在大学物理学教学中培养学生的科学精神

陈伟炜 郑辉 俞允 林多 黄浩

摘要：本文介绍了如何在大学物理学的教学过程中培养学生的献身精神、创新精神、治学精神、争鸣精神、科学品质、审美素质等。

关键词：大学物理学；培养；科学精神

中图分类号：G642.41 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）47-0170-02

物理学是自然科学的基础。物理学基础知识是人类对自然和社会等客观事物的认识成果。所以，在大学物理学的教育教学中，大学生们将受到思维和行动上各种各样的训练，以提高其科学文化素质，为其继续学习科学技术奠定一个坚实的基础。坚持以素质教育为宗旨的大学物理教育和教学，不仅在培养和提高全体大学生的科学文化素质方面具有得天独厚的学科优势，而且在培养学生的思想道德素质、艺术审美素质、身体心理素质等方面也有非常大的作用。

物理教学内容中蕴含着丰富的思想道德素质教育的内容，其主要有：科学的献身精神、科学的创新精神、严谨的治学精神、不懈的争鸣精神、正确的科学品质以及科学的审美素质等。

一、科学的献身精神

当前的大学生年纪轻、阅历浅，虽然是在改革开放中长大的，但是没有经过艰难困苦的磨炼，易受外界影响，自我意识强，有了问题时经常不注意从主观方面找原因，而是片面地强调客观因素。针对学生中的这种思想状况，可以在向学生讲授物理课程的基本理论的同时，插入物理学的一些有趣的发展历史，并且展现出一批闻名的物理科学家的介绍。例如，为了帮助那些从个人利益出发搞“自我设计”，碰了钉子就思想消沉、情绪低落的学生树立正确的运大理想，我们可举居里夫妇的例子。他们在诺贝尔颁奖仪式上，居里夫人说过：“镭不属于我们夫妇，而是属于全人类，我们不会把它当成谋取财富的工具”。[1]居里夫人不为名利所所困，为了让全世界共享其成果，她拒绝将自己的发明进行专利登记并从中获利，她一生得过十多项奖章和奖金，但她都视若粪土不为所动。爱因斯坦曾评价说：“在世界所有著名人物中，居里夫人是唯一没有被盛名宠坏的人。”[2]这样就可以达到帮助在科研上奋斗的人们树立正确人生观之目的。

二、科学的创新精神

受到传统的教学方法的影响，学生的思想总是被授课老师牵着走，毫无思考的余地，结果造成以下不好的现象：教师“满堂灌”，学生记笔记，课下背笔记，届时考笔记。学生死记硬背，只会摩仿，懒于思考，没有创新。“创新是一个民族进步的灵魂”，创新精神和创新能力的培养是教学改革的首要任务。为了避免和克服上述弊端，在大学物理教学中，应详尽地介绍每个物理要点、物理原理、物理定律和物理定理的发现及形成的过程及方法，摊开不同流派的观点，从而激发各种思维方式、想象能力，让他们更深刻地掌握关于运动、时间和引力的概念。比如，我们耳熟能详的科学家爱因斯坦对经典力学的相关内容持怀疑态度，最终才有了我们所知道的《相对论》。当然这种科学怀疑并不是怀疑一切，所以这种精神不仅造就了一个具有创新思维、开拓精神的科学家，而且还发展了科学理论。

三、严谨的治学精神

在当今校园中，学生在理论学习时不按要求学习，上课不在状态，只要求通过考试；在实验操作方面存有马虎心态，不按实记录，浮躁地出结果，因此完全不能成为一名合格的为社会服务的人才，而物理学家们在严谨治学方面都是我们效仿的榜样。

四、不懈的争鸣精神

翻开浩瀚的物理学史，纵览古今，横观中外，就会发现物理学的发展总是伴随着争论。争论的原因要么是科学新思想与背景知识的冲突引起的；要么是科学思想本身的不完善导致的；要么是由于研究的角度不同而产生的。在教学过程中展示不同科学家对同一门科学问题的争辩过程。例如，人类对光的本质认识就有一个很长的过程。

