)生知識、能力和科學(xué)素質(zhì)的全面協(xié)調(diào)發(fā)展是教育工作者不斷探索的課題，同時也是大學(xué)物理課程適應(yīng)時代發(fā)展、造就高素質(zhì)人才的需要。本文對大學(xué)物理在學(xué)生科學(xué)素質(zhì)培養(yǎng)的教學(xué)方面做了一些思考和建議。

一、提高教師自身的素質(zhì)是培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)的首要條件

科學(xué)素質(zhì)一般是指人們在獲取與應(yīng)用科學(xué)知識的過程中所表現(xiàn)出來的內(nèi)在品質(zhì)。作為現(xiàn)代公民的基本素質(zhì)之一，科學(xué)素質(zhì)是公民積極、平等參與科學(xué)活動的必備條件之一。從某種意義上來說，科學(xué)素質(zhì)的水平往往決定著一個國家和一個民族的創(chuàng)新活力。科學(xué)素質(zhì)高的國家，其科學(xué)技術(shù)水平通常也走在世界前列，例如瑞士、日本和以色列。具體來說，公民的科學(xué)素質(zhì)包括崇尚和尊重科學(xué)，用科學(xué)態(tài)度分析問題，以及用科學(xué)知識處理實際問題，而不是人云亦云，聽信微博、微信等網(wǎng)絡(luò)謠言。一個科學(xué)素質(zhì)高的公民，往往具備獨立思考的能力，能夠用科學(xué)的思辨洞察謠言的真?zhèn)危鹬囟幻乃^專家的意見，不對科學(xué)工作者進(jìn)行譏諷和人身攻擊。

在知識日益碎片化的今天，如何提高本科生的科學(xué)素質(zhì)變得越來越重要。而作為一門基礎(chǔ)必修課程，大學(xué)物理必須要發(fā)揮應(yīng)有的重要作用。因此一方面需要教師在課堂上加強(qiáng)對本科生前沿知識的科普，另一方面要求教師要與時俱進(jìn)，提高自身的科學(xué)素質(zhì)。對教師來說，科學(xué)素質(zhì)主要包括了科學(xué)修養(yǎng)和學(xué)術(shù)水平。教師的科學(xué)修養(yǎng)和學(xué)術(shù)水平是相互聯(lián)系、相互影響的。在培養(yǎng)和提高學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)的過程中起主導(dǎo)作用的是教師，因此其本身就應(yīng)該具備較高的科學(xué)修養(yǎng)和較深的學(xué)術(shù)水平。好的教學(xué)質(zhì)量是在活躍的研究型學(xué)術(shù)環(huán)境中才能產(chǎn)生的，建立優(yōu)秀的教師團(tuán)隊是推動并取得優(yōu)秀的教學(xué)和教育質(zhì)量的保證。

物理學(xué)本身的許多科學(xué)原理是緊密聯(lián)系的。在深入研究某些領(lǐng)域后教師自己的知識面也會逐漸擴(kuò)大。因此在大學(xué)物理教學(xué)過程中，教師對本科學(xué)生科學(xué)素質(zhì)的培養(yǎng)十分重要。這就要求教師不僅要能深入到物理學(xué)某些研究領(lǐng)域的最前沿，理解基礎(chǔ)與前沿的相互聯(lián)系，又能切實引領(lǐng)學(xué)生從基礎(chǔ)物理過渡到物理學(xué)發(fā)展的前沿。通過言傳身教，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的熱情，引導(dǎo)學(xué)生建立積極對待科學(xué)的態(tài)度，自學(xué)未來所需的知識，提高學(xué)生綜合科學(xué)素質(zhì)。因此我們發(fā)現(xiàn)，大學(xué)物理教師自身科學(xué)素質(zhì)的提升，是學(xué)生優(yōu)秀科學(xué)素質(zhì)培養(yǎng)的先決條件。教師在教學(xué)的同時長期真心實意地進(jìn)行科學(xué)研究，對科學(xué)的敬業(yè)心、主動求索精神、嚴(yán)謹(jǐn)和實事求是的作風(fēng)、開拓創(chuàng)新的意識和能力以及團(tuán)隊協(xié)作精神等科學(xué)素質(zhì)都將會潛移默化地影響學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的欲望，進(jìn)一步深化和提升本科生進(jìn)行科學(xué)創(chuàng)新訓(xùn)練的成效。

