大學(xué)物理教育在培養(yǎng)大學(xué)生科學(xué)素質(zhì)方面的地位與作用

高永春，陳 偉，許賀菊

(河北聯(lián)合大學(xué)理學(xué)院，河北唐山063009)

大學(xué)物理教育在培養(yǎng)大學(xué)生科學(xué)素質(zhì)方面的地位與作用

高永春，陳 偉，許賀菊

(河北聯(lián)合大學(xué)理學(xué)院，河北唐山063009)

大學(xué)物理;科學(xué)素質(zhì);創(chuàng)新能力

大學(xué)物理作為理工科學(xué)生一門重要的基礎(chǔ)課程，對于培養(yǎng)和提高學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)具有不可替代的作用。文章對大學(xué)物理教育在大學(xué)生科學(xué)素質(zhì)、創(chuàng)新能力培養(yǎng)方面所起的作用進(jìn)行了論述，對非物理專業(yè)大學(xué)物理課程體系建設(shè)、教學(xué)理念的更新以及教學(xué)方式的改革進(jìn)行了分析。

一、什么是科學(xué)素質(zhì)

科學(xué)素質(zhì)主要是指“科學(xué)思維能力”、“科學(xué)研究方法與技巧”、“對客觀世界的認(rèn)知能力”、“求真務(wù)實(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)踏實(shí)的工作作風(fēng)”、“不迷信權(quán)威、勇于創(chuàng)新的精神”等。

對于高校的大學(xué)生，特別是理工專業(yè)的學(xué)生，科學(xué)素質(zhì)教育是重要的培養(yǎng)目標(biāo)之一，只有具備了深厚科學(xué)素質(zhì)的人才才能更好的適應(yīng)未來的工作、學(xué)習(xí)和生活，這樣的人才可能做出重大創(chuàng)新和開創(chuàng)性工作，才有潛力成為各行各業(yè)的領(lǐng)軍人物。

二、高校非物理專業(yè)大學(xué)物理開設(shè)現(xiàn)狀

近年來，隨著大學(xué)的擴(kuò)招和畢業(yè)生就業(yè)壓力的增大，很多高校為了適應(yīng)這些變化，紛紛進(jìn)行了一系列課程改革。由于過分強(qiáng)調(diào)技能型和應(yīng)用型人才的培養(yǎng)，改革的結(jié)果是專業(yè)課、技能課課時(shí)不斷增加，基礎(chǔ)理論課課時(shí)(如大學(xué)物理等課程)不斷減少，有些高校的大學(xué)物理課只有40學(xué)時(shí)，甚至有些高校干脆取消了大學(xué)物理這門課。擔(dān)任這門課的教師被邊緣化，大學(xué)物理教育被弱化。許多人認(rèn)為大學(xué)物理課就是為專業(yè)課服務(wù)的，因此只需講與專業(yè)課相關(guān)的內(nèi)容，從而忽視了大學(xué)物理在培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素質(zhì)方面的重要作用。擔(dān)任這門課程的教師普遍反映，大學(xué)物理學(xué)內(nèi)容多、學(xué)時(shí)少，教材無法滿足科學(xué)素質(zhì)教育的要求;學(xué)生普遍反映大學(xué)物理難學(xué)難懂，學(xué)習(xí)興趣不高。教師為了趕進(jìn)度，在教學(xué)中就出現(xiàn)了重知識、輕方 法、重結(jié)論、輕過程的不良現(xiàn)象，嚴(yán)重地影響了大學(xué)物理學(xué)的教學(xué)質(zhì)量，使大學(xué)物理學(xué)這門課程難以發(fā)揮它的科學(xué)素質(zhì)教育重要功能。［1］

三、大學(xué)物理在培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素質(zhì)方面的地位與作用

物理學(xué)是自然科學(xué)的核心，是新技術(shù)的源泉。人類歷史上的三次工業(yè)革命就是在物理學(xué)發(fā)展的一定階段產(chǎn)生的重大發(fā)明而發(fā)生的，它既是基礎(chǔ)學(xué)科又是帶頭學(xué)科。大學(xué)物理知識不僅是理工科學(xué)生學(xué)習(xí)后續(xù)專業(yè)課所必備，而且在培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素質(zhì)方面具有不可替代的作用。在歐美等許多發(fā)達(dá)國家，大學(xué)物理作為非物理學(xué)專業(yè)的公共基礎(chǔ)課，為大學(xué)一、二年級的學(xué)生開設(shè)，旨在培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)，是全面的文理基礎(chǔ)教育課程之一。［2］

