大學物理教學培養學生科學素質探討

莫小明+周宇璐+陶小馬

【摘 要】分析培養學生的科學素質的首要條件，提出大學物理教學中培養學生科學素質的三條路徑。

【關鍵詞】大學物理 科學素質 研究式教學

【中圖分類號】G 【文獻標識碼】A

【文章編號】0450-9889（2016）04C-0138-02

在科普工作日益推進的今天，本科生基本科學素質（科學世界觀、探索精神和創新意識）的培養顯得尤其重要，這就從側面反映了作為理工類專業公共基礎必修課的大學物理課程尤其必不可缺：（1）作為整個自然科學和高新科技發展的基石，物理學為科技創新提供源源不斷的靈感和動力；（2）希格斯粒子、中微子、引力波的等基礎物理學領域的每個重大發現，都會掀起一次全人類科學、哲學世界觀的革命；（3）大學物理及相關實驗憑借其嚴謹的思維和設計方法，對學生科學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，有效促進了大學物理教學質量的提高。因此，如何充分發揮該課程的作用，在實踐過程中結合大學物理課程的教學內容，落實科學素質的培養目標和要求，將知識學習與科學素質培養相結合，努力實現學生知識、能力和科學素質的全面協調發展是教育工作者不斷探索的課題，同時也是大學物理課程適應時代發展、造就高素質人才的需要。本文對大學物理在學生科學素質培養的教學方面做了一些思考和建議。

一、提高教師自身的素質是培養學生的科學素質的首要條件

科學素質一般是指人們在獲取與應用科學知識的過程中所表現出來的內在品質。作為現代公民的基本素質之一，科學素質是公民積極、平等參與科學活動的必備條件之一。從某種意義上來說，科學素質的水平往往決定著一個國家和一個民族的創新活力?？茖W素質高的國家，其科學技術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，公民的科學素質包括崇尚和尊重科學，用科學態度分析問題，以及用科學知識處理實際問題，而不是人云亦云，聽信微博、微信等網絡謠言。一個科學素質高的公民，往往具備獨立思考的能力，能夠用科學的思辨洞察謠言的真偽，尊重而不盲從所謂專家的意見，不對科學工作者進行譏諷和人身攻擊。

在知識日益碎片化的今天，如何提高本科生的科學素質變得越來越重要。而作為一門基礎必修課程，大學物理必須要發揮應有的重要作用。因此一方面需要教師在課堂上加強對本科生前沿知識的科普，另一方面要求教師要與時俱進，提高自身的科學素質。對教師來說，科學素質主要包括了科學修養和學術水平。教師的科學修養和學術水平是相互聯系、相互影響的。在培養和提高學生的科學素質的過程中起主導作用的是教師，因此其本身就應該具備較高的科學修養和較深的學術水平。好的教學質量是在活躍的研究型學術環境中才能產生的，建立優秀的教師團隊是推動并取得優秀的教學和教育質量的保證。

物理學本身的許多科學原理是緊密聯系的。在深入研究某些領域后教師自己的知識面也會逐漸擴大。因此在大學物理教學過程中，教師對本科學生科學素質的培養十分重要。這就要求教師不僅要能深入到物理學某些研究領域的最前沿，理解基礎與前沿的相互聯系，又能切實引領學生從基礎物理過渡到物理學發展的前沿。通過言傳身教，激發學生學習科學的熱情，引導學生建立積極對待科學的態度，自學未來所需的知識，提高學生綜合科學素質。因此我們發現，大學物理教師自身科學素質的提升，是學生優秀科學素質培養的先決條件。教師在教學的同時長期真心實意地進行科學研究，對科學的敬業心、主動求索精神、嚴謹和實事求是的作風、開拓創新的意識和能力以及團隊協作精神等科學素質都將會潛移默化地影響學生學習科學的欲望，進一步深化和提升本科生進行科學創新訓練的成效。

二、大學物理教學中培養學生科學素質的路徑

鑒于目前大學物理教學注重對學生基礎知識、理論和基本技能的掌握，而常忽視大學物理課程對學生科學素質的培養，輕視大學物理相關理論在實際中的應用，如何將物理學的基本理論與當今科技前沿完美結合并展現給學生，進而全面提高學生對大學物理在實際應用中的認知，培養學生的科學素質、創新意識和吃苦耐勞的能力，是每個從事大學物理課程教學的教師都要面對的課題。在教學過程中，可以從以下幾個方面進行探索嘗試。