二、大學(xué)物理教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素質(zhì)的路徑

鑒于目前大學(xué)物理教學(xué)注重對學(xué)生基礎(chǔ)知識、理論和基本技能的掌握，而常忽視大學(xué)物理課程對學(xué)生科學(xué)素質(zhì)的培養(yǎng)，輕視大學(xué)物理相關(guān)理論在實際中的應(yīng)用，如何將物理學(xué)的基本理論與當(dāng)今科技前沿完美結(jié)合并展現(xiàn)給學(xué)生，進(jìn)而全面提高學(xué)生對大學(xué)物理在實際應(yīng)用中的認(rèn)知，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)、創(chuàng)新意識和吃苦耐勞的能力，是每個從事大學(xué)物理課程教學(xué)的教師都要面對的課題。在教學(xué)過程中，可以從以下幾個方面進(jìn)行探索嘗試。

（一）采用探究式、研究性教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)。在大學(xué)物理教學(xué)過程中，進(jìn)行適合現(xiàn)代教育理論的探究式、研究性教學(xué)，應(yīng)從教學(xué)實際出發(fā)，選擇跟專業(yè)緊密聯(lián)系的科學(xué)問題進(jìn)行討論、實驗（包括演示實驗、計算機(jī)模擬實驗）和探究。具體通過“問題—實驗—探究—結(jié)論—應(yīng)用—實踐”的科學(xué)探究過程，使得學(xué)生體驗到學(xué)習(xí)科學(xué)的樂趣，從而培養(yǎng)學(xué)生良好的科學(xué)態(tài)度，樹立學(xué)生健康的科學(xué)價值觀。

興趣是科學(xué)研究最好的老師，是科學(xué)素質(zhì)組成中的最強(qiáng)動力。大學(xué)物理教師在教授基礎(chǔ)科學(xué)知識的同時，也要千方百計地提高學(xué)生的研究興趣，培養(yǎng)其吃苦耐勞、團(tuán)隊協(xié)作、勇于進(jìn)取的科學(xué)精神，使學(xué)生逐步擺脫浮躁與急功近利的不良社會風(fēng)氣，樹立正確的科學(xué)態(tài)度和科學(xué)觀。所以，積極探索適用的探究式、研究性教學(xué)方法和途徑能夠?qū)崿F(xiàn)提高學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)的目的。在大學(xué)物理教學(xué)過程中，應(yīng)多提煉并再現(xiàn)物理學(xué)家或其他學(xué)科科學(xué)家的創(chuàng)造性思維方式，多講述與他們?nèi)烁聍攘Α⒕駜r值和科學(xué)追求（袁隆平、屠呦呦等科學(xué)家的科學(xué)思想、獻(xiàn)身科學(xué)的精神）相關(guān)的振奮人心的故事。這些對凈化學(xué)生思想、培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素質(zhì)等方面具有重要作用。

通過教學(xué)過程中不斷的滲透，將物理學(xué)史知識和大學(xué)物理教師實際科研體驗，以及嚴(yán)肅認(rèn)真的工作態(tài)度、吃苦耐勞為科學(xué)獻(xiàn)身的精神傳遞給學(xué)生，讓學(xué)生學(xué)習(xí)體會和了解物理學(xué)是以實驗為基礎(chǔ)、需要通過認(rèn)真仔細(xì)的觀察和測量才能得出結(jié)果的學(xué)科，在實驗過程中必須堅持實事求是的原則才能客觀反映事件的本質(zhì)和規(guī)律。讓學(xué)生知道如果發(fā)現(xiàn)實驗結(jié)果和預(yù)期的不一致要正確處理。要學(xué)習(xí)物理學(xué)家和其他學(xué)科科學(xué)家的探索精神和工作作風(fēng)，并讓他們有意識地了解物理學(xué)家和其他學(xué)科科學(xué)家的事跡，培養(yǎng)其獨立進(jìn)行科學(xué)活動的基本態(tài)度和科學(xué)探索精神，要使學(xué)生深刻認(rèn)識到科學(xué)實驗的根本要求要實事求是，從而起到豐富學(xué)生思想情感、磨煉學(xué)生意志、培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和工作作風(fēng)的作用。