(一)要充分認(rèn)識大學(xué)物理課程的基礎(chǔ)地位

物理學(xué)是一門最基礎(chǔ)的自然科學(xué)，隨著物理學(xué)的發(fā)展，它的許多分支已分別形成獨(dú)立的學(xué)科，如“生物物理”、“天體物理”、“半導(dǎo)體物理”等。物理學(xué)在整個(gè)自然科學(xué)的發(fā)展中占有非常重要的地位，它的基本理論和基本方法滲透在自然科學(xué)的許多領(lǐng)域，應(yīng)用于生產(chǎn)技術(shù)的各個(gè)部門。一方面，物理學(xué)是研究物質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)和運(yùn)動規(guī)律的科學(xué)，它所建立的基本概念，它所發(fā)現(xiàn)的規(guī)律是物質(zhì)世界的基本規(guī)律，是普適的，是相對穩(wěn)定的;另一方面，物理學(xué)所采用的思維方法和研究方法也被其他學(xué)科所吸收，科學(xué)的思維方法和研究方法對于其他學(xué)科領(lǐng)域的研究發(fā)展具有借鑒作用。［3］經(jīng)典力學(xué)、熱力學(xué)的發(fā)展導(dǎo)致了蒸汽機(jī)的發(fā)明，從而使人類進(jìn)入到機(jī)器化時(shí)代，引發(fā)了第一次工業(yè)革命;電磁學(xué)理論的建立，導(dǎo)致了發(fā)電機(jī)、電動機(jī)的發(fā)明，從而使人類進(jìn)入到電氣化時(shí)代，引發(fā)了第二次工業(yè)革命;相對論、量子力學(xué)等現(xiàn)代物理學(xué)的建立，導(dǎo)致了原子能、半導(dǎo)體、電子計(jì)算機(jī)、激光、光纖通訊等現(xiàn)代高技術(shù)的出現(xiàn)，使人類進(jìn)入到信息化社會，引發(fā)了第三次工業(yè)革命，極大地促進(jìn)了人類社會文明的進(jìn)步。我國著名科學(xué)家錢學(xué)森曾經(jīng)說過:“現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)，說到底，是靠兩門學(xué)問:—是物理，二是數(shù)學(xué)”。

學(xué)生是否擁有牢固而堅(jiān)實(shí)的物理基礎(chǔ)，不僅影響他們對后續(xù)專業(yè)課程的理解和掌握，而且影響他們未來的職業(yè)發(fā)展空間。大學(xué)物理課在培養(yǎng)學(xué)生現(xiàn)代科學(xué)的自然觀、培養(yǎng)學(xué)生的探索精神、創(chuàng)新精神，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維能力、掌握科學(xué)方法等方面都具有重要作用。［4］因此，物理課不僅是學(xué)生學(xué)習(xí)專業(yè)知識的基礎(chǔ)課，也是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素質(zhì)的一門重要基礎(chǔ)課。

(二)大學(xué)物理對培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)精神的作用

所謂科學(xué)精神，就狹義而言，是指科學(xué)家從事科學(xué)研究所表現(xiàn)的精神和態(tài)度，主要是指求真務(wù)實(shí)、勇于實(shí)踐、不迷信權(quán)威、百折不撓、敢于創(chuàng)新、堅(jiān)持真理的精神。在物理學(xué)相關(guān)理論的建立、發(fā)展與完善過程中，有無數(shù)實(shí)例無不體現(xiàn)了科學(xué)家們所具有的上述科學(xué)精神和科學(xué)態(tài)度。如法拉第電磁感應(yīng)定律的發(fā)現(xiàn)，就是法拉第這位偉大的科學(xué)家歷經(jīng)十多年的無數(shù)次實(shí)驗(yàn)失敗，百折不撓，堅(jiān)持探索才取得成功的;又如“X射線”的發(fā)現(xiàn)過程，體現(xiàn)了科學(xué)家倫琴不放過實(shí)驗(yàn)中的任何疑點(diǎn)，求真求實(shí)，勇于探索的科學(xué)精神;普朗克在利用經(jīng)典物理學(xué)理論無法圓滿解釋黑體輻射問題時(shí)，突破經(jīng)典物理學(xué)理論框架的束縛，大膽地提出了量子假說，成功地揭示了黑體輻射的規(guī)律，找到了打開現(xiàn)代物理學(xué)的大門鑰匙。這些對學(xué)生建立科學(xué)的思想，塑造不怕失敗、勇于探索、大膽創(chuàng)新的精神會有潛移默化的影響。［5］

