大學物理課程教學中對學生進行科學素養的研究與實踐

王秀敏

摘 ?要：大學物理是理工科學生必修的基礎課程，基礎物理學科的主要任務即是對學生進行科學素質的培養。文章主要介紹了科學素養概念的由來及內涵，以及對照內涵要求在大學物理教學過程中進行科學素質培養的研究與實踐。

關鍵詞：大學物理 ?課程教學 ?科學素養 ?研究與實踐

中圖分類號：G434 ? 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2019）10（c）-0141-02

當今世界的競爭很大程度上是科學技術水平的競爭，科學技術從未像今天這樣深刻影響著國家的前途命運。在建設世界科技強國的進程中，高校具有不可替代的作用，因為高校是人才培養、科技創新的重要主體，高校在國家創新體系中尤其是在為世界科技強國建設培養人才方面肩負著重要的職責和使命[1]。為國家和社會培養具有高水平的科學素質人才是當前普通高校人才培養任務的重中之重。

1 ?科學素養概念的由來及內涵

1.1 科學素養概念的由來

科學素養的概念源于20世紀50年代。1952年，美國著名的科學家和教育家柯南特出版了一本名為《科學中的普通教育》的書，書中提及：被人們稱為“專家”的那些人，最大的特點是他們具有“科學素養”。這是科學素養這個概念首次被提出，當然，當時他提出的“科學素養”概念的內涵與現在我們普遍認為的內涵不盡相同，也沒有引起如今這樣的關注度和討論。直到1985年美國提出“2061計劃”，并隨后發表一系列作為該計劃內容的相關文本，科學素養的概念在這些文本中被多次提及，從此，科學素養概念被廣泛關注。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[2]。

1.2 科學素養概念的內涵

幾十年來，對科學素養涵義的理解和表述，隨著社會和經濟的發展不斷變化而更新，表述方式也有多個版本，具有代表性的有國際經濟合作組織（OECD）、國際學生科學素養測試大綱（PISA）、美國學者米勒、歐盟國家科學素質調查的領導人J·杜蘭特給出的4種版本。這4個版本雖然形式沒有統一，但對應的內涵基本一致，即現在國際上普遍將科學素養的內涵概括為3個組成部分：了解科學知識、了解科學的研究過程和方法、了解科學技術對社會和個人所產生的影響。

2 ?大學物理課程教學進行科學素質培養的途徑及實踐

樹木再高，也要根植于大地，高校人才培養這棵大樹的沃土便是一門門的課程，大學生的科學素質培養是通過一門門的課程學習和訓練實現的。大學物理是研究物質運動最一般規律和物質基本結構的學科，是各自然科學學科的研究基礎，是理工科學生必修的基礎課程。大學物理課程內容包含著大量的科學知識，物理知識的獲得及學習過程也體現著豐富的科學方法，物理學家的故事更是蘊含著深刻的科學精神，大學物理課程對學生科學素質培養的作用是舉足輕重、不可替代的，授課過程中有意識地對學生進行科學素質培養也是這門課程自身的主要教學任務和目標。對照科學素養內涵的基本要求，筆者在大學物理授課過程通過以下3個途徑著力進行學生科學素質培養，效果理想。

2.1 科學知識的傳授

大學物理包含力、熱、光、電、近代物理5個組成部分。經過多少代物理人共同努力，現在這5部分知識已經做到內容豐富、邏輯嚴謹、前后呼應，構成了非常完備的知識體系，只要嚴格地按照教育部相關規定去落實物理教育內容要求，不僅僅是做到科學素養內涵中科學知識的“了解”，而是可以做到科學知識的“掌握”。

2.2 研究過程和科學方法的傳遞

著名物理學家理查德·費曼說：“科學是一種方法”。因此，大學物理課程不僅僅是向學生傳授物理知識，更是要向學生傳遞科學思考方式和方法，這在某種程度上比物理知識的傳授更為重要。俗話說：授人以魚，不如授人以漁。大學物理課程教學開始于物理知識的傳授，但絕不能結束于物理知識的傳授。教好物理學，關鍵是教思路，教方法，啟發學生勤于思考，悟物窮理，自覺地努力鍛煉自己自學的能力[3]。研究過程和科學方法的傳遞途徑有以下幾個。

（1）介紹物理知識的獲得過程及過程中運用的科學方法。比如，狹義相對論開篇介紹歷史背景，強調背景中所展現的人類認知發展規律：愛因斯坦的兩個基本假設體現的對原有物理知識的揚與棄、繼承和發展。還要指出這過程中展現的研究問題的科學方法：遇到困難—分析困難—提出設想—完善算法—現實驗證;再比如，在光電效應內容講授時介紹人類關于光本性的認識過程，指出這是典型的螺旋式認知提升過程。物理知識的獲得過程就是人類科學方法論的實踐過程，這些過程和方法的介紹會開闊學生思路，給他們以啟發，學會這些方法，必將讓學生受益終生。

（2）介紹物理知識點對應的科學方法。例如，質點、剛體等概念提出使用的是模型法;再比如，理想氣體的幾個重要定律推倒使用的控制變量法等。物理知識點和概念對應著種類繁多的科學研究方法，經常性地介紹為什采用該方法以及如何使用該方法，對學生進行思維訓練，有利于學生培養出思維習慣和正確的思考方向性，把科學方法論融合到他們的思維結構中。

2.3 科學精神的培養

物理學家在進行物理知識探索過程中所展現的科學精神如此豐富和深刻，比如，邁克耳遜-莫雷為測光速堅持7年不懈的孜孜以求的精神，所測結果與預期不符但也如實記錄和公布的求實精神;再如，沒有接受正規教育的法拉第一路逆襲最終成為偉大物理學家過程中所展現的刻苦努力和謙虛好學精神;再如，盧瑟福對于老師湯姆遜的“葡萄干布丁”模型敢說“不”的獨立思考、敢于創新、不迷信權威的科學質疑精神等[4]。這些都是我們必須弘揚和傳遞的優良品質，都有利于對學生科學精神、科學態度的培養，是我們對學生進行科學精神培養的寶貴資源。學習了科學知識，掌握了科學方法，兼備科學精神，就能有效的實現知識武裝自己，方法指導自己，從而實現科學技術對社會和個人的有利影響。

3 ?結語

了解科學素養的內涵與組成，深刻理解大學物理課程教學中進行科學素質培養的意義，使科學素養成為大學物理教學必不可少的組成部分，有許多方面需要研究和探索，這是每個物理教師的責任，也是大學物理教學的出發點和歸結點。

參考文獻

[1] 建設世界科技強國時不我待[N].人民日報，2018-07-08.

[2] 郭小潔.大學生科學素養調查分析與培養策略探討[J].新西部，2015（1）：45-46.

[3] 趙凱華.物理教育與科學素質培養[J].技術物理教學，1995（2）：46.

[4] 郭曉嬌，母繼榮，丁艷麗.大學物理教學中引入物理學史培養學生的科學素養[J].科教導刊，2018（8）：115-116.