在大學物理學教學中培養學生的科學精神

陳偉煒 鄭輝 俞允 林多 黃浩

摘要：本文介紹了如何在大學物理學的教學過程中培養學生的獻身精神、創新精神、治學精神、爭鳴精神、科學品質、審美素質等。

關鍵詞：大學物理學；培養；科學精神

中圖分類號：G642.41 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）47-0170-02

物理學是自然科學的基礎。物理學基礎知識是人類對自然和社會等客觀事物的認識成果。所以，在大學物理學的教育教學中，大學生們將受到思維和行動上各種各樣的訓練，以提高其科學文化素質，為其繼續學習科學技術奠定一個堅實的基礎。堅持以素質教育為宗旨的大學物理教育和教學，不僅在培養和提高全體大學生的科學文化素質方面具有得天獨厚的學科優勢，而且在培養學生的思想道德素質、藝術審美素質、身體心理素質等方面也有非常大的作用。

物理教學內容中蘊含著豐富的思想道德素質教育的內容，其主要有：科學的獻身精神、科學的創新精神、嚴謹的治學精神、不懈的爭鳴精神、正確的科學品質以及科學的審美素質等。

一、科學的獻身精神

當前的大學生年紀輕、閱歷淺，雖然是在改革開放中長大的，但是沒有經過艱難困苦的磨煉，易受外界影響，自我意識強，有了問題時經常不注意從主觀方面找原因，而是片面地強調客觀因素。針對學生中的這種思想狀況，可以在向學生講授物理課程的基本理論的同時，插入物理學的一些有趣的發展歷史，并且展現出一批聞名的物理科學家的介紹。例如，為了幫助那些從個人利益出發搞“自我設計”，碰了釘子就思想消沉、情緒低落的學生樹立正確的運大理想，我們可舉居里夫婦的例子。他們在諾貝爾頒獎儀式上，居里夫人說過：“鐳不屬于我們夫婦，而是屬于全人類，我們不會把它當成謀取財富的工具”。[1]居里夫人不為名利所所困，為了讓全世界共享其成果，她拒絕將自己的發明進行專利登記并從中獲利，她一生得過十多項獎章和獎金，但她都視若糞土不為所動。愛因斯坦曾評價說：“在世界所有著名人物中，居里夫人是唯一沒有被盛名寵壞的人。”[2]這樣就可以達到幫助在科研上奮斗的人們樹立正確人生觀之目的。

二、科學的創新精神

受到傳統的教學方法的影響，學生的思想總是被授課老師牽著走，毫無思考的余地，結果造成以下不好的現象：教師“滿堂灌”，學生記筆記，課下背筆記，屆時考筆記。學生死記硬背，只會摩仿，懶于思考，沒有創新。“創新是一個民族進步的靈魂”，創新精神和創新能力的培養是教學改革的首要任務。為了避免和克服上述弊端，在大學物理教學中，應詳盡地介紹每個物理要點、物理原理、物理定律和物理定理的發現及形成的過程及方法，攤開不同流派的觀點，從而激發各種思維方式、想象能力，讓他們更深刻地掌握關于運動、時間和引力的概念。比如，我們耳熟能詳的科學家愛因斯坦對經典力學的相關內容持懷疑態度，最終才有了我們所知道的《相對論》。當然這種科學懷疑并不是懷疑一切，所以這種精神不僅造就了一個具有創新思維、開拓精神的科學家，而且還發展了科學理論。

三、嚴謹的治學精神

在當今校園中，學生在理論學習時不按要求學習，上課不在狀態，只要求通過考試；在實驗操作方面存有馬虎心態，不按實記錄，浮躁地出結果，因此完全不能成為一名合格的為社會服務的人才，而物理學家們在嚴謹治學方面都是我們效仿的榜樣。

四、不懈的爭鳴精神

翻開浩瀚的物理學史，縱覽古今，橫觀中外，就會發現物理學的發展總是伴隨著爭論。爭論的原因要么是科學新思想與背景知識的沖突引起的；要么是科學思想本身的不完善導致的；要么是由于研究的角度不同而產生的。在教學過程中展示不同科學家對同一門科學問題的爭辯過程。例如，人類對光的本質認識就有一個很長的過程。

