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大学物理课程教学中对学生进行科学素养的研究与实践
发布时间:2018-12-03        浏览次数:15        返回列表

王秀敏

摘  要:大学物理是理工科学生必修的基础课程,基础物理学科的主要任务即是对学生进行科学素质的培养。文章主要介绍了科学素养概念的由来及内涵,以及对照内涵要求在大学物理教学过程中进行科学素质培养的研究与实践。

关键词:大学物理  课程教学  科学素养  研究与实践

中图分类号:G434   文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2019)10(c)-0141-02

当今世界的竞争很大程度上是科学技术水平的竞争,科学技术从未像今天这样深刻影响着国家的前途命运。在建设世界科技强国的进程中,高校具有不可替代的作用,因为高校是人才培养、科技创新的重要主体,高校在国家创新体系中尤其是在为世界科技强国建设培养人才方面肩负着重要的职责和使命[1]。为国家和社会培养具有高水平的科学素质人才是当前普通高校人才培养任务的重中之重。

1  科学素养概念的由来及内涵

1.1 科学素养概念的由来

科学素养的概念源于20世纪50年代。1952年,美国著名的科学家和教育家柯南特出版了一本名为《科学中的普通教育》的书,书中提及:被人们称为“专家”的那些人,最大的特点是他们具有“科学素养”。这是科学素养这个概念首次被提出,当然,当时他提出的“科学素养”概念的内涵与现在我们普遍认为的内涵不尽相同,也没有引起如今这样的关注度和讨论。直到1985年美国提出“2061计划”,并随后发表一系列作为该计划内容的相关文本,科学素养的概念在这些文本中被多次提及,从此,科学素养概念被广泛关注。近年来,科学素养这个概念越来越受到重视。在当代的科学教育改革中,科学素养有着重要的理论价值和现实意义[2]。

1.2 科学素养概念的内涵

几十年来,对科学素养涵义的理解和表述,随着社会和经济的发展不断变化而更新,表述方式也有多个版本,具有代表性的有国际经济合作组织(OECD)、国际学生科学素养测试大纲(PISA)、美国学者米勒、欧盟国家科学素质调查的领导人J·杜兰特给出的4种版本。这4个版本虽然形式没有统一,但对应的内涵基本一致,即现在国际上普遍将科学素养的内涵概括为3个组成部分:了解科学知识、了解科学的研究过程和方法、了解科学技术对社会和个人所产生的影响。

2  大学物理课程教学进行科学素质培养的途径及实践

树木再高,也要根植于大地,高校人才培养这棵大树的沃土便是一门门的课程,大学生的科学素质培养是通过一门门的课程学习和训练实现的。大学物理是研究物质运动最一般规律和物质基本结构的学科,是各自然科学学科的研究基础,是理工科学生必修的基础课程。大学物理课程内容包含着大量的科学知识,物理知识的获得及学习过程也体现着丰富的科学方法,物理学家的故事更是蕴含着深刻的科学精神,大学物理课程对学生科学素质培养的作用是举足轻重、不可替代的,授课过程中有意识地对学生进行科学素质培养也是这门课程自身的主要教学任务和目标。对照科学素养内涵的基本要求,笔者在大学物理授课过程通过以下3个途径着力进行学生科学素质培养,效果理想。

2.1 科学知识的传授

大学物理包含力、热、光、电、近代物理5个组成部分。经过多少代物理人共同努力,现在这5部分知识已经做到内容丰富、逻辑严谨、前后呼应,构成了非常完备的知识体系,只要严格地按照教育部相关规定去落实物理教育内容要求,不仅仅是做到科学素养内涵中科学知识的“了解”,而是可以做到科学知识的“掌握”。

2.2 研究过程和科学方法的传递

著名物理学家理查德·费曼说:“科学是一种方法”。因此,大学物理课程不仅仅是向学生传授物理知识,更是要向学生传递科学思考方式和方法,这在某种程度上比物理知识的传授更为重要。俗话说:授人以鱼,不如授人以渔。大学物理课程教学开始于物理知识的传授,但绝不能结束于物理知识的传授。教好物理学,关键是教思路,教方法,启发学生勤于思考,悟物穷理,自觉地努力锻炼自己自学的能力[3]。研究过程和科学方法的传递途径有以下几个。

(1)介绍物理知识的获得过程及过程中运用的科学方法。比如,狭义相对论开篇介绍历史背景,强调背景中所展现的人类认知发展规律:爱因斯坦的两个基本假设体现的对原有物理知识的扬与弃、继承和发展。还要指出这过程中展现的研究问题的科学方法:遇到困难—分析困难—提出设想—完善算法—现实验证;再比如,在光电效应内容讲授时介绍人类关于光本性的认识过程,指出这是典型的螺旋式认知提升过程。物理知识的获得过程就是人类科学方法论的实践过程,这些过程和方法的介绍会开阔学生思路,给他们以启发,学会这些方法,必将让学生受益终生。

(2)介绍物理知识点对应的科学方法。例如,质点、刚体等概念提出使用的是模型法;再比如,理想气体的几个重要定律推倒使用的控制变量法等。物理知识点和概念对应着种类繁多的科学研究方法,经常性地介绍为什采用该方法以及如何使用该方法,对学生进行思维训练,有利于学生培养出思维习惯和正确的思考方向性,把科学方法论融合到他们的思维结构中。

2.3 科学精神的培养

物理学家在进行物理知识探索过程中所展现的科学精神如此丰富和深刻,比如,迈克耳逊-莫雷为测光速坚持7年不懈的孜孜以求的精神,所测结果与预期不符但也如实记录和公布的求实精神;再如,没有接受正规教育的法拉第一路逆袭最终成为伟大物理学家过程中所展现的刻苦努力和谦虚好学精神;再如,卢瑟福对于老师汤姆逊的“葡萄干布丁”模型敢说“不”的独立思考、敢于创新、不迷信权威的科学质疑精神等[4]。这些都是我们必须弘扬和传递的优良品质,都有利于对学生科学精神、科学态度的培养,是我们对学生进行科学精神培养的宝贵资源。学习了科学知识,掌握了科学方法,兼备科学精神,就能有效的实现知识武装自己,方法指导自己,从而实现科学技术对社会和个人的有利影響。

3  结语

了解科学素养的内涵与组成,深刻理解大学物理课程教学中进行科学素质培养的意义,使科学素养成为大学物理教学必不可少的组成部分,有许多方面需要研究和探索,这是每个物理教师的责任,也是大学物理教学的出发点和归结点。

参考文献

[1] 建设世界科技强国时不我待[N].人民日报,2018-07-08.

[2] 郭小洁.大学生科学素养调查分析与培养策略探讨[J].新西部,2015(1):45-46.

[3] 赵凯华.物理教育与科学素质培养[J].技术物理教学,1995(2):46.

[4] 郭晓娇,母继荣,丁艳丽.大学物理教学中引入物理学史培养学生的科学素养[J].科教导刊,2018(8):115-116.