（一）采用探究式、研究性教學培養學生的科學素質。在大學物理教學過程中，進行適合現代教育理論的探究式、研究性教學，應從教學實際出發，選擇跟專業緊密聯系的科學問題進行討論、實驗（包括演示實驗、計算機模擬實驗）和探究。具體通過“問題—實驗—探究—結論—應用—實踐”的科學探究過程，使得學生體驗到學習科學的樂趣，從而培養學生良好的科學態度，樹立學生健康的科學價值觀。

興趣是科學研究最好的老師，是科學素質組成中的最強動力。大學物理教師在教授基礎科學知識的同時，也要千方百計地提高學生的研究興趣，培養其吃苦耐勞、團隊協作、勇于進取的科學精神，使學生逐步擺脫浮躁與急功近利的不良社會風氣，樹立正確的科學態度和科學觀。所以，積極探索適用的探究式、研究性教學方法和途徑能夠實現提高學生的科學素質的目的。在大學物理教學過程中，應多提煉并再現物理學家或其他學科科學家的創造性思維方式，多講述與他們人格魅力、精神價值和科學追求（袁隆平、屠呦呦等科學家的科學思想、獻身科學的精神）相關的振奮人心的故事。這些對凈化學生思想、培養學生科學素質等方面具有重要作用。

通過教學過程中不斷的滲透，將物理學史知識和大學物理教師實際科研體驗，以及嚴肅認真的工作態度、吃苦耐勞為科學獻身的精神傳遞給學生，讓學生學習體會和了解物理學是以實驗為基礎、需要通過認真仔細的觀察和測量才能得出結果的學科，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和規律。讓學生知道如果發現實驗結果和預期的不一致要正確處理。要學習物理學家和其他學科科學家的探索精神和工作作風，并讓他們有意識地了解物理學家和其他學科科學家的事跡，培養其獨立進行科學活動的基本態度和科學探索精神，要使學生深刻認識到科學實驗的根本要求要實事求是，從而起到豐富學生思想情感、磨煉學生意志、培養學生嚴謹的科學態度和工作作風的作用。

（二）培養和樹立理論聯系實際相結合的科學準則。大學物理教學在培養本科生科學素質的核心是弘揚科學精神?？茖W允許懷疑，但不能容忍偽科學。這就要求學生堅持辯證唯物主義，理論聯系實際。無論是做科研還是其他工作，樹立正確“熱愛科學、相信科學、尊重科學和依靠科學”的思想，參與同反科學、偽科學作斗爭，做到理論與實際相結合，用以指導工作和行動。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生。面對這樣的謠言和荒謬做法，要求學生要以科學的方法去仔細分析和明辨謠言，要勇于站出來，指出其中的荒謬，用科學的語言告訴身邊的人不信謠、不傳謠。

在大學物理教學過程中促使學生樹立良好的科學精神，要求學生從實驗、工程實際問題等實際現象出發分析解決問題，促使其辯證唯物主義思想的形成；同時不斷向學生強調理論聯系實際的意識，可促使其正確科學思維意識的形成。在大學物理的教學過程中，有目的有計劃地介紹物理學史，展示物理學家追求真理、探索自然的精神和品格，讓學生能夠學到物理學史中前輩們的分工協作、嚴謹的科學作風，對其本身就是科學精神的一次升華。

（三）建立合理的體系，培養學生的科學素質。首先，運用多媒體、課外網絡輔助、手機APP等現代教學手段開展大學物理課程教學和現代物理技術專題教學，將物理理論方法和技術的最新成果融入到探究式教學中，積極引導學生探索未知世界領域。同時也要對物理理論在現代高新技術中的新應用進行介紹。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計，只是物理課堂的一次隨堂作業。所以，通過多種現代教學手段，將一些未解問題交給學生，讓他們獨立思考，寫出設計報告，往往比單純傳授基本物理定律更能激發學生的主動性和創新思維。其次，在教學方法上，利用探究式討論式教學等多種方法手段，引導、鼓勵學生積極主動學習，培養學生善于獨立思考、獨立分析和自主學習的能力。最后，對大學物理課程的評價體系做出一定的調整，探索新型考核方式對學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生學習大學物理好壞的唯一標準。對教師而言，學生是否主動、課堂上是否積極互動、是否獨立完成課程設計等，都應該且必須在學生成績中有一定的體現。

通過大學物理教學改革，其成果可為學生科學素質的培養和提高提供了很好的平臺和契機，對于提高學生的科學素質必將起到很大的促進作用。

三、結束語

將培養學生科學素質的思想貫穿整個大學物理教學過程中，不僅可以培養和提高學生的綜合素質和能力，而且也可以提高教師自身的科學素質和學術能力，進而提高教學質量和水平。本文僅對大學物理教學在復合型研究型人才培養的教學方面做了一些思考和探討，積極開展大學物理的教學改革研究依然任重道遠。

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

（責編 劉健華）