◆逯小錄

大學物理教學中物理素質(zhì)培養(yǎng)的幾點思考

◆逯小錄

(天水師范學院物信學院物理系)

大學物理是高等院校所有理工科專業(yè)必修的一門基礎(chǔ)課。近年來,隨著高等教育改革的深入發(fā)展,關(guān)于該課程的開設目的及其在人才培養(yǎng)目標中的地位和作用問題大家已有了共識:大學物理不單純是物理知識的教育,更不是僅為后續(xù)課服務的預科性教育,或是物理在某專業(yè)中的應用那樣的工具性教育,而是一門培養(yǎng)和提高學生科學素質(zhì)、科學思維和科學研究能力的重要基礎(chǔ)課。也就是說,提高學生的物理素質(zhì)是大學物理教學的首要任務。筆者認為所謂物理素質(zhì)的培養(yǎng),主要體現(xiàn)在知識的獲取、能力的提高和思想方法的養(yǎng)成三個方面。

一、物理素質(zhì)的培養(yǎng)應將整體性知識的獲取放在首位

原中國物理學會副理事長,北京大學教授趙凱華指出:“對于任何專業(yè),大學物理課的目的,都是使學生對物理學的內(nèi)容和方法、工作語言、概念和物理圖像、其歷史、現(xiàn)狀和前沿等方面從整體上有一個全面的了解。”這里強調(diào)“整體性”:從提高物理素質(zhì)的角度,學生獲得的物理知識應該是完整的、相互聯(lián)系的,而不是支離破碎、彼此割裂的;建立的物理概念應該是在不斷的運動、發(fā)展中逐步加深完善的,而不是靜止、僵化的;掌握的物理規(guī)律應該能用基本物理思想為線索貫穿起來。

盡管大學物理教學已經(jīng)過多年的改革和實踐,但仍舊存在課程體系封閉、課程內(nèi)容陳舊等這樣那樣的問題。我們現(xiàn)在使用的大學物理教材大都是物理專業(yè)教材的縮寫本,人為地將物理分為經(jīng)典和近代兩部分,并且將整個內(nèi)容劃分為力、熱、光、電、近代物理幾個板塊。另外,由于現(xiàn)在大學物理教學時數(shù)較少,教師在授課時只能挑選部分章節(jié)講授。這樣做的結(jié)果是學生要么對大學物理根本不感興趣,要么是學完后不知道物理究竟是什么?即便是認真學習,學到的也是支離破碎、彼此割裂的知識。

如何在有限的時間內(nèi)讓學生學習到系統(tǒng)的物理知識,建立反映物理世界的整體圖像、了解當前物理理論發(fā)展水平和趨勢、熟悉物理學的研究方法,我認為最關(guān)鍵的是要有一個合適的教材體系。這樣一個教材體系不應該是物理學專業(yè)教材的縮寫本,不應該把物理劃分為力、熱、光、電、近代幾個板塊,它應該改變經(jīng)典與近代兩部分分離的傳統(tǒng)模式,以物質(zhì)的基本存在形式及基本性質(zhì)為主線來組織,力求體現(xiàn)整體性原則。隨著物理學的發(fā)展,一些基本概念的意義擴展了,它們被應用到離最初表達很遠的領(lǐng)域。概念的發(fā)展改變了概念之間的相互關(guān)系和它在概念體系中的地位,從而改變了整個概念體系。大學物理教材應該根據(jù)已經(jīng)發(fā)展了的物理概念體系和認識方法重新選擇和組合物理知識,刪減陳舊內(nèi)容,引進反映現(xiàn)代物理成就的新內(nèi)容,盡量用最新、最科學的概念體系來決定教材結(jié)構(gòu)。這種教材結(jié)構(gòu)一開始就可以向?qū)W生展示當今人類對物質(zhì)世界的最基本、最重要的認識,即物質(zhì)結(jié)構(gòu)的基本層次和物質(zhì)間的基本相互作用,使學生形成最概括的物質(zhì)世界圖像,便于近代物理概念向經(jīng)典內(nèi)容滲透,相互融合。在分別討論實物和場的運動規(guī)律的基礎(chǔ)上,以振動和波動為中介過渡到物質(zhì)的波粒二象性,介紹量子現(xiàn)象和量子力學基本規(guī)律,這樣做比較連貫自然。最后安排熱物理學,從整個教材體系上強調(diào)單粒子到多粒子體系運動規(guī)律的變化,并且能在量子力學基礎(chǔ)上更加深入、全面的討論熱運動規(guī)律,如介紹近獨立系的量子統(tǒng)計等。當然,考慮到非物理專業(yè)的特點,所有的描述應該是粗線條的,強調(diào)相互聯(lián)系,并且盡可能清晰。

