摘 要:探讨了高等教育普及的背景下,在作为工科院校尤其是部队院校重要基础课程《大学物理》的教学中,努力培养学生科学素质,突出物理思想和科学精神的必要性和具体方法。
关键词:物理教学物理思想科学精神
中图分类号:G633.7文献标识码:A文章编号:1673-9795(2011)09(b)-0126-01
作为部队院校大学物理课程是非物理类理工科学生的重要必修基础课。对于非物理专业的理科学生,大学生的科学素质并不仅仅指具有一定的专业知识,或者仅对本学科领域的了解,更重要的是要具有科学思想如辩证唯物主义的世界观,科学方法以及科学精神。我们认为物理教育对提高他们的科学素质有着特殊的不可替代的作用,因此在授课过程中如何潜移默化地渗透物理思想及科学精神就成为大学物理教学最根本的任务。
1 物理思想和科学精神的特点
物理学发展史上,物理思想可看成是对物理现象的每一种新的认识;而在物理教育中,则应该把物理思想理解成是对物理概念、规律、方法甚至理论的进一步的概括[1～2]。
物理思想是研究物质的运动形式、内在规律和物质基本结构的客观存在反映在人的意识中经过思维活动而产生的结果。这种思维活动是人的一种精神活动,是从社会实践中产生的。其内涵包括了物理科学本身的发展建立、物理学家的探索精神和研究方法以及我们学习物理的思想过程。狭义地说,就是学习物理过程而形成的符合物理体系、物理规律和物理逻辑、物理方法的结果。学会用物理思想去分析、解决物理问题。
物理思想的形成要以科学的物理概念、规律、理论为依据,对物理现象和过程经过多次抽象与概括,最终产生一个创造性的认识。那些重大物理思想,往往是要经过几代科学家的思考和思维创新。
我们之所以要培养并构建物理思想,是学习物理学家对物理科学的热爱和努力追求科学的严谨态度;学习他们不怕失败敢于胜利的精神;学习他们不畏艰辛勇于拼搏的工作作风;学习他们善于假设、实验、发现、创新的辨证思想;学习他们对物理的认识有着独创见解、并能自成体系的勇气和胆略;学习他们研究物理在表象、概念的基础上能进行抽象、模拟、分析、综合、判断、推理、总结等认识活动过程的思维方法。
科学精神是人们在长期的科学实践活动中形成的共同信念、价值标准和行为规范的总称。科学精神就是指由科学性质所决定并贯穿于科学活动之中的基本的精神状态和思维方式,是体现在科学知识中的思想或理念。它一方面约束科学家的行为,是科学家在科学领域内取得成功的保证;另一方面,又逐渐地渗入大众的意识深层。
科学精神包括以下方面的特征。(1)执着的探索精神;(2)创新改革精神;(3)求实精神;(4)理性精神;(5)求真精神;(6)实践精神。科学活动有如阶梯式递进的攀登,科学成就在本质上是积累的结果,科学是继承性最强的文化形态之一。科学活动须从经验认识层次上升到理论认识层次,或者说,有个科学抽象的过程,为此,必须坚持理性原则。科学须正确反映客观现实,实事求是,克服主观臆断。科学从不迷信权威,并敢于向权威挑战。科学研究中最重要的是实践,离开实践,科学毫无意义和真实性。
2 培养物理思想和科学精神的探讨
各门学科对培养、发展学生的科学思想和科学精神都有自身特有的价值,物理学对于学生科学思想和科学精神的开发与发展尤其重要。物理学是以实验为基础的精密科学,物理概念和规律是观察、实验和思维的产物。在物理教学中,学生形成物理思想有助于培养其科学精神,而富有科学精神的学生更容易在物理学习中形成物理思想。
在物理理论教学中培养学生的物理思想,首先要求教师有较高的物理专业知识和课堂教学艺术。现有的教材过分强调了物理概念、理论的逻辑推理的严密性,而很少提及其中的主观创造成分。
一个好的军校教员不应只满足于传授知识,而应该注重培养学生如何思考问题、提出问题和解决问题。引导学生运用知识,形成技能。掌握知识的最终目的在于运用,学生在教师的引导下将知识运用于实际活动可以形成技能,有助于丰富学生的直接经验和对知识的进一步理解与巩固,并能提高他们运用知识的能力。自然科学中任何一个新的概念和原理,总是在旧概念和原理与新的实验现象的矛盾中诞生的。我们提倡,在真理面前人人平等,尊重学术自由,鼓励发现和创造新的知识,鼓励知识的创造性应用,尊重已有认识,崇尚理性质疑,用继承与批判的态度不断丰富发展科学知识体系。这样学生就敢于在通过思考之后对现有理论或老师所讲的东西提出怀疑,这对于培养有创造性的人才是至关紧要的。
其次在物理授课中融入物理学史的教育,生动的故事,可以活跃课堂气氛,激发学生的学习兴趣。就拿光来说,人们对光的本性的认识,从微粒说经历了以太说再到认为光是电磁波,直到现在人们认为光具有波粒二象性。这一过程经历数百年,正是由于牛顿和惠更斯等人的坚持不懈才有了今天物理学的辉煌。M．Born晚年在一本回忆里写到:“我曾努力阅读所有时代的哲学家的著作,发现了许多有启发性的思想,但是没有朝着更深刻的认识和理解稳步前进。然而,科学使我感到稳步前进。我确信,理论物理学是真正的哲学。它革新了一些基本概念……而且它教给我们新的思想方法……其适用范围远远超出了物理学[3]。其存在于科学家头脑中的哲学观也在很大程度上影响了他们对待自然规律的态度。”任何一种经验方法都有其思辨概念和思辨体系。只有最大胆的思辨才有可能把经验材料之间的空隙弥补起来[4]。
科学精神的实质就在于具有大胆的想象力和以以往经验为基础的直觉。科学发现就要这种思辨精神,因为在物理学中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的一切。
3 结语
大学物理作为基础课程,担负着非物理专业理工科学生的专业基础的重任,因此物理教育对于培养学生严谨的科学精神有重要的作用。本文通过对物理思想和科学精神的分析,借助于物理学史上的典型例子,给出了如何培养学生物理思想和科学精神的几点建议。
参考文献
[1]钟启泉.试论素质教育课程设计的教育学模型[J].教育研究,1995,2:30～36.
[2]W.森伯.物理学与哲学[M].北京商务印书馆,1999.
[3]Hawking,R.Thill,W,T.Kowalski,F.V.etal.Stark Effect Study of ExcitedStates in Sodium Using Two-Photon Spectroscopy,Phys[J].Rev.A,1977,15(3).
[4] 许良英,等.斯坦文集:第1卷[M].北京商务印书馆,1976,585.