紀(jì)英楠

（防災(zāi)科技學(xué)院 河北三河 065201）

1 培養(yǎng)科學(xué)思想方法是素質(zhì)教育的重要內(nèi)容

有一種說法即21世紀(jì)的國際競爭是人才的競爭，我深感同意.科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力，而科學(xué)技術(shù)的創(chuàng)新和發(fā)展則主要靠高素質(zhì)的人才.因此，近年來我國一直大力提倡加強(qiáng)素質(zhì)教育.素質(zhì)是指在人的先天生理基礎(chǔ)上通過環(huán)境影響和教育訓(xùn)練所獲得的內(nèi)在的、相對穩(wěn)定的、長期發(fā)揮作用的身體和心理特征及其基本品質(zhì)結(jié)構(gòu)，又稱為素養(yǎng).素質(zhì)的內(nèi)涵有各種表述方式，比較全面的說法包括人的道德素質(zhì)、智力素質(zhì)、身體素質(zhì)、審美素質(zhì)和勞動技能素質(zhì).說得固然全面，但不具體.社會上往往把上各種課余培訓(xùn)班當(dāng)作素質(zhì)教育，實(shí)在是很大的誤解.素質(zhì)教育不是琴棋書畫、跆拳道之類的技能，其真正內(nèi)涵是培養(yǎng)青少年的健全人格和基本能力.我很贊同一位中學(xué)特級教師歸納的“10學(xué)會”：學(xué)會做人、自律、學(xué)習(xí)、思考、創(chuàng)造、樂群、健身、審美、生活、勞動；其中和學(xué)校的智育教育有關(guān)的是學(xué)會學(xué)習(xí)、思考與創(chuàng)造；而這三者中，我認(rèn)為最關(guān)鍵的是學(xué)會思考.

學(xué)校教育包括兩個方面：基本知識和學(xué)習(xí)方法.知識是不斷發(fā)展和增長的；在這知識爆炸的時(shí)代，新知識層出不窮.學(xué)校學(xué)習(xí)時(shí)間有限，更無法預(yù)知學(xué)生在以后的工作和生活中將用到哪些知識；只有讓學(xué)生掌握正確的亦即科學(xué)的學(xué)習(xí)方法，才能終身受益.所以，在學(xué)校教育的兩個方面中，教會如何學(xué)習(xí)是最根本的.盧瑟福就曾明確地指出：“科學(xué)方法的教育比知識本身更重要”.他主張讓學(xué)生身臨其境地感受科學(xué)創(chuàng)造過程，強(qiáng)調(diào)科學(xué)方法的培養(yǎng)和訓(xùn)練.正確的學(xué)習(xí)方法中，學(xué)會通過思考消化課程內(nèi)容是關(guān)鍵，但這種只限于消化課程的思考還不是科學(xué)思維的全部.科學(xué)思維是用于妥善應(yīng)對和處理各種問題的正確思想方法.社會生活中的任何領(lǐng)域都有需要妥善解決的問題，社會成員必須有基本的科學(xué)素養(yǎng)，才能運(yùn)用科學(xué)的原理和方法做個人的各種抉擇，找到合理解決問題的途徑.這里運(yùn)用科學(xué)的原理和方法去做事，就是能合理運(yùn)用自己掌握的知識解決面臨的各種問題，這實(shí)質(zhì)上就是正確思想方法問題.我們國家建設(shè)和現(xiàn)代化需要創(chuàng)造性人才，在素質(zhì)培養(yǎng)中提出學(xué)會創(chuàng)造很必要，而科學(xué)思維是創(chuàng)造的重要基礎(chǔ).所以學(xué)習(xí)、思考和創(chuàng)造三者中，學(xué)會思考最關(guān)鍵.掌握科學(xué)思維；能夠用正確的方法解決面臨的各種問題，是現(xiàn)代人必須具備的能力，培養(yǎng)這種能力應(yīng)該是學(xué)校教育尤其是中等以上教育的重要責(zé)任.

