大學(xué)物理課程教學(xué)中對學(xué)生進行科學(xué)素養(yǎng)的研究與實踐

王秀敏

摘 ?要：大學(xué)物理是理工科學(xué)生必修的基礎(chǔ)課程，基礎(chǔ)物理學(xué)科的主要任務(wù)即是對學(xué)生進行科學(xué)素質(zhì)的培養(yǎng)。文章主要介紹了科學(xué)素養(yǎng)概念的由來及內(nèi)涵，以及對照內(nèi)涵要求在大學(xué)物理教學(xué)過程中進行科學(xué)素質(zhì)培養(yǎng)的研究與實踐。

關(guān)鍵詞：大學(xué)物理 ?課程教學(xué) ?科學(xué)素養(yǎng) ?研究與實踐

中圖分類號：G434 ? 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2019）10（c）-0141-02

當(dāng)今世界的競爭很大程度上是科學(xué)技術(shù)水平的競爭，科學(xué)技術(shù)從未像今天這樣深刻影響著國家的前途命運。在建設(shè)世界科技強國的進程中，高校具有不可替代的作用，因為高校是人才培養(yǎng)、科技創(chuàng)新的重要主體，高校在國家創(chuàng)新體系中尤其是在為世界科技強國建設(shè)培養(yǎng)人才方面肩負著重要的職責(zé)和使命[1]。為國家和社會培養(yǎng)具有高水平的科學(xué)素質(zhì)人才是當(dāng)前普通高校人才培養(yǎng)任務(wù)的重中之重。

1 ?科學(xué)素養(yǎng)概念的由來及內(nèi)涵

1.1 科學(xué)素養(yǎng)概念的由來

科學(xué)素養(yǎng)的概念源于20世紀(jì)50年代。1952年，美國著名的科學(xué)家和教育家柯南特出版了一本名為《科學(xué)中的普通教育》的書，書中提及：被人們稱為“專家”的那些人，最大的特點是他們具有“科學(xué)素養(yǎng)”。這是科學(xué)素養(yǎng)這個概念首次被提出，當(dāng)然，當(dāng)時他提出的“科學(xué)素養(yǎng)”概念的內(nèi)涵與現(xiàn)在我們普遍認為的內(nèi)涵不盡相同，也沒有引起如今這樣的關(guān)注度和討論。直到1985年美國提出“2061計劃”，并隨后發(fā)表一系列作為該計劃內(nèi)容的相關(guān)文本，科學(xué)素養(yǎng)的概念在這些文本中被多次提及，從此，科學(xué)素養(yǎng)概念被廣泛關(guān)注。近年來，科學(xué)素養(yǎng)這個概念越來越受到重視。在當(dāng)代的科學(xué)教育改革中，科學(xué)素養(yǎng)有著重要的理論價值和現(xiàn)實意義[2]。

1.2 科學(xué)素養(yǎng)概念的內(nèi)涵

幾十年來，對科學(xué)素養(yǎng)涵義的理解和表述，隨著社會和經(jīng)濟的發(fā)展不斷變化而更新，表述方式也有多個版本，具有代表性的有國際經(jīng)濟合作組織（OECD）、國際學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)測試大綱（PISA）、美國學(xué)者米勒、歐盟國家科學(xué)素質(zhì)調(diào)查的領(lǐng)導(dǎo)人J·杜蘭特給出的4種版本。這4個版本雖然形式?jīng)]有統(tǒng)一，但對應(yīng)的內(nèi)涵基本一致，即現(xiàn)在國際上普遍將科學(xué)素養(yǎng)的內(nèi)涵概括為3個組成部分：了解科學(xué)知識、了解科學(xué)的研究過程和方法、了解科學(xué)技術(shù)對社會和個人所產(chǎn)生的影響。

2 ?大學(xué)物理課程教學(xué)進行科學(xué)素質(zhì)培養(yǎng)的途徑及實踐

樹木再高，也要根植于大地，高校人才培養(yǎng)這棵大樹的沃土便是一門門的課程，大學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)培養(yǎng)是通過一門門的課程學(xué)習(xí)和訓(xùn)練實現(xiàn)的。大學(xué)物理是研究物質(zhì)運動最一般規(guī)律和物質(zhì)基本結(jié)構(gòu)的學(xué)科，是各自然科學(xué)學(xué)科的研究基礎(chǔ)，是理工科學(xué)生必修的基礎(chǔ)課程。大學(xué)物理課程內(nèi)容包含著大量的科學(xué)知識，物理知識的獲得及學(xué)習(xí)過程也體現(xiàn)著豐富的科學(xué)方法，物理學(xué)家的故事更是蘊含著深刻的科學(xué)精神，大學(xué)物理課程對學(xué)生科學(xué)素質(zhì)培養(yǎng)的作用是舉足輕重、不可替代的，授課過程中有意識地對學(xué)生進行科學(xué)素質(zhì)培養(yǎng)也是這門課程自身的主要教學(xué)任務(wù)和目標(biāo)。對照科學(xué)素養(yǎng)內(nèi)涵的基本要求，筆者在大學(xué)物理授課過程通過以下3個途徑著力進行學(xué)生科學(xué)素質(zhì)培養(yǎng)，效果理想。