二、物理素質(zhì)的培養(yǎng)應注重創(chuàng)造思維能力的提高

物理學原理是技術(shù)的源泉,是多學科交叉、轉(zhuǎn)移和滲透的支撐點,在培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng)、工程意識和創(chuàng)新思維等方面起著舉足輕重的作用。所以傳授物理知識必須著眼于能力的培養(yǎng)。這里的能力不僅指應用演繹法解題的能力,應用物理理論和方法解決實際問題的應用能力,更為重要的是創(chuàng)造思維能力。創(chuàng)造思維能力是思維的高級形式。創(chuàng)造思維的潛能人皆有之,只是在表現(xiàn)程度上有高低,對于一般人來講,創(chuàng)造性思維能力就是:“自我實現(xiàn)”或稱“自我開發(fā)”的能力。只要是通過自己的努力思考,解決了本人以前未能解決的問題,就是創(chuàng)造性思維能力的表現(xiàn)。在大學物理的授課過程中,教師應安排刺激思考的情境,提出引起思考的問題,使課堂上充滿積極的創(chuàng)新氣氛,便能逐步培養(yǎng)學生的創(chuàng)造性思維能力。創(chuàng)造性思維是擴散思維和集中思維的綜合,在物理教學中經(jīng)常進行這樣的思維的擴散與集中訓練,如組織一些一題多解,一題多變,一題多問,一題多答,這些訓練并不是一味追求“多”,重要的是訓練學生多“思”,鼓勵學生進行多方位發(fā)散、多因素分析、多角度論證,使學生的思維水平逐漸由低級向高級發(fā)展。另外,在教學過程中應努力提倡師生平等,允許學生提出與教師相反的想法和問題,鼓勵學生超過教師思維軌道進行有價值的思維活動。讓學生敢于質(zhì)疑書本上的或是教師所得出的結(jié)論,敢于質(zhì)疑實驗過程中所出現(xiàn)的現(xiàn)象。善于存疑才能產(chǎn)生探究的動力,這不僅可以加深理解,增進鞏固,而且還可以促進學生的創(chuàng)造性,甚至作出新的發(fā)現(xiàn)。

三、物理素質(zhì)的培養(yǎng)還應促進學生物理思想和科學方法的養(yǎng)成

大學物理的教學除了對知識和能力的要求外,還應突出物理思想與科學方法的教育。在教學過程中應抓住物理學發(fā)展史上具有里程碑意義的重大發(fā)現(xiàn)和在此過程中所體現(xiàn)的一些著名物理學家的哲學思想、創(chuàng)新思維和對科學事業(yè)的奉獻精神等,向?qū)W生介紹科學思想、科學方法和科學精神,介紹著名物理學家的高尚道德和人格魅力以及與物理學有關(guān)的一些社會性論題。突出物理學的文化內(nèi)涵,展現(xiàn)物理思想和人文精神的融合。培養(yǎng)學生的物理思想與科學方法的人文精神,加深對物理文化與人文精神的內(nèi)涵的理解,進一步提高學生的科學素養(yǎng),探索一種理性的思維方式,提高終身學習能力。

[1]楊兆明.談大學物理教學中素質(zhì)教育的缺失[J].中國科教創(chuàng)新導刊 2009,(4).

[2]徐行可等.大學物理教材內(nèi)容體系改革的探索與實踐[J].大學物理,1996,(6).

[3]王群善.談談工科物理課程內(nèi)容的現(xiàn)代化問題[J].大學物理, 1994,(7).