大學物理教學中引入物理學史培養學生的科學素養

郭曉嬌 母繼榮 丁艷麗

摘 要 本文概括介紹了科學素養和物理學史的內涵，分析當代大學生科學素養的現狀，闡述了大學物理中的物理學史對科學素養培養的積極作用，并簡單探討了在大學物理實踐教學中充分挖掘利用物理學史相關內容培養大學生科學素養的幾種方式。

關鍵詞 大學物理 科學素養 物理教學 物理學史

中圖分類號：G424 文獻標識碼：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdks.2018.08.051

Abstract This paper gives an overview of the connotation of the history of scientific literacy and physics， analyzes the current status of scientific literacy of college students， expounds the positive role of physics history in university physics in the cultivation of scientific literacy， and briefly explores the full exploitation of physics practice teaching in universities， and discuss several ways to cultivate college students' scientific literacy by using the relevant content of physics history.

Keywords college physics； scientific literacy； physics teaching； history of physics

近年來，科學素養這個概念越來越受到重視。在當代的科學教育改革中，科學素養有著重要的理論價值和現實意義。[1]本文旨在對科學素養培養重要群體大學生進行科學素養培養。在高校基礎學科大學物理教學中，引入物理學史內容，挖掘其蘊含的情感因素、德育內容、科學研究經驗、方法等來培養學生的科學素養。

1 科學素養的內涵及當代大學生科學素養現狀

科學素養（Scientific Literacy）是指科學文化在人身上的內化，其包括掌握、學習科學技能知識，運用、理解科學方法，對科學美及思想的感悟，科學精神的內化及科學倫理分析的遵循等。[2]科學素養對培養正確的世界觀、人生觀、價值觀有著重要指導作用，它對國家科學技術的發展和強盛有著重要的意義。調研數據顯示，近年來中國公民科學素養水平逐漸提高，但和發達國家還存在一定差距，并且呈現出明顯的群體差異。大學生是國家發展的未來，是國家科技發展的動力，大學生科學素養的提高對全國民科學素養的提高起到重要的作用。因此，對大學生科學素養的培養就顯得更加重要。目前，大學生的科學素養普遍高于普通公民，但也存在著一些問題。如大學生科學素養整體不高，水平參差不齊，理科生優于文科生，對膚淺基礎知識概念理解記憶較好，但對專業性和復雜性科學基礎知識理解記憶不準確，運用科學方法解決問題的能力不足，科學態度不夠嚴謹端正，科學精神、科學倫理和情感沒有得到深入內化等。而目前高等教育教學大多停留在對科學知識的教育上，沒有注重科學方法的應用，科學精神的內化，對科學美的感悟，對科學價值觀的培養。高校是培養大學生的基地，在高校的課程教育中重視對科學素養的培養是極其必要的。筆者所教授的大學物理課程就包括很多重要的基礎科學知識及科學研究經驗、方法，其中教學內容中的物理學史部分蘊含著大量情感因素，德育內容，其對大學生科學素養的培養有著積極作用。