2 物理教學(xué)是培養(yǎng)科學(xué)思想方法的有效途徑

科學(xué)思想方法沒有統(tǒng)一的、嚴(yán)格的定義，從不同的角度討論這一問題時(shí)會有不同的說法；但這些說法的差異只是因?yàn)樯婕暗姆秶驅(qū)哟蔚牟煌?，彼此之間并無矛盾.通常把科學(xué)思想方法分為幾個層次：基本方法（即世界觀意義上的最基本方法或哲學(xué)方法）、一般科學(xué)方法、特殊科學(xué)方法和個別性科學(xué)方法［1］；后兩者是用于某種特殊科學(xué)領(lǐng)域以至某一特殊學(xué)科的專門的研究方法.與培養(yǎng)科學(xué)素質(zhì)、培養(yǎng)正確的思想方法有關(guān)的應(yīng)該是一般的科學(xué)思想方法，包括分析、綜合、比較、推理、判斷等；這是學(xué)校教育包括各種課程教學(xué)應(yīng)該著重解決的問題，而這又恰好是許多學(xué)校在教育中難以解決或被忽視的，這種情況嚴(yán)重影響了培養(yǎng)人才的質(zhì)量.每一門課程都可以起到培養(yǎng)學(xué)生正確思想方法的作用，但最有效、最能發(fā)揮系統(tǒng)的思維訓(xùn)練作用的無疑是數(shù)學(xué)和物理.數(shù)學(xué)的長處是嚴(yán)謹(jǐn)?shù)倪壿嬐评?，包括最基本的歸納方法和演繹方法的應(yīng)用.物理雖因涉及特點(diǎn)不同的多種運(yùn)動形式而不像數(shù)學(xué)那樣有著統(tǒng)一的邏輯思維體系，但卻包含了從現(xiàn)象或?qū)嶒?yàn)結(jié)果上升到理論或規(guī)律、模型的建立、客觀規(guī)律的數(shù)學(xué)表示和數(shù)學(xué)理論與方法的實(shí)際運(yùn)用等多方面內(nèi)容，而且包含了實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，完整地體現(xiàn)了科學(xué)思維過程和科學(xué)方法的運(yùn)用；所以和數(shù)學(xué)一樣，都是最適于進(jìn)行科學(xué)思想方法訓(xùn)練的.

物理課培養(yǎng)科學(xué)思維和養(yǎng)成科學(xué)工作方法至少包括兩方面：課程內(nèi)容的教授和學(xué)生的解題與完成實(shí)驗(yàn)的過程.物理學(xué)內(nèi)容幾乎處處體現(xiàn)了科學(xué)思維過程.例如，由三條基本定律出發(fā)求得一系列力學(xué)規(guī)律的整個經(jīng)典力學(xué)就完整地體現(xiàn)了演繹法的推理方法；玻爾氫原子理論的提出過程更是正確運(yùn)用科學(xué)思維的典范.此前，盧瑟福通過對阿爾法粒子散射實(shí)驗(yàn)結(jié)果的正確分析和計(jì)算，確定了原子的行星模型；瑞典科學(xué)家埃格斯特朗精確測定和記錄了上千條太陽光譜譜線的波長，準(zhǔn)確到6位有效數(shù)字.許多人企圖找出這些波長的規(guī)律，但因局限于從力學(xué)規(guī)律中尋求解決的途徑（例如，想歸結(jié)為機(jī)械振動的聲音諧振的頻率倍數(shù)關(guān)系），所以一直沒有結(jié)果.后來一位瑞典的中學(xué)物理教師巴爾末突破了這種局限，研究光譜波長數(shù)據(jù)本身的規(guī)律性，才找到正確的結(jié)果——?dú)湓幼V線的巴爾末系公式.里德伯得出了更廣泛的并用波數(shù)表示的公式.普朗克的能量子假說完滿地解釋了黑體熱輻射；又經(jīng)愛因斯坦成功地用于對光電效應(yīng)的說明.玻爾綜合地吸收了這些成果，創(chuàng)造性地用于原子結(jié)構(gòu)，提出了氫原子理論.這種進(jìn)展過程不僅是歸納法的成功運(yùn)用，也有力地說明了從現(xiàn)象經(jīng)過理性思維上升為規(guī)律和理論的必要性和重要性.在科學(xué)研究的進(jìn)展中，除了隨處可見的分析、綜合、邏輯推理等一般的科學(xué)思維的要素外，還有直覺、逆向思維、求異、類比等啟發(fā)創(chuàng)新的思維方式.總之，物理課程本身包含豐富的科學(xué)思維的內(nèi)容；如果適當(dāng)?shù)剡\(yùn)用，就可以進(jìn)行生動的科學(xué)思維和科學(xué)工作方法的教育.

