重视大学物理课程教学 加强学生科学素质培养

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摘要：文章简单探讨了对大学物理课程基础地位的认识和在大学物理教学中如何加强学生科学素质的培养。

关键词：物理学；科学素质；探索精神

物理学是自然科学和工程技术的基础，对学生的成长和发展具有稳定性、长效性的重要支撑作用，在培养学生科学素质和科研能力等方面具有不可替代的优势。大学物理作为一门重要的基础课程，除了传授相关物理知识以外，其基础地位和在科学素质培养中的作用更为重要。重视大学物理课程教学，不断强化其对学生科学素质培养的作用，对教员来说是一个重要的课题，需要不断努力探索。

一、要充分认识大学物理课程的基础地位

物理学是一门最基础的自然科学，随着自然科学的发展，它的各部分内容已分别形成许多独立的学科。物理学在整个自然科学的发展中占有非常重要的地位，物理学的知识和方法已成为许多自然科学部门和工程技术领域的基础。一方面，它所建立的基本概念，已渗透到自然科学的其它领域，它所得出的原理是关于物质世界的基本规律，是普适的，是相对稳定的；另一方面，物理学所采用的思维方法和研究方法也被其他学科所吸收，科学的思维方法和研究方法对于在其他学科领域的学习和工作的人也具有深远的影响。而且，物理学也是技术发展的基础和先导。物理学的三次突破（经典力学热力学、电磁场理论、相对论量子力学）导致了生产力的三次飞跃，使人类从工业机械化时代进入电气化时代、再进入信息化时代。正如我国著名科学家钱学森所说：“现代科学技术，说到底，是靠两门学问：一是物理，二是数学。

二、要充分发挥大学物理课程在学生科学素质培养方面的作用

物理学是探索物质结构和运动基本规律的学科，重在探索。物理学的发展往往是从发现矛盾和提出问题开始的。正如爱因斯坦所说：“提出一个问题往往比解决一个问题更重要。”费曼也曾说：“科学是一种方法，它教导人们：一些事情是怎样被了解的，什么事情是已知的，现在了解到什么程度，如何对待疑问和不确定性，证据服从什么法则，如何去思考事物，做出判断，如何区别真伪和表面现象。”所以说，物理学在培养学生科学素质方面有独特的作用。

（一）培养学生科学的自然观和辩证唯物主义的世界观

在大学物理教学中，教员要充分揭示物理知识的内涵，并适当利用物理学的发展历史，来帮助学生树立科学的自然观和辩证唯物主义的世界观。例如：从古代宇宙理论到托勒密的地心体系、到哥白尼的日心说、到牛顿的静态宇宙模型、再到称之为“标准宇宙模型”的大爆炸宇宙学说，反映了人类对宇宙认识的逐步深入；对物质层次结构、运动形态与相互转化，对称性与守恒律等的研究与发现，充分体现了世界的物质性，证明了物质世界的客观性和可认识性；牛顿力学实现了天体力学与地面力学的统一，电磁场理论使电学、磁学和光学得到统一，力学与电磁学的统一，导致的狭义相对论的创立，四种基本相互作用的依次发现与研究导致“大统一理论”的研究与发展等，充分说明了物质世界的统一性。辩证法的核心――矛盾的对立统一规律，在物理学中的例证也是丰富多彩的，如吸引与排斥、压缩与膨胀、有序与无序、对称与破缺、量变与质变、连续与离散等。

（二）培养学生的探索精神与创新精神

在大学物理教学中，可以结合物理学的发展历史、物理学家的生平事迹对学生进行教育，鼓励学生独立思考、勇于提出见解，培养他们的探索精神和创新精神。普朗克提出热力学第二定律新思想曾受到亥姆霍兹、克劳修斯反对，他叹息道：“新的科学理论常常通过说服反对者而获胜，它最后的胜利是由于反对者们终于死去而赞成它的年轻一代成长了起来。”物理学界常戏称为“普朗克定理”，足见探索、创新精神的难能可贵。通过介绍哥白尼、伽利略等科学家在追求真理道路上的曲折遭遇到最后胜利，可以强调创新的勇气和探索的意志；法拉第在电流磁效应发现后产生“磁生电”的思想，经过十年努力，发现了电磁感应现象，体现了科学家的不怕失败、百折不挠、勇与探索的精神。体现创新精神的例子也有很多，如爱因斯坦放弃传统的时空观，提出狭义相对论，又经长达十年之久的研究创立了广义相对论；李政道、杨振宁以怀疑批判精神，认真分析大量实验事实，提出弱相互作用宇称不守恒并得到实验证实；狄拉克提出“负能电子海”，预言了正电子的存在等。正如爱因斯坦所说，“想象力比知识更重要，因为知识是有限的，而想象力概括了世界上的一切，推动着进步，并且是知识进化的源泉。”

（三）培养学生掌握科学研究方法

在大学物理教学中，教员要努力帮助学生掌握科学研究方法，为他们能在以后的学习和工作中恰当处理问题打下良好基础。物理学严谨精密，利用数学工具揭示物质世界的客观规律，同时物理学也是一门实验性很强的科学。研究物理学的方法丰富多彩，有观察实验、分析综合、归纳演绎、科学抽象、类比联想、猜测试探、理想化方法、模型化方法、半定量方法等。如，类比法是一种逻辑思维方式，它是根据事物之间在某些方面的类似或同一，推断它在其他方面也可能类似或同一的思维方法。如惠更斯将光与声波类比，提出了光的波动理论；德布罗意将粒子与光进行类比，提出了实物粒子也应具有二象性的著名论断，预言了物质波的存在。又如，理想模型是物理规律和物理理论赖以建立的基础，大学物理课程中就涉及很多物理模型，像质点、刚体、理想气体、电偶极子等都为处理问题带来了方便。再如，作为逻辑推理的助手，理想试验是用假想的、在理想或极端条件下的推理，对命题做出判断，它在物理学发展史上起着重要而独特的作用，如伽利略用理想斜面试验论证了惯性定律，牛顿设想高空平抛物体导致万有引力定律的发现，爱因斯坦设计箱体辐射论证质能关系，海森堡用理想实验论证了不确定关系等。

总之，我们应当重视大学物理课程的基础地位，在教学实施过程中体现素质教育的思想，从以书本为中心转移到关注学生的科学素质培养上来，充分挖掘物理学中蕴含的丰富思想和方法，强化学生的科学素质培养，使他们终身受益。

参考文献

[1]张三慧．大学基础物理学[M]．清华大学出版社，2003．

[2]赵鹤龄．教育学[M]．哈尔滨工程大学出版社，2001．

[3]魏凤文．申先甲 20世纪物理学史[M]．江西教育出版社，1994．