（二）培養(yǎng)和樹立理論聯(lián)系實際相結(jié)合的科學(xué)準(zhǔn)則。大學(xué)物理教學(xué)在培養(yǎng)本科生科學(xué)素質(zhì)的核心是弘揚(yáng)科學(xué)精神。科學(xué)允許懷疑，但不能容忍偽科學(xué)。這就要求學(xué)生堅持辯證唯物主義，理論聯(lián)系實際。無論是做科研還是其他工作，樹立正確“熱愛科學(xué)、相信科學(xué)、尊重科學(xué)和依靠科學(xué)”的思想，參與同反科學(xué)、偽科學(xué)作斗爭，做到理論與實際相結(jié)合，用以指導(dǎo)工作和行動。這里有一個不得不說的例子。2011年日本福島核電站核泄漏事故發(fā)生后，全國多省市大型超市中的碘鹽被搶購一空，甚至還有過度食用碘鹽致死的情況發(fā)生。面對這樣的謠言和荒謬做法，要求學(xué)生要以科學(xué)的方法去仔細(xì)分析和明辨謠言，要勇于站出來，指出其中的荒謬，用科學(xué)的語言告訴身邊的人不信謠、不傳謠。

在大學(xué)物理教學(xué)過程中促使學(xué)生樹立良好的科學(xué)精神，要求學(xué)生從實驗、工程實際問題等實際現(xiàn)象出發(fā)分析解決問題，促使其辯證唯物主義思想的形成；同時不斷向?qū)W生強(qiáng)調(diào)理論聯(lián)系實際的意識，可促使其正確科學(xué)思維意識的形成。在大學(xué)物理的教學(xué)過程中，有目的有計劃地介紹物理學(xué)史，展示物理學(xué)家追求真理、探索自然的精神和品格，讓學(xué)生能夠?qū)W到物理學(xué)史中前輩們的分工協(xié)作、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)作風(fēng)，對其本身就是科學(xué)精神的一次升華。

（三）建立合理的體系，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)。首先，運(yùn)用多媒體、課外網(wǎng)絡(luò)輔助、手機(jī)APP等現(xiàn)代教學(xué)手段開展大學(xué)物理課程教學(xué)和現(xiàn)代物理技術(shù)專題教學(xué)，將物理理論方法和技術(shù)的最新成果融入到探究式教學(xué)中，積極引導(dǎo)學(xué)生探索未知世界領(lǐng)域。同時也要對物理理論在現(xiàn)代高新技術(shù)中的新應(yīng)用進(jìn)行介紹。以引力波探測為例，探測引力波的核心思想：激光干涉光路原理圖設(shè)計，只是物理課堂的一次隨堂作業(yè)。所以，通過多種現(xiàn)代教學(xué)手段，將一些未解問題交給學(xué)生，讓他們獨立思考，寫出設(shè)計報告，往往比單純傳授基本物理定律更能激發(fā)學(xué)生的主動性和創(chuàng)新思維。其次，在教學(xué)方法上，利用探究式討論式教學(xué)等多種方法手段，引導(dǎo)、鼓勵學(xué)生積極主動學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生善于獨立思考、獨立分析和自主學(xué)習(xí)的能力。最后，對大學(xué)物理課程的評價體系做出一定的調(diào)整，探索新型考核方式對學(xué)生做出客觀的綜合評價，而不僅僅是用期末考試成績作為學(xué)生學(xué)習(xí)大學(xué)物理好壞的唯一標(biāo)準(zhǔn)。對教師而言，學(xué)生是否主動、課堂上是否積極互動、是否獨立完成課程設(shè)計等，都應(yīng)該且必須在學(xué)生成績中有一定的體現(xiàn)。

通過大學(xué)物理教學(xué)改革，其成果可為學(xué)生科學(xué)素質(zhì)的培養(yǎng)和提高提供了很好的平臺和契機(jī)，對于提高學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)必將起到很大的促進(jìn)作用。

三、結(jié)束語

將培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素質(zhì)的思想貫穿整個大學(xué)物理教學(xué)過程中，不僅可以培養(yǎng)和提高學(xué)生的綜合素質(zhì)和能力，而且也可以提高教師自身的科學(xué)素質(zhì)和學(xué)術(shù)能力，進(jìn)而提高教學(xué)質(zhì)量和水平。本文僅對大學(xué)物理教學(xué)在復(fù)合型研究型人才培養(yǎng)的教學(xué)方面做了一些思考和探討，積極開展大學(xué)物理的教學(xué)改革研究依然任重道遠(yuǎn)。

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【作者簡介】莫小明（1986— ），男，廣西桂林人，廣西大學(xué)物理科學(xué)與工程技術(shù)學(xué)院講師；周宇璐（1985— ），女，廣西柳州人，廣西大學(xué)物理科學(xué)與工程技術(shù)學(xué)院講師；陶小馬（1978— ），男，安徽當(dāng)涂人，廣西大學(xué)物理科學(xué)與工程技術(shù)學(xué)院教授。

（責(zé)編 劉健華）