2.1 科學(xué)知識的傳授

大學(xué)物理包含力、熱、光、電、近代物理5個組成部分。經(jīng)過多少代物理人共同努力，現(xiàn)在這5部分知識已經(jīng)做到內(nèi)容豐富、邏輯嚴(yán)謹(jǐn)、前后呼應(yīng)，構(gòu)成了非常完備的知識體系，只要嚴(yán)格地按照教育部相關(guān)規(guī)定去落實物理教育內(nèi)容要求，不僅僅是做到科學(xué)素養(yǎng)內(nèi)涵中科學(xué)知識的“了解”，而是可以做到科學(xué)知識的“掌握”。

2.2 研究過程和科學(xué)方法的傳遞

著名物理學(xué)家理查德·費曼說：“科學(xué)是一種方法”。因此，大學(xué)物理課程不僅僅是向?qū)W生傳授物理知識，更是要向?qū)W生傳遞科學(xué)思考方式和方法，這在某種程度上比物理知識的傳授更為重要。俗話說：授人以魚，不如授人以漁。大學(xué)物理課程教學(xué)開始于物理知識的傳授，但絕不能結(jié)束于物理知識的傳授。教好物理學(xué)，關(guān)鍵是教思路，教方法，啟發(fā)學(xué)生勤于思考，悟物窮理，自覺地努力鍛煉自己自學(xué)的能力[3]。研究過程和科學(xué)方法的傳遞途徑有以下幾個。

（1）介紹物理知識的獲得過程及過程中運用的科學(xué)方法。比如，狹義相對論開篇介紹歷史背景，強調(diào)背景中所展現(xiàn)的人類認知發(fā)展規(guī)律：愛因斯坦的兩個基本假設(shè)體現(xiàn)的對原有物理知識的揚與棄、繼承和發(fā)展。還要指出這過程中展現(xiàn)的研究問題的科學(xué)方法：遇到困難—分析困難—提出設(shè)想—完善算法—現(xiàn)實驗證;再比如，在光電效應(yīng)內(nèi)容講授時介紹人類關(guān)于光本性的認識過程，指出這是典型的螺旋式認知提升過程。物理知識的獲得過程就是人類科學(xué)方法論的實踐過程，這些過程和方法的介紹會開闊學(xué)生思路，給他們以啟發(fā)，學(xué)會這些方法，必將讓學(xué)生受益終生。

（2）介紹物理知識點對應(yīng)的科學(xué)方法。例如，質(zhì)點、剛體等概念提出使用的是模型法;再比如，理想氣體的幾個重要定律推倒使用的控制變量法等。物理知識點和概念對應(yīng)著種類繁多的科學(xué)研究方法，經(jīng)常性地介紹為什采用該方法以及如何使用該方法，對學(xué)生進行思維訓(xùn)練，有利于學(xué)生培養(yǎng)出思維習(xí)慣和正確的思考方向性，把科學(xué)方法論融合到他們的思維結(jié)構(gòu)中。

2.3 科學(xué)精神的培養(yǎng)

物理學(xué)家在進行物理知識探索過程中所展現(xiàn)的科學(xué)精神如此豐富和深刻，比如，邁克耳遜-莫雷為測光速堅持7年不懈的孜孜以求的精神，所測結(jié)果與預(yù)期不符但也如實記錄和公布的求實精神;再如，沒有接受正規(guī)教育的法拉第一路逆襲最終成為偉大物理學(xué)家過程中所展現(xiàn)的刻苦努力和謙虛好學(xué)精神;再如，盧瑟福對于老師湯姆遜的“葡萄干布丁”模型敢說“不”的獨立思考、敢于創(chuàng)新、不迷信權(quán)威的科學(xué)質(zhì)疑精神等[4]。這些都是我們必須弘揚和傳遞的優(yōu)良品質(zhì)，都有利于對學(xué)生科學(xué)精神、科學(xué)態(tài)度的培養(yǎng)，是我們對學(xué)生進行科學(xué)精神培養(yǎng)的寶貴資源。學(xué)習(xí)了科學(xué)知識，掌握了科學(xué)方法，兼?zhèn)淇茖W(xué)精神，就能有效的實現(xiàn)知識武裝自己，方法指導(dǎo)自己，從而實現(xiàn)科學(xué)技術(shù)對社會和個人的有利影響。

3 ?結(jié)語

了解科學(xué)素養(yǎng)的內(nèi)涵與組成，深刻理解大學(xué)物理課程教學(xué)中進行科學(xué)素質(zhì)培養(yǎng)的意義，使科學(xué)素養(yǎng)成為大學(xué)物理教學(xué)必不可少的組成部分，有許多方面需要研究和探索，這是每個物理教師的責(zé)任，也是大學(xué)物理教學(xué)的出發(fā)點和歸結(jié)點。

參考文獻

[1] 建設(shè)世界科技強國時不我待[N].人民日報，2018-07-08.

[2] 郭小潔.大學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)調(diào)查分析與培養(yǎng)策略探討[J].新西部，2015（1）：45-46.

[3] 趙凱華.物理教育與科學(xué)素質(zhì)培養(yǎng)[J].技術(shù)物理教學(xué)，1995（2）：46.

[4] 郭曉嬌，母繼榮，丁艷麗.大學(xué)物理教學(xué)中引入物理學(xué)史培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)[J].科教導(dǎo)刊，2018（8）：115-116.