在大學(xué)物理學(xué)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神

陳偉煒 鄭輝 俞允 林多 黃浩

摘要：本文介紹了如何在大學(xué)物理學(xué)的教學(xué)過(guò)程中培養(yǎng)學(xué)生的獻(xiàn)身精神、創(chuàng)新精神、治學(xué)精神、爭(zhēng)鳴精神、科學(xué)品質(zhì)、審美素質(zhì)等。

關(guān)鍵詞：大學(xué)物理學(xué)；培養(yǎng)；科學(xué)精神

中圖分類(lèi)號(hào)：G642.41 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2016）47-0170-02

物理學(xué)是自然科學(xué)的基礎(chǔ)。物理學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)是人類(lèi)對(duì)自然和社會(huì)等客觀事物的認(rèn)識(shí)成果。所以，在大學(xué)物理學(xué)的教育教學(xué)中，大學(xué)生們將受到思維和行動(dòng)上各種各樣的訓(xùn)練，以提高其科學(xué)文化素質(zhì)，為其繼續(xù)學(xué)習(xí)科學(xué)技術(shù)奠定一個(gè)堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。堅(jiān)持以素質(zhì)教育為宗旨的大學(xué)物理教育和教學(xué)，不僅在培養(yǎng)和提高全體大學(xué)生的科學(xué)文化素質(zhì)方面具有得天獨(dú)厚的學(xué)科優(yōu)勢(shì)，而且在培養(yǎng)學(xué)生的思想道德素質(zhì)、藝術(shù)審美素質(zhì)、身體心理素質(zhì)等方面也有非常大的作用。

物理教學(xué)內(nèi)容中蘊(yùn)含著豐富的思想道德素質(zhì)教育的內(nèi)容，其主要有：科學(xué)的獻(xiàn)身精神、科學(xué)的創(chuàng)新精神、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神、不懈的爭(zhēng)鳴精神、正確的科學(xué)品質(zhì)以及科學(xué)的審美素質(zhì)等。

一、科學(xué)的獻(xiàn)身精神

當(dāng)前的大學(xué)生年紀(jì)輕、閱歷淺，雖然是在改革開(kāi)放中長(zhǎng)大的，但是沒(méi)有經(jīng)過(guò)艱難困苦的磨煉，易受外界影響，自我意識(shí)強(qiáng)，有了問(wèn)題時(shí)經(jīng)常不注意從主觀方面找原因，而是片面地強(qiáng)調(diào)客觀因素。針對(duì)學(xué)生中的這種思想狀況，可以在向?qū)W生講授物理課程的基本理論的同時(shí)，插入物理學(xué)的一些有趣的發(fā)展歷史，并且展現(xiàn)出一批聞名的物理科學(xué)家的介紹。例如，為了幫助那些從個(gè)人利益出發(fā)搞“自我設(shè)計(jì)”，碰了釘子就思想消沉、情緒低落的學(xué)生樹(shù)立正確的運(yùn)大理想，我們可舉居里夫婦的例子。他們?cè)谥Z貝爾頒獎(jiǎng)儀式上，居里夫人說(shuō)過(guò)：“鐳不屬于我們夫婦，而是屬于全人類(lèi)，我們不會(huì)把它當(dāng)成謀取財(cái)富的工具”。[1]居里夫人不為名利所所困，為了讓全世界共享其成果，她拒絕將自己的發(fā)明進(jìn)行專(zhuān)利登記并從中獲利，她一生得過(guò)十多項(xiàng)獎(jiǎng)?wù)潞酮?jiǎng)金，但她都視若糞土不為所動(dòng)。愛(ài)因斯坦曾評(píng)價(jià)說(shuō)：“在世界所有著名人物中，居里夫人是唯一沒(méi)有被盛名寵壞的人?！盵2]這樣就可以達(dá)到幫助在科研上奮斗的人們樹(shù)立正確人生觀之目的。

二、科學(xué)的創(chuàng)新精神

受到傳統(tǒng)的教學(xué)方法的影響，學(xué)生的思想總是被授課老師牽著走，毫無(wú)思考的余地，結(jié)果造成以下不好的現(xiàn)象：教師“滿(mǎn)堂灌”，學(xué)生記筆記，課下背筆記，屆時(shí)考筆記。學(xué)生死記硬背，只會(huì)摩仿，懶于思考，沒(méi)有創(chuàng)新?！皠?chuàng)新是一個(gè)民族進(jìn)步的靈魂”，創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)是教學(xué)改革的首要任務(wù)。為了避免和克服上述弊端，在大學(xué)物理教學(xué)中，應(yīng)詳盡地介紹每個(gè)物理要點(diǎn)、物理原理、物理定律和物理定理的發(fā)現(xiàn)及形成的過(guò)程及方法，攤開(kāi)不同流派的觀點(diǎn)，從而激發(fā)各種思維方式、想象能力，讓他們更深刻地掌握關(guān)于運(yùn)動(dòng)、時(shí)間和引力的概念。比如，我們耳熟能詳?shù)目茖W(xué)家愛(ài)因斯坦對(duì)經(jīng)典力學(xué)的相關(guān)內(nèi)容持懷疑態(tài)度，最終才有了我們所知道的《相對(duì)論》。當(dāng)然這種科學(xué)懷疑并不是懷疑一切，所以這種精神不僅造就了一個(gè)具有創(chuàng)新思維、開(kāi)拓精神的科學(xué)家，而且還發(fā)展了科學(xué)理論。