2 物理學史及其對科學素養培養的積極作用

物理學是研究物質運動最一般規律和物質基本結構的學科，是各個自然科學學科的研究基礎。大學物理作為大學的基礎必修課，是學習各自然學科的基石，涵蓋了力、熱、光、電等多學科的核心內容。[3]大學物理的教學內容量大，涉及學科領域較廣，除基礎科學知識概念、公式外，還包括很多物理學史內容是值得深度挖掘的，是可以用來和學生產生共鳴，提高學生科學素養的。物理學史是從歷史的角度講述人類揭示物理規律的過程，其中包含著很多寶貴的研究經驗和研究方法。[4]物理學每向前發展一小步，都離不開物理學家們的努力思考和研究方法的不斷創新，在物理學不斷發展的過程中，經歷了很多科學大事件，涌現出了很多具有高尚人格的物理學家和物理學工作者，他們為科技的進步，物理學的發展做出了巨大貢獻，成為后人學習的楷模。在物理學史中蘊含著很多情感因素，具有德育價值。科學家們熱愛祖國，不斷探索拼搏，求實、創新、實干的精神，團結協作精神，百折不撓、堅持不懈的毅力，都有利于對學生科學精神、科學態度和科學三觀的培養，有利于良好意志品質的形成，有利于學生科學素養的提升。例如，研究原子結構時，盧瑟福敢于對老師湯姆孫的“葡萄干布丁”模型說“不”，通過獨立思考、研究分析最終得出原子的核式結構模型。這體現了求實，敢于創新發現，不迷信權威的精神，這種精神正是當代大學生應該具備的科學素養之一。如果在大學物理教學中，不僅僅是注重傳統科學知識的傳授，而是在講授基本知識的同時，加入和該部分物理知識相關的物理學史方面內容，更新課程體系，將物理學史加入到大學物理教學中，相信會進一步激發學生學習物理的興趣，加深對基礎知識概念的理解和記憶，學會運用科學的研究經驗和方法分析、解決問題，端正科學態度，建立科學價值觀，從而達到提升學生科學素養的目的。

3 在大學物理教學中利用物理學史培養學生科學素養的方式探討

（1）通過課堂教學的方式講授物理學史內容。可進行分散講授和集中講授。分散講授是在課堂教學中利用視頻、圖片等多媒體手段穿插相關物理學史內容，這是最簡單、最基本的方法。也可集中課堂時間學習，利用整堂課的時間進行集中學習某章節的物理學史內容，挖掘其中德育內容，培養學生科學精神、科學態度、科學價值觀等；提煉科學研究經驗、方法，進行科學思維訓練，提升學生科學素養。

（2）在實踐中介紹物理學史內容。在大學物理實驗中、演示實驗中進行實驗操作的同時，介紹和該實驗相關的物理學史內容，提升學生動手實驗的興趣，培養學生不怕失敗的精神和堅持不懈的毅力。形成學生主動學習追求科學事實、科學知識、科學精神的以學生為主導的科學教育模式。

（3）營造科學氛圍，組織科學研究活動。布置預留課后小組作業討論，讓學生準備與課程相關物理學史內容并制作成PPT，在每次上課前講解，達到學生自主學習，深入內化科學知識、科學精神、科學價值觀的目的。也可組織科技競賽，嘉年華科技節，科學調研項目等，讓整個校園充滿科學氣息，學生耳濡目染，在潛移默化中提升科學素養。

（4）利用網絡新媒體，手機APP或組建微信群等定時推送與課程進度相關的物理學史知識。學生在日常生活中離不開網絡，其大量信息也來源于網絡，可以利用學生這一特點充分利用網絡新媒體資源。筆者以授課班級為單位，組建了微信群，在群中推送和所學物理知識相關的物理學史內容。經過一段時間發現，學生會針對感興趣或者不懂的問題在群中互動、提問并討論，相信這種互動的模式也是科學素養不斷內化的過程。

以上筆者只提到了幾種利用物理學史培養科學素養的方式方法。在實踐教學中，有很多環節和空間是可以進一步利用和挖掘的。

4 總結

大學生是國家科技發展的中堅力量，其科學素養影響國家科技發展水平。作為基礎必修課的大學物理課程是培養學生科學素養的重點課程之一，在大學物理教學中進行課程體系改革，充分挖掘利用物理學史相關內容，在掌握科學技能知識的同時，還學會運用科學研究經驗、方法，感悟科學美，內化科學精神，樹立科學價值觀，從而不斷提升大學生的科學素養。

參考文獻

[1] 郭小潔.大學生科學素養調查分析與培養策略探討[J].東中部經驗，2012（2）：45-46.

[2] 鄢秀娟.理工科大學生科學素養的現狀及提升對策[J].科研項目研究，2015（5）：29-30.

[3] 郭曉嬌.大學物理演示實驗對大學物理教學的輔助作用[J].考試周刊，2015（9）：139-140.

[4] 申梓剛，潘立軍.物理學史在大學物理教學中的應用[J].物理通報，2013（10）：28-30.