在講述這些理論的時(shí)候，適當(dāng)介紹一下科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)物理規(guī)律的曲折過程，講一講他們面對失敗、壓力甚至生命受到威脅時(shí)所表現(xiàn)出來的為科學(xué)獻(xiàn)身的精神，將科學(xué)精神教育滲透到教學(xué)中，可使學(xué)生受到前輩物理學(xué)家們科學(xué)精神的感染，對培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)和形成良好的科學(xué)品德起到重要作用。

(三)大學(xué)物理對培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維能力的作用

大學(xué)物理教育在培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維能力、啟迪學(xué)生智慧方面也有獨(dú)特的作用。科學(xué)思維包括邏輯思維和非邏輯思維，人類在探索未知世界、創(chuàng)造發(fā)明的過程中，科學(xué)思維起著重要的作用?？茖W(xué)素質(zhì)培養(yǎng)的核心是科學(xué)知識的自我獲取能力、科學(xué)思維能力和創(chuàng)新能力。物理學(xué)理論體系的建立，無處不閃現(xiàn)出科學(xué)思維的光芒，如理想模型是物理規(guī)律和物理理論賴以建立的基礎(chǔ)，像質(zhì)點(diǎn)、剛體、理想流體、黑體等物理模型均反映了抓住事物的主要矛盾，忽略次要矛盾的哲學(xué)思想，使復(fù)雜問題簡單化，這是相當(dāng)成功的科學(xué)抽象。

惠更斯將光與聲波類比，提出了光的波動理論;德布羅意將粒子與光進(jìn)行類比，提出了實(shí)物粒子也應(yīng)具有二象性的著名論斷，預(yù)言了物質(zhì)波的存在。這是物理學(xué)中用類比思維的成功范例。［1］

“在物理學(xué)理論的創(chuàng)立、發(fā)展與完善過程中，物理學(xué)家們對各種物理模型、物理假說的構(gòu)想、建立和完善;對不同物理現(xiàn)象本質(zhì)的抽象概括等等所表現(xiàn)出來的非凡的想象力、嚴(yán)密的邏輯推理和歸納綜合能力等，無疑對培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的思維能力有著積極而重要的影響。［5］”物理知識本身是重要的，但在物理知識建立過程中科學(xué)家們?yōu)榇硕w現(xiàn)出的科學(xué)思想、科學(xué)方法、科學(xué)精神更為重要，它是我們?nèi)祟愄剿鳌⒄J(rèn)知一切未知領(lǐng)域的精神食糧和有力武器。

四、以培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)為中心，改革大學(xué)物理教育

(一)建立與教學(xué)培養(yǎng)目標(biāo)相適應(yīng)的課程體系

開設(shè)大學(xué)物理課的首要目標(biāo)應(yīng)該是使學(xué)生掌握物理學(xué)的思想和方法，啟迪學(xué)生的智慧，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)，而不僅僅是為了滿足相關(guān)專業(yè)課程對物理知識的需要。因此必須編寫與此目標(biāo)相適應(yīng)的大學(xué)物理教材。對非物理專業(yè)的學(xué)生而言，教材不應(yīng)貪大求全，只追求知識體系的完整，論證過程的嚴(yán)密，而應(yīng)注重物理學(xué)知識體系的發(fā)展過程;注重展現(xiàn)科學(xué)家探索未知世界、追求真理的科學(xué)精神;注重物理學(xué)解決問題的方法技巧;注重介紹物理學(xué)的發(fā)展如何導(dǎo)致了新學(xué)科、新技術(shù)、新發(fā)明的產(chǎn)生。這樣的教材既能夠滿足對非物理專業(yè)學(xué)生的物理知識的需要，又能消除學(xué)生對大學(xué)物理課程感到晦澀難學(xué)、高不可攀的畏懼心理，提高學(xué)生學(xué)習(xí)大學(xué)物理的興趣，發(fā)揮大學(xué)物理在學(xué)生科學(xué)素質(zhì)培養(yǎng)方面的獨(dú)特作用。