三、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神

在當(dāng)今校園中，學(xué)生在理論學(xué)習(xí)時(shí)不按要求學(xué)習(xí)，上課不在狀態(tài)，只要求通過(guò)考試；在實(shí)驗(yàn)操作方面存有馬虎心態(tài)，不按實(shí)記錄，浮躁地出結(jié)果，因此完全不能成為一名合格的為社會(huì)服務(wù)的人才，而物理學(xué)家們?cè)趪?yán)謹(jǐn)治學(xué)方面都是我們效仿的榜樣。

四、不懈的爭(zhēng)鳴精神

翻開(kāi)浩瀚的物理學(xué)史，縱覽古今，橫觀中外，就會(huì)發(fā)現(xiàn)物理學(xué)的發(fā)展總是伴隨著爭(zhēng)論。爭(zhēng)論的原因要么是科學(xué)新思想與背景知識(shí)的沖突引起的；要么是科學(xué)思想本身的不完善導(dǎo)致的；要么是由于研究的角度不同而產(chǎn)生的。在教學(xué)過(guò)程中展示不同科學(xué)家對(duì)同一門(mén)科學(xué)問(wèn)題的爭(zhēng)辯過(guò)程。例如，人類(lèi)對(duì)光的本質(zhì)認(rèn)識(shí)就有一個(gè)很長(zhǎng)的過(guò)程。

17世紀(jì)，關(guān)于光的本質(zhì)產(chǎn)生了兩個(gè)相互對(duì)立的學(xué)說(shuō)：牛頓的微粒說(shuō)和惠更斯的波動(dòng)說(shuō)。兩派都以一定的科學(xué)實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，都能說(shuō)明一些科學(xué)現(xiàn)象，但又都不能說(shuō)明另外一些光學(xué)現(xiàn)象。19世紀(jì)，兩種學(xué)說(shuō)并存，由于牛頓當(dāng)時(shí)的權(quán)威，微粒說(shuō)居于優(yōu)勢(shì)。19世紀(jì)初，托馬斯·楊的光相干實(shí)驗(yàn)的確立，使得波動(dòng)說(shuō)能很好解釋光的波動(dòng)性，于是，波動(dòng)說(shuō)又取得了勝利?？墒菭?zhēng)論中又在“以太問(wèn)題”上發(fā)生了困難。19世紀(jì)中葉，麥克斯韋建立了光的電磁理論，很好地解決了光的傳播問(wèn)題，可它又同光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)發(fā)生了矛盾。1905年，愛(ài)因斯坦大膽地提出了光量子學(xué)說(shuō)，克服了兩派各自的片面性，建立了全新的光學(xué)理論。上述一次次的論爭(zhēng)中，物理學(xué)家是嚴(yán)肅的，但也勇敢地承認(rèn)自己的錯(cuò)誤，因此“真理由爭(zhēng)論確立的”[3]。爭(zhēng)論能激發(fā)科學(xué)新思想的萌發(fā)，爭(zhēng)論能促進(jìn)原有理論的日臻完善，爭(zhēng)論會(huì)導(dǎo)致不同學(xué)派的形成，爭(zhēng)論也是發(fā)現(xiàn)人才和培養(yǎng)人才的重要方法?？傊?，爭(zhēng)論是提高創(chuàng)造力的激素，是科學(xué)發(fā)展的動(dòng)力，是確立真理、發(fā)展科學(xué)、培養(yǎng)人才的必由之路。

五、正確的科學(xué)品質(zhì)

在對(duì)科學(xué)問(wèn)題發(fā)起進(jìn)攻的過(guò)程，科研人員會(huì)從自身迸發(fā)出無(wú)窮的力量，想盡種方法把問(wèn)題解決，甚至獻(xiàn)出自身的力量，從而取得一定的科學(xué)成就。

