大學物理教學中物理素質培養的幾點思考

◆逯小錄

大學物理教學中物理素質培養的幾點思考

◆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必修的一門基礎課。近年來,隨著高等教育改革的深入發展,關于該課程的開設目的及其在人才培養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,更不是僅為后續課服務的預科性教育,或是物理在某專業中的應用那樣的工具性教育,而是一門培養和提高學生科學素質、科學思維和科學研究能力的重要基礎課。也就是說,提高學生的物理素質是大學物理教學的首要任務。筆者認為所謂物理素質的培養,主要體現在知識的獲取、能力的提高和思想方法的養成三個方面。

一、物理素質的培養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,大學物理課的目的,都是使學生對物理學的內容和方法、工作語言、概念和物理圖像、其歷史、現狀和前沿等方面從整體上有一個全面的了解。”這里強調“整體性”:從提高物理素質的角度,學生獲得的物理知識應該是完整的、相互聯系的,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、發展中逐步加深完善的,而不是靜止、僵化的;掌握的物理規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過多年的改革和實踐,但仍舊存在課程體系封閉、課程內容陳舊等這樣那樣的問題。我們現在使用的大學物理教材大都是物理專業教材的縮寫本,人為地將物理分為經典和近代兩部分,并且將整個內容劃分為力、熱、光、電、近代物理幾個板塊。另外,由于現在大學物理教學時數較少,教師在授課時只能挑選部分章節講授。這樣做的結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讓學生學習到系統的物理知識,建立反映物理世界的整體圖像、了解當前物理理論發展水平和趨勢、熟悉物理學的研究方法,我認為最關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,它應該改變經典與近代兩部分分離的傳統模式,以物質的基本存在形式及基本性質為主線來組織,力求體現整體性原則。隨著物理學的發展,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域。概念的發展改變了概念之間的相互關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已經發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,刪減陳舊內容,引進反映現代物理成就的新內容,盡量用最新、最科學的概念體系來決定教材結構。這種教材結構一開始就可以向學生展示當今人類對物質世界的最基本、最重要的認識,即物質結構的基本層次和物質間的基本相互作用,使學生形成最概括的物質世界圖像,便于近代物理概念向經典內容滲透,相互融合。在分別討論實物和場的運動規律的基礎上,以振動和波動為中介過渡到物質的波粒二象性,介紹量子現象和量子力學基本規律,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單粒子到多粒子體系運動規律的變化,并且能在量子力學基礎上更加深入、全面的討論熱運動規律,如介紹近獨立系的量子統計等。當然,考慮到非物理專業的特點,所有的描述應該是粗線條的,強調相互聯系,并且盡可能清晰。

二、物理素質的培養應注重創造思維能力的提高

物理學原理是技術的源泉,是多學科交叉、轉移和滲透的支撐點,在培養學生的科學素養、工程意識和創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。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,更為重要的是創造思維能力。創造思維能力是思維的高級形式。創造思維的潛能人皆有之,只是在表現程度上有高低,對于一般人來講,創造性思維能力就是:“自我實現”或稱“自我開發”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,就是創造性思維能力的表現。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新氣氛,便能逐步培養學生的創造性思維能力。創造性思維是擴散思維和集中思維的綜合,在物理教學中經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。讓學生敢于質疑書本上的或是教師所得出的結論,敢于質疑實驗過程中所出現的現象。善于存疑才能產生探究的動力,這不僅可以加深理解,增進鞏固,而且還可以促進學生的創造性,甚至作出新的發現。

三、物理素質的培養還應促進學生物理思想和科學方法的養成

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展史上具有里程碑意義的重大發現和在此過程中所體現的一些著名物理學家的哲學思想、創新思維和對科學事業的奉獻精神等,向學生介紹科學思想、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的一些社會性論題。突出物理學的文化內涵,展現物理思想和人文精神的融合。培養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涵的理解,進一步提高學生的科學素養,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教育的缺失[J].中國科教創新導刊 2009,(4).

[2]徐行可等.大學物理教材內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容的現代化問題[J].大學物理, 1994,(7).