(二)更新教學(xué)理念，改進(jìn)教學(xué)方法

要明確大學(xué)物理的基礎(chǔ)課地位，明確大學(xué)物理在培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)和創(chuàng)新能力方面的地位與作用。改變教師只注重知識的灌輸，過于強(qiáng)調(diào)物理知識的系統(tǒng)性、完整性，教學(xué)缺少互動，學(xué)生參與不夠的教學(xué)方式;要注重啟發(fā)引導(dǎo)學(xué)生，將觀察、實(shí)驗(yàn)、假說、驗(yàn)證等物理學(xué)的基本研究方法融入教學(xué)過程;將分析、綜合、抽象、概 括、歸納、演繹、類比等物理學(xué)科中常用的思維方法靈活運(yùn)用于教學(xué)實(shí)踐，培養(yǎng)提高學(xué)生的自學(xué)能力和知識運(yùn)用能力。

“如果教師能把知識的產(chǎn)生過程引入教學(xué)并與知識融為一體，就可以使學(xué)生了解所學(xué)物理知識的來龍去脈，加深對知識的理解與掌握，同時(shí)還能讓學(xué)生在此過程中切身體會到科學(xué)發(fā)展的艱難曲折、學(xué)習(xí)到物理學(xué)家們在紛繁復(fù)雜的科學(xué)實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的思維方式，就可以用這種方式去學(xué)習(xí)、研究物理知識，從而有利于發(fā)展學(xué)生的創(chuàng)造性思維?！保?］

五、結(jié)束語

在當(dāng)今的信息化社會，新知識、新技術(shù)層出不窮，日新月異，任何人想要在未來職場中謀求發(fā)展，立于不敗之地，就必須樹立終身學(xué)習(xí)的思想和具備自我學(xué)習(xí)、提高的能力。任何想通過大學(xué)幾年所學(xué)的專業(yè)知識享用終身的想法是極其幼稚的，必將被社會淘汰。因此，高校在制定學(xué)生培養(yǎng)目標(biāo)時(shí)，應(yīng)將科學(xué)素質(zhì)的培養(yǎng)放在中心地位，而不應(yīng)過分強(qiáng)調(diào)學(xué)生對專業(yè)技能、專業(yè)知識的掌握。綜上所述，大學(xué)物理教學(xué)不僅是對學(xué)生進(jìn)行物理知識的傳授，它還是培養(yǎng)大學(xué)生科學(xué)素質(zhì)的重要手段和重要途徑。高校非物理專業(yè)的大學(xué)物理教學(xué)不應(yīng)被削弱，探索如何提高大學(xué)物理教育在培養(yǎng)大學(xué)生科學(xué)素質(zhì)和創(chuàng)新能力方面的效果是每一個(gè)物理教育工作者義不容辭的責(zé)任。

［1］ 王宗昌等．重視大學(xué)物理教學(xué)提高學(xué)生科學(xué)素質(zhì)［J］．南陽師范學(xué)院學(xué)報(bào)，2010，9(3):104-106．

［2］ 趙玉華等．素質(zhì)教育培養(yǎng)模式下工科大學(xué)物理教學(xué)改革初探［J］．中國科教創(chuàng)新導(dǎo)刊，2010，(10):52．

［3］ 劉勇等．重視大學(xué)物理教學(xué)加強(qiáng)學(xué)生科學(xué)科學(xué)素質(zhì)培養(yǎng)［J］．素質(zhì)教育論壇，2008:12(11)．

［4］ 姜麗娜，李海榮．全方位教學(xué)改革培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)［J］．物理與工程，2009，19(6):51-54．

［5］ 周士蕓．大學(xué)物理教學(xué)與學(xué)生科學(xué)素質(zhì)的培養(yǎng)［J］．安順學(xué)院學(xué)報(bào)，2008，4(2):83-85．

Status andRole of College Physics Education in Cultivating Scientific Quality of Undergraduate Students

GAO Yong-chun，CHEN Wei，XU He-ju
(College of Science，Hebei United University，Tangshan Hebei 063009，China)

college physics;scientific quality;innovative ability

College physics is an important basic course for science and engineering students．This course is important for the cultivation and improvement of students＇scientific quality．In this paper，roles of college physics education in cultivating scientific quality and innovative ability were discussed．Moreover，curriculum system development，teaching philosophy innovation and teaching method reform of college physics course of non-physics specialty were analyzed．

G642.3

A

2095-2708(2012)03-0093-03

2011-12-01