然而事物往往有雙面性。當(dāng)科研人員站在一定的高度，擁有金錢(qián)和權(quán)力后，可成就一番大事業(yè)，但如果此人道德出現(xiàn)問(wèn)題，亦會(huì)危害社會(huì)，因此科研人員也需要道德的約束。例如，愛(ài)因斯坦曾經(jīng)說(shuō)過(guò)：“人只有獻(xiàn)身于社會(huì)，才能找到那實(shí)際上是短暫而有風(fēng)險(xiǎn)的生命的意義?！盵4]

愛(ài)因期坦還說(shuō)：“學(xué)校的目的應(yīng)當(dāng)是培養(yǎng)有獨(dú)立行動(dòng)和獨(dú)立思考的人，不過(guò)他們要把為社會(huì)服務(wù)看作自己人生最高目的。”“第一流的人物對(duì)于時(shí)代和歷史進(jìn)程的意義，在其道德品質(zhì)方面，也許比單純的才智成熟方面還更大?！薄艾F(xiàn)在這一代人，往往只注意我們這些人發(fā)明了什么，有那些著作，實(shí)際上，我們這些人的道德行為，對(duì)世界的影響，從某種意義來(lái)講更大?！盵4]科學(xué)家的這些教誨，一定會(huì)使學(xué)生震撼，對(duì)于他們的品德修養(yǎng)和全面發(fā)展具有重要意義。

六、科學(xué)的審美品質(zhì)

在大學(xué)物理學(xué)教學(xué)和物理學(xué)史中蘊(yùn)含著大量的藝術(shù)審美素質(zhì)教育思想和內(nèi)容，它是對(duì)學(xué)生進(jìn)行審美教育，凈化心靈，陶冶情操的好教材。各科哲學(xué)都是有相互關(guān)聯(lián)的，比如科學(xué)家與畫(huà)家相比較，愛(ài)因斯坦認(rèn)為他們都是“以最適當(dāng)?shù)姆绞絹?lái)畫(huà)出一幅簡(jiǎn)化的和易于領(lǐng)悟的世界圖像?！盵5]物理學(xué)家阿爾芬也曾說(shuō)過(guò)：“像畫(huà)家運(yùn)用色調(diào)，雕刻家利用石膏，音樂(lè)家通過(guò)音符來(lái)表達(dá)自己見(jiàn)解和感受一樣，科學(xué)家是通過(guò)似乎是周?chē)臐饪s物的公式和定理來(lái)表現(xiàn)自己的高水平的美感的?！盵6]因此，科學(xué)理論都存在著一種簡(jiǎn)約美。

日本物理學(xué)家湯川秀樹(shù)在研究愛(ài)因斯坦相對(duì)論思想時(shí)指出：他所追求的是自然界中尚未發(fā)現(xiàn)的一種新的美和簡(jiǎn)潔性—抽象總是一種簡(jiǎn)單的手段，而在某種情況下，一種新的美則再現(xiàn)為簡(jiǎn)單化的結(jié)果。[7]愛(ài)因斯坦的一簡(jiǎn)單方程-質(zhì)能方程，雖然很簡(jiǎn)單，實(shí)則不然，它包括了許多高深理論的整合，是一個(gè)合成理論。

關(guān)于物理學(xué)中的科學(xué)美，海森堡曾在一篇極為動(dòng)人的文章《精確科學(xué)中美的意義》中談到：“美是各部分之間以及各部分于整體之間恰到好處的和諧?！钡拇_，物理中的科學(xué)美，通常以科學(xué)理論的和諧、簡(jiǎn)單、對(duì)稱(chēng)為重要標(biāo)志。例如，經(jīng)典電磁理論的麥克斯韋方程以及奠定量子力學(xué)基礎(chǔ)的海森伯方程，都簡(jiǎn)潔漂亮，和諧對(duì)稱(chēng)，類(lèi)似情形在物學(xué)史上是不勝枚舉的。

參考文獻(xiàn)：

[1]黎先耀.現(xiàn)代人的智慧[M].科學(xué)普及出版社，1999.

[2]梁衡.跨越百年的美麗[M].中國(guó)青年出版社，2014.

[3]陳學(xué)飛，展立新.我國(guó)高等教育發(fā)展觀的反思[J].高等教育研究，2009，（08）：1-26.

[4]許良英，等，編譯.愛(ài)因斯坦文集（第3卷）[M].商務(wù)印書(shū)館，2009.

[5]周德海.論愛(ài)因斯坦的美學(xué)思想[J].南通大學(xué)學(xué)報(bào)（社會(huì)科學(xué)版），2012，（04）：7-15.

[6]施大寧.物理與藝術(shù)[M].科學(xué)出版社，2005.

[7]王有長(zhǎng).科學(xué)美的教育意義[J].安徽教育學(xué)院學(xué)報(bào)（社會(huì)科學(xué)版），1992，（03）：77-78.