17世紀，關于光的本質產生了兩個相互對立的學說：牛頓的微粒說和惠更斯的波動說。兩派都以一定的科學實驗為基礎，都能說明一些科學現象，但又都不能說明另外一些光學現象。19世紀，兩種學說并存，由于牛頓當時的權威，微粒說居于優勢。19世紀初，托馬斯·楊的光相干實驗的確立，使得波動說能很好解釋光的波動性，于是，波動說又取得了勝利。可是爭論中又在“以太問題”上發生了困難。19世紀中葉，麥克斯韋建立了光的電磁理論，很好地解決了光的傳播問題，可它又同光電效應實驗發生了矛盾。1905年，愛因斯坦大膽地提出了光量子學說，克服了兩派各自的片面性，建立了全新的光學理論。上述一次次的論爭中，物理學家是嚴肅的，但也勇敢地承認自己的錯誤，因此“真理由爭論確立的”[3]。爭論能激發科學新思想的萌發，爭論能促進原有理論的日臻完善，爭論會導致不同學派的形成，爭論也是發現人才和培養人才的重要方法。總之，爭論是提高創造力的激素，是科學發展的動力，是確立真理、發展科學、培養人才的必由之路。

五、正確的科學品質

在對科學問題發起進攻的過程，科研人員會從自身迸發出無窮的力量，想盡種方法把問題解決，甚至獻出自身的力量，從而取得一定的科學成就。

然而事物往往有雙面性。當科研人員站在一定的高度，擁有金錢和權力后，可成就一番大事業，但如果此人道德出現問題，亦會危害社會，因此科研人員也需要道德的約束。例如，愛因斯坦曾經說過：“人只有獻身于社會，才能找到那實際上是短暫而有風險的生命的意義。”[4]

愛因期坦還說：“學校的目的應當是培養有獨立行動和獨立思考的人，不過他們要把為社會服務看作自己人生最高目的。”“第一流的人物對于時代和歷史進程的意義，在其道德品質方面，也許比單純的才智成熟方面還更大。”“現在這一代人，往往只注意我們這些人發明了什么，有那些著作，實際上，我們這些人的道德行為，對世界的影響，從某種意義來講更大。”[4]科學家的這些教誨，一定會使學生震撼，對于他們的品德修養和全面發展具有重要意義。

六、科學的審美品質

在大學物理學教學和物理學史中蘊含著大量的藝術審美素質教育思想和內容，它是對學生進行審美教育，凈化心靈，陶冶情操的好教材。各科哲學都是有相互關聯的，比如科學家與畫家相比較，愛因斯坦認為他們都是“以最適當的方式來畫出一幅簡化的和易于領悟的世界圖像。”[5]物理學家阿爾芬也曾說過：“像畫家運用色調，雕刻家利用石膏，音樂家通過音符來表達自己見解和感受一樣，科學家是通過似乎是周圍的濃縮物的公式和定理來表現自己的高水平的美感的。”[6]因此，科學理論都存在著一種簡約美。

日本物理學家湯川秀樹在研究愛因斯坦相對論思想時指出：他所追求的是自然界中尚未發現的一種新的美和簡潔性—抽象總是一種簡單的手段，而在某種情況下，一種新的美則再現為簡單化的結果。[7]愛因斯坦的一簡單方程-質能方程，雖然很簡單，實則不然，它包括了許多高深理論的整合，是一個合成理論。

關于物理學中的科學美，海森堡曾在一篇極為動人的文章《精確科學中美的意義》中談到：“美是各部分之間以及各部分于整體之間恰到好處的和諧。”的確，物理中的科學美，通常以科學理論的和諧、簡單、對稱為重要標志。例如，經典電磁理論的麥克斯韋方程以及奠定量子力學基礎的海森伯方程，都簡潔漂亮，和諧對稱，類似情形在物學史上是不勝枚舉的。

參考文獻：

[1]黎先耀.現代人的智慧[M].科學普及出版社，1999.

[2]梁衡.跨越百年的美麗[M].中國青年出版社，2014.

[3]陳學飛，展立新.我國高等教育發展觀的反思[J].高等教育研究，2009，（08）：1-26.

[4]許良英，等，編譯.愛因斯坦文集（第3卷）[M].商務印書館，2009.

[5]周德海.論愛因斯坦的美學思想[J].南通大學學報（社會科學版），2012，（04）：7-15.

[6]施大寧.物理與藝術[M].科學出版社，2005.

[7]王有長.科學美的教育意義[J].安徽教育學院學報（社會科學版），1992，（03）：77-78.