學(xué)生完成習(xí)題和實(shí)驗(yàn)的過程是完整地實(shí)踐科學(xué)思維和科學(xué)工作方法的過程.做習(xí)題時(shí)，首先，要經(jīng)過對問題的分析確定問題的性質(zhì)－－－問題的定位；其次，對問題進(jìn)行分解，分解為更簡單的、易于求解或可直接解出的小問題；然后，進(jìn)行邏輯推理或計(jì)算解決問題；對于求得的結(jié)果，尤其是不熟悉的問題的結(jié)果應(yīng)該進(jìn)行檢驗(yàn)，檢驗(yàn)可以通過數(shù)量級是否合理；量綱或單位是否正確；在極限條件或某種已知情況下是否能得到合理的結(jié)果等途徑［2］.這實(shí)際包括了工作或生產(chǎn)中解決問題的基本環(huán)節(jié)，可以通過例題講解、習(xí)題講評等加以引導(dǎo).實(shí)驗(yàn)更是可以從多方面培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)工作能力和思維能力：首先，是基本的科學(xué)工作能力，通過對基本物理量的測量、調(diào)節(jié)和校準(zhǔn)儀器、連接電路等培養(yǎng)科技工作的基本功；其次，是數(shù)據(jù)處理的基本能力，對測量及運(yùn)算誤差的基本知識、測量結(jié)果的正確表示（這應(yīng)該是科學(xué)工作者和工程技術(shù)人員的基本功，卻往往被忽視，在后續(xù)的課程中不嚴(yán)格要求，因此到畢業(yè)時(shí)也不具備這方面的基本素養(yǎng)）；根據(jù)提出的目標(biāo)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案的能力；最后，也是很重要的，是在實(shí)驗(yàn)出現(xiàn)問題時(shí)（如某一預(yù)期的現(xiàn)象不能出現(xiàn)、誤差過大等）分析和找出問題的原因并提出解決辦法的能力.當(dāng)然，還可以通過開設(shè)一些研究性實(shí)驗(yàn)，組織和參加競賽以提高學(xué)習(xí)興趣和培養(yǎng)創(chuàng)新意識和能力.

3 加強(qiáng)物理教學(xué)對科學(xué)思想方法的培養(yǎng)

以上所說的并不是新觀點(diǎn)，而是對物理課程教學(xué)的基本要求.教育部制訂的理工科類大學(xué)物理課程教學(xué)基本要求中明確指出：大學(xué)物理課程“在培養(yǎng)學(xué)生樹立科學(xué)的世界觀，增強(qiáng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力，培養(yǎng)學(xué)生的探索精神和創(chuàng)新意識等方面，具有其他課程不能替代的重要作用”［3］，這本應(yīng)是大家的共識，但在近年的教學(xué)實(shí)踐中，這一要求好像并未得到充分貫徹.所以，在理工科類大學(xué)物理課程教學(xué)基本要求（2010版）中進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)指出：“物理基礎(chǔ)課程教學(xué)不只是教給學(xué)生一些后續(xù)學(xué)習(xí)必需的物理知識，更重要的是引導(dǎo)學(xué)生在學(xué)習(xí)這些知識的過程中，逐漸形成正確的科學(xué)觀念，掌握科學(xué)方法，培養(yǎng)科學(xué)精神.我們應(yīng)充分重視物理基礎(chǔ)課程在人才培養(yǎng)過程中的作用”.筆者近來因工作需要，又講了兩遍大學(xué)物理課程，確實(shí)對當(dāng)前的一些做法和情況感到困惑和焦慮.例如，在選擇教材時(shí)發(fā)現(xiàn)，幾乎所有的教材都有習(xí)題解答配套發(fā)售，包括一些名牌大學(xué)編的教材（我只了解了非物理專業(yè)的教材，物理系的教材好像無此現(xiàn)象）.編寫輔導(dǎo)材料指導(dǎo)學(xué)習(xí)，特別是學(xué)習(xí)和思考方法并無不可，問題是這些書把全部習(xí)題詳細(xì)解出，不留余地.這種做法在客觀上絕對是有害的，是與教育部對教學(xué)的要求背道而馳的.筆者認(rèn)為對教師而言，能解教材中的習(xí)題是起碼的要求，因此不需要這種書；對學(xué)生而言，只能限制其思考，造成依賴心理，妨礙能力的提高.目前有一部分學(xué)生進(jìn)入大學(xué)后覺得好不容易度過了高考的煎熬，產(chǎn)生了松勁甚至厭學(xué)的情緒，這類書正好投其所好.筆者在教學(xué)過程中就發(fā)現(xiàn)確實(shí)有一部分學(xué)生全盤照抄，完全失去了做習(xí)題的作用.我們還發(fā)現(xiàn)，有些學(xué)生不具備最基本的實(shí)驗(yàn)操作能力.經(jīng)了解，一些中學(xué)很少甚至完全不做實(shí)驗(yàn)；參加高考前，老師給出一二十個實(shí)驗(yàn)題，并寫出答案，學(xué)生背會這些答案；如果湊巧“押中”，就可得分；不幸而碰不上，只有自認(rèn)倒霉.大學(xué)的物理實(shí)驗(yàn)儀器則向自動化和數(shù)字顯示發(fā)展，結(jié)果使一些實(shí)驗(yàn)步驟變成了“暗箱”式操作，削弱了調(diào)節(jié)儀器和根據(jù)出現(xiàn)的問題進(jìn)行分析判斷并采取相應(yīng)措施的能力的培養(yǎng).物理實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)要求指出：物理實(shí)驗(yàn)“能提供綜合性很強(qiáng)的基本實(shí)驗(yàn)技能訓(xùn)練，是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?、提高科學(xué)素質(zhì)的重要基礎(chǔ).它在培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、活躍的創(chuàng)新意識、理論聯(lián)系實(shí)際和適應(yīng)科技發(fā)展的綜合應(yīng)用能力等方面具有其他類實(shí)踐課程不可替代的作用”［4］，這雖然是對大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)而言，但中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)應(yīng)該起相同的作用；因此，中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的缺失或削弱也直接影響青少年的科學(xué)素質(zhì)和我們培養(yǎng)的人才的質(zhì)量.