17世纪，关于光的本质产生了两个相互对立的学说：牛顿的微粒说和惠更斯的波动说。两派都以一定的科学实验为基础，都能说明一些科学现象，但又都不能说明另外一些光学现象。19世纪，两种学说并存，由于牛顿当时的权威，微粒说居于优势。19世纪初，托马斯·杨的光相干实验的确立，使得波动说能很好解释光的波动性，于是，波动说又取得了胜利。可是争论中又在“以太问题”上发生了困难。19世纪中叶，麦克斯韦建立了光的电磁理论，很好地解决了光的传播问题，可它又同光电效应实验发生了矛盾。1905年，爱因斯坦大胆地提出了光量子学说，克服了两派各自的片面性，建立了全新的光学理论。上述一次次的论争中，物理学家是严肃的，但也勇敢地承认自己的错误，因此“真理由争论确立的”[3]。争论能激发科学新思想的萌发，争论能促进原有理论的日臻完善，争论会导致不同学派的形成，争论也是发现人才和培养人才的重要方法。总之，争论是提高创造力的激素，是科学发展的动力，是确立真理、发展科学、培养人才的必由之路。

五、正确的科学品质

在对科学问题发起进攻的过程，科研人员会从自身迸发出无穷的力量，想尽种方法把问题解决，甚至献出自身的力量，从而取得一定的科学成就。

然而事物往往有双面性。当科研人员站在一定的高度，拥有金钱和权力后，可成就一番大事业，但如果此人道德出现问题，亦会危害社会，因此科研人员也需要道德的约束。例如，爱因斯坦曾经说过：“人只有献身于社会，才能找到那实际上是短暂而有风险的生命的意义。”[4]

爱因期坦还说：“学校的目的应当是培养有独立行动和独立思考的人，不过他们要把为社会服务看作自己人生最高目的。”“第一流的人物对于时代和历史进程的意义，在其道德品质方面，也许比单纯的才智成熟方面还更大。”“现在这一代人，往往只注意我们这些人发明了什么，有那些著作，实际上，我们这些人的道德行为，对世界的影响，从某种意义来讲更大。”[4]科学家的这些教诲，一定会使学生震撼，对于他们的品德修养和全面发展具有重要意义。

六、科学的审美品质

在大学物理学教学和物理学史中蕴含着大量的艺术审美素质教育思想和内容，它是对学生进行审美教育，净化心灵，陶冶情操的好教材。各科哲学都是有相互关联的，比如科学家与画家相比较，爱因斯坦认为他们都是“以最适当的方式来画出一幅简化的和易于领悟的世界图像。”[5]物理学家阿尔芬也曾说过：“像画家运用色调，雕刻家利用石膏，音乐家通过音符来表达自己见解和感受一样，科学家是通过似乎是周围的浓缩物的公式和定理来表现自己的高水平的美感的。”[6]因此，科学理论都存在着一种简约美。

日本物理学家汤川秀树在研究爱因斯坦相对论思想时指出：他所追求的是自然界中尚未发现的一种新的美和简洁性—抽象总是一种简单的手段，而在某种情况下，一种新的美则再现为简单化的结果。[7]爱因斯坦的一简单方程-质能方程，虽然很简单，实则不然，它包括了许多高深理论的整合，是一个合成理论。

关于物理学中的科学美，海森堡曾在一篇极为动人的文章《精确科学中美的意义》中谈到：“美是各部分之间以及各部分于整体之间恰到好处的和谐。”的确，物理中的科学美，通常以科學理论的和谐、简单、对称为重要标志。例如，经典电磁理论的麦克斯韦方程以及奠定量子力学基础的海森伯方程，都简洁漂亮，和谐对称，类似情形在物学史上是不胜枚举的。

参考文献：

[1]黎先耀.现代人的智慧[M].科学普及出版社，1999.

[2]梁衡.跨越百年的美丽[M].中国青年出版社，2014.

[3]陈学飞，展立新.我国高等教育发展观的反思[J].高等教育研究，2009，（08）：1-26.

[4]许良英，等，编译.爱因斯坦文集（第3卷）[M].商务印书馆，2009.

[5]周德海.论爱因斯坦的美学思想[J].南通大学学报（社会科学版），2012，（04）：7-15.

[6]施大宁.物理与艺术[M].科学出版社，2005.

[7]王有长.科学美的教育意义[J].安徽教育学院学报（社会科学版），1992，（03）：77-78.