◆逯小錄

大學(xué)物理教學(xué)中物理素質(zhì)培養(yǎng)的幾點(diǎn)思考

◆逯小錄

(天水師范學(xué)院物信學(xué)院物理系)

大學(xué)物理是高等院校所有理工科專業(yè)必修的一門基礎(chǔ)課。近年來,隨著高等教育改革的深入發(fā)展,關(guān)于該課程的開設(shè)目的及其在人才培養(yǎng)目標(biāo)中的地位和作用問題大家已有了共識:大學(xué)物理不單純是物理知識的教育,更不是僅為后續(xù)課服務(wù)的預(yù)科性教育,或是物理在某專業(yè)中的應(yīng)用那樣的工具性教育,而是一門培養(yǎng)和提高學(xué)生科學(xué)素質(zhì)、科學(xué)思維和科學(xué)研究能力的重要基礎(chǔ)課。也就是說,提高學(xué)生的物理素質(zhì)是大學(xué)物理教學(xué)的首要任務(wù)。筆者認(rèn)為所謂物理素質(zhì)的培養(yǎng),主要體現(xiàn)在知識的獲取、能力的提高和思想方法的養(yǎng)成三個方面。

一、物理素質(zhì)的培養(yǎng)應(yīng)將整體性知識的獲取放在首位

原中國物理學(xué)會副理事長,北京大學(xué)教授趙凱華指出:“對于任何專業(yè),大學(xué)物理課的目的,都是使學(xué)生對物理學(xué)的內(nèi)容和方法、工作語言、概念和物理圖像、其歷史、現(xiàn)狀和前沿等方面從整體上有一個全面的了解?！边@里強(qiáng)調(diào)“整體性”:從提高物理素質(zhì)的角度,學(xué)生獲得的物理知識應(yīng)該是完整的、相互聯(lián)系的,而不是支離破碎、彼此割裂的;建立的物理概念應(yīng)該是在不斷的運(yùn)動、發(fā)展中逐步加深完善的,而不是靜止、僵化的;掌握的物理規(guī)律應(yīng)該能用基本物理思想為線索貫穿起來。

盡管大學(xué)物理教學(xué)已經(jīng)過多年的改革和實(shí)踐,但仍舊存在課程體系封閉、課程內(nèi)容陳舊等這樣那樣的問題。我們現(xiàn)在使用的大學(xué)物理教材大都是物理專業(yè)教材的縮寫本,人為地將物理分為經(jīng)典和近代兩部分,并且將整個內(nèi)容劃分為力、熱、光、電、近代物理幾個板塊。另外,由于現(xiàn)在大學(xué)物理教學(xué)時(shí)數(shù)較少,教師在授課時(shí)只能挑選部分章節(jié)講授。這樣做的結(jié)果是學(xué)生要么對大學(xué)物理根本不感興趣,要么是學(xué)完后不知道物理究竟是什么?即便是認(rèn)真學(xué)習(xí),學(xué)到的也是支離破碎、彼此割裂的知識。

如何在有限的時(shí)間內(nèi)讓學(xué)生學(xué)習(xí)到系統(tǒng)的物理知識,建立反映物理世界的整體圖像、了解當(dāng)前物理理論發(fā)展水平和趨勢、熟悉物理學(xué)的研究方法,我認(rèn)為最關(guān)鍵的是要有一個合適的教材體系。這樣一個教材體系不應(yīng)該是物理學(xué)專業(yè)教材的縮寫本,不應(yīng)該把物理劃分為力、熱、光、電、近代幾個板塊,它應(yīng)該改變經(jīng)典與近代兩部分分離的傳統(tǒng)模式,以物質(zhì)的基本存在形式及基本性質(zhì)為主線來組織,力求體現(xiàn)整體性原則。隨著物理學(xué)的發(fā)展,一些基本概念的意義擴(kuò)展了,它們被應(yīng)用到離最初表達(dá)很遠(yuǎn)的領(lǐng)域。概念的發(fā)展改變了概念之間的相互關(guān)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(xué)物理教材應(yīng)該根據(jù)已經(jīng)發(fā)展了的物理概念體系和認(rèn)識方法重新選擇和組合物理知識,刪減陳舊內(nèi)容,引進(jìn)反映現(xiàn)代物理成就的新內(nèi)容,盡量用最新、最科學(xué)的概念體系來決定教材結(jié)構(gòu)。這種教材結(jié)構(gòu)一開始就可以向?qū)W生展示當(dāng)今人類對物質(zhì)世界的最基本、最重要的認(rèn)識,即物質(zhì)結(jié)構(gòu)的基本層次和物質(zhì)間的基本相互作用,使學(xué)生形成最概括的物質(zhì)世界圖像,便于近代物理概念向經(jīng)典內(nèi)容滲透,相互融合。在分別討論實(shí)物和場的運(yùn)動規(guī)律的基礎(chǔ)上,以振動和波動為中介過渡到物質(zhì)的波粒二象性,介紹量子現(xiàn)象和量子力學(xué)基本規(guī)律,這樣做比較連貫自然。最后安排熱物理學(xué),從整個教材體系上強(qiáng)調(diào)單粒子到多粒子體系運(yùn)動規(guī)律的變化,并且能在量子力學(xué)基礎(chǔ)上更加深入、全面的討論熱運(yùn)動規(guī)律,如介紹近獨(dú)立系的量子統(tǒng)計(jì)等。當(dāng)然,考慮到非物理專業(yè)的特點(diǎn),所有的描述應(yīng)該是粗線條的,強(qiáng)調(diào)相互聯(lián)系,并且盡可能清晰。

