大学物理教学中物理素质培养的几点思考

◆逯小录

大学物理教学中物理素质培养的几点思考

◆逯小录

(天水师范学院物信学院物理系)

大学物理是高等院校所有理工科专业必修的一门基础课。近年来,随着高等教育改革的深入发展,关于该课程的开设目的及其在人才培养目标中的地位和作用问题大家已有了共识:大学物理不单纯是物理知识的教育,更不是仅为后续课服务的预科性教育,或是物理在某专业中的应用那样的工具性教育,而是一门培养和提高学生科学素质、科学思维和科学研究能力的重要基础课。也就是说,提高学生的物理素质是大学物理教学的首要任务。笔者认为所谓物理素质的培养,主要体现在知识的获取、能力的提高和思想方法的养成三个方面。

一、物理素质的培养应将整体性知识的获取放在首位

原中国物理学会副理事长,北京大学教授赵凯华指出:“对于任何专业,大学物理课的目的,都是使学生对物理学的内容和方法、工作语言、概念和物理图像、其历史、现状和前沿等方面从整体上有一个全面的了解。”这里强调“整体性”:从提高物理素质的角度,学生获得的物理知识应该是完整的、相互联系的,而不是支离破碎、彼此割裂的;建立的物理概念应该是在不断的运动、发展中逐步加深完善的,而不是静止、僵化的;掌握的物理规律应该能用基本物理思想为线索贯穿起来。

尽管大学物理教学已经过多年的改革和实践,但仍旧存在课程体系封闭、课程内容陈旧等这样那样的问题。我们现在使用的大学物理教材大都是物理专业教材的缩写本,人为地将物理分为经典和近代两部分,并且将整个内容划分为力、热、光、电、近代物理几个板块。另外,由于现在大学物理教学时数较少,教师在授课时只能挑选部分章节讲授。这样做的结果是学生要么对大学物理根本不感兴趣,要么是学完后不知道物理究竟是什么?即便是认真学习,学到的也是支离破碎、彼此割裂的知识。

如何在有限的时间内让学生学习到系统的物理知识,建立反映物理世界的整体图像、了解当前物理理论发展水平和趋势、熟悉物理学的研究方法,我认为最关键的是要有一个合适的教材体系。这样一个教材体系不应该是物理学专业教材的缩写本,不应该把物理划分为力、热、光、电、近代几个板块,它应该改变经典与近代两部分分离的传统模式,以物质的基本存在形式及基本性质为主线来组织,力求体现整体性原则。随着物理学的发展,一些基本概念的意义扩展了,它们被应用到离最初表达很远的领域。概念的发展改变了概念之间的相互关系和它在概念体系中的地位,从而改变了整个概念体系。大学物理教材应该根据已经发展了的物理概念体系和认识方法重新选择和组合物理知识,删减陈旧内容,引进反映现代物理成就的新内容,尽量用最新、最科学的概念体系来决定教材结构。这种教材结构一开始就可以向学生展示当今人类对物质世界的最基本、最重要的认识,即物质结构的基本层次和物质间的基本相互作用,使学生形成最概括的物质世界图像,便于近代物理概念向经典内容渗透,相互融合。在分别讨论实物和场的运动规律的基础上,以振动和波动为中介过渡到物质的波粒二象性,介绍量子现象和量子力学基本规律,这样做比较连贯自然。最后安排热物理学,从整个教材体系上强调单粒子到多粒子体系运动规律的变化,并且能在量子力学基础上更加深入、全面的讨论热运动规律,如介绍近独立系的量子统计等。当然,考虑到非物理专业的特点,所有的描述应该是粗线条的,强调相互联系,并且尽可能清晰。

二、物理素质的培养应注重创造思维能力的提高

物理学原理是技术的源泉,是多学科交叉、转移和渗透的支撑点,在培养学生的科学素养、工程意识和创新思维等方面起着举足轻重的作用。所以传授物理知识必须着眼于能力的培养。这里的能力不仅指应用演绎法解题的能力,应用物理理论和方法解决实际问题的应用能力,更为重要的是创造思维能力。创造思维能力是思维的高级形式。创造思维的潜能人皆有之,只是在表现程度上有高低,对于一般人来讲,创造性思维能力就是:“自我实现”或称“自我开发”的能力。只要是通过自己的努力思考,解决了本人以前未能解决的问题,就是创造性思维能力的表现。在大学物理的授课过程中,教师应安排刺激思考的情境,提出引起思考的问题,使课堂上充满积极的创新气氛,便能逐步培养学生的创造性思维能力。创造性思维是扩散思维和集中思维的综合,在物理教学中经常进行这样的思维的扩散与集中训练,如组织一些一题多解,一题多变,一题多问,一题多答,这些训练并不是一味追求“多”,重要的是训练学生多“思”,鼓励学生进行多方位发散、多因素分析、多角度论证,使学生的思维水平逐渐由低级向高级发展。另外,在教学过程中应努力提倡师生平等,允许学生提出与教师相反的想法和问题,鼓励学生超过教师思维轨道进行有价值的思维活动。让学生敢于质疑书本上的或是教师所得出的结论,敢于质疑实验过程中所出现的现象。善于存疑才能产生探究的动力,这不仅可以加深理解,增进巩固,而且还可以促进学生的创造性,甚至作出新的发现。

三、物理素质的培养还应促进学生物理思想和科学方法的养成

大学物理的教学除了对知识和能力的要求外,还应突出物理思想与科学方法的教育。在教学过程中应抓住物理学发展史上具有里程碑意义的重大发现和在此过程中所体现的一些著名物理学家的哲学思想、创新思维和对科学事业的奉献精神等,向学生介绍科学思想、科学方法和科学精神,介绍著名物理学家的高尚道德和人格魅力以及与物理学有关的一些社会性论题。突出物理学的文化内涵,展现物理思想和人文精神的融合。培养学生的物理思想与科学方法的人文精神,加深对物理文化与人文精神的内涵的理解,进一步提高学生的科学素养,探索一种理性的思维方式,提高终身学习能力。

[1]杨兆明.谈大学物理教学中素质教育的缺失[J].中国科教创新导刊 2009,(4).

[2]徐行可等.大学物理教材内容体系改革的探索与实践[J].大学物理,1996,(6).

[3]王群善.谈谈工科物理课程内容的现代化问题[J].大学物理, 1994,(7).