這些現(xiàn)象說明還需要強(qiáng)調(diào)物理課程在培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素質(zhì)方面的作用，并在大中學(xué)物理和物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的過程中落實(shí)；為此，還需要多方面的努力和相互配合.首先，大學(xué)和中學(xué)的物理教師、學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)應(yīng)提高認(rèn)識，在具體工作中發(fā)揮創(chuàng)造力、改進(jìn)教學(xué)方法，加強(qiáng)對學(xué)生的思考能力、科學(xué)工作方法的培養(yǎng)和訓(xùn)練.有的學(xué)校不做或削弱物理實(shí)驗(yàn)可能和經(jīng)費(fèi)或?qū)W校的硬件條件有關(guān)，但領(lǐng)導(dǎo)重視了，就可增加這方面的投入和支持；教師重視了，就能積極創(chuàng)新，用簡單、便宜的設(shè)備完成基本的甚至有啟發(fā)性、創(chuàng)造性的實(shí)驗(yàn).其次，也需要教育領(lǐng)導(dǎo)部門加強(qiáng)對具體教學(xué)過程的管理和支持.例如，教育部曾一再限制濫編、濫用升學(xué)輔導(dǎo)材料，能否也對大學(xué)（不只是物理課程教學(xué)）輔導(dǎo)材料的編寫和發(fā)行作必要的限制和規(guī)定？在經(jīng)費(fèi)和教學(xué)資源方面，一般中學(xué)，特別是偏遠(yuǎn)、貧困地區(qū)的中學(xué)與大城市的重點(diǎn)中學(xué)相差太懸殊.筆者認(rèn)為提高培養(yǎng)人才質(zhì)量的根本點(diǎn)是全國的中、小學(xué)教學(xué)質(zhì)量都達(dá)到國家制定的基本水平（盡管需要長期努力，但方向要明確、措施要到位），這就需要在經(jīng)費(fèi)投入上要向前者傾斜；要為他們提供師資培訓(xùn)和提高的機(jī)會；應(yīng)要求條件優(yōu)越的學(xué)校在設(shè)備、師資培訓(xùn)等方面幫助條件達(dá)不到基本要求的學(xué)校.只有這樣才能逐漸實(shí)現(xiàn)教育公平，也是遏止高費(fèi)擇校等社會現(xiàn)象的有效途徑之一.

希望像《物理通報(bào)》這樣與物理教學(xué)密切相關(guān)且具有大的影響力的刊物發(fā)揮其引導(dǎo)作用.很高興看到《物理通報(bào)》經(jīng)常有加強(qiáng)學(xué)生思維能力、分析和解決問題能力的文章與自制簡易教具和在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中加強(qiáng)思維能力訓(xùn)練等經(jīng)驗(yàn)介紹.相信《物理通報(bào)》今后在倡導(dǎo)正確的教學(xué)理念、介紹培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維和分析問題解決問題能力以至創(chuàng)新能力等方面會起更大的作用，30年華誕是她更輝煌成就的新起點(diǎn).

1 張大松.科學(xué)思維的藝術(shù)：科學(xué)思維方法導(dǎo)論.北京：科學(xué)出版社，2008

2 張之翔.哈里德等的《物理學(xué)》習(xí)題中的一個錯誤.大學(xué)物理，1982（4）

3 教育部高等學(xué)校物理學(xué)與天文學(xué)教學(xué)指導(dǎo)委員會.理工科類大學(xué)物理課程教學(xué)基本要求.北京：高等教育出版社，2011

4 教育部高等學(xué)校物理學(xué)與天文學(xué)教學(xué)指導(dǎo)委員會.理工科類大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)基本要求.北京：高等教育出版社，2011