二、物理素質(zhì)的培養(yǎng)應(yīng)注重創(chuàng)造思維能力的提高

物理學(xué)原理是技術(shù)的源泉,是多學(xué)科交叉、轉(zhuǎn)移和滲透的支撐點(diǎn),在培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)、工程意識和創(chuàng)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(yǎng)。這里的能力不僅指應(yīng)用演繹法解題的能力,應(yīng)用物理理論和方法解決實(shí)際問題的應(yīng)用能力,更為重要的是創(chuàng)造思維能力。創(chuàng)造思維能力是思維的高級形式。創(chuàng)造思維的潛能人皆有之,只是在表現(xiàn)程度上有高低,對于一般人來講,創(chuàng)造性思維能力就是:“自我實(shí)現(xiàn)”或稱“自我開發(fā)”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(chuàng)造性思維能力的表現(xiàn)。在大學(xué)物理的授課過程中,教師應(yīng)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(chuàng)新氣氛,便能逐步培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維能力。創(chuàng)造性思維是擴(kuò)散思維和集中思維的綜合,在物理教學(xué)中經(jīng)常進(jìn)行這樣的思維的擴(kuò)散與集中訓(xùn)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(xùn)練并不是一味追求“多”,重要的是訓(xùn)練學(xué)生多“思”,鼓勵學(xué)生進(jìn)行多方位發(fā)散、多因素分析、多角度論證,使學(xué)生的思維水平逐漸由低級向高級發(fā)展。另外,在教學(xué)過程中應(yīng)努力提倡師生平等,允許學(xué)生提出與教師相反的想法和問題,鼓勵學(xué)生超過教師思維軌道進(jìn)行有價(jià)值的思維活動。讓學(xué)生敢于質(zhì)疑書本上的或是教師所得出的結(jié)論,敢于質(zhì)疑實(shí)驗(yàn)過程中所出現(xiàn)的現(xiàn)象。善于存疑才能產(chǎn)生探究的動力,這不僅可以加深理解,增進(jìn)鞏固,而且還可以促進(jìn)學(xué)生的創(chuàng)造性,甚至作出新的發(fā)現(xiàn)。

三、物理素質(zhì)的培養(yǎng)還應(yīng)促進(jìn)學(xué)生物理思想和科學(xué)方法的養(yǎng)成

大學(xué)物理的教學(xué)除了對知識和能力的要求外,還應(yīng)突出物理思想與科學(xué)方法的教育。在教學(xué)過程中應(yīng)抓住物理學(xué)發(fā)展史上具有里程碑意義的重大發(fā)現(xiàn)和在此過程中所體現(xiàn)的一些著名物理學(xué)家的哲學(xué)思想、創(chuàng)新思維和對科學(xué)事業(yè)的奉獻(xiàn)精神等,向?qū)W生介紹科學(xué)思想、科學(xué)方法和科學(xué)精神,介紹著名物理學(xué)家的高尚道德和人格魅力以及與物理學(xué)有關(guān)的一些社會性論題。突出物理學(xué)的文化內(nèi)涵,展現(xiàn)物理思想和人文精神的融合。培養(yǎng)學(xué)生的物理思想與科學(xué)方法的人文精神,加深對物理文化與人文精神的內(nèi)涵的理解,進(jìn)一步提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng),探索一種理性的思維方式,提高終身學(xué)習(xí)能力。

[1]楊兆明.談大學(xué)物理教學(xué)中素質(zhì)教育的缺失[J].中國科教創(chuàng)新導(dǎo)刊 2009,(4).

[2]徐行可等.大學(xué)物理教材內(nèi)容體系改革的探索與實(shí)踐[J].大學(xué)物理,1996,(6).

[3]王群善.談?wù)劰た莆锢碚n程內(nèi)容的現(xiàn)代化問題[J].大學(xué)物理, 1994,(7).