物理实验教学与学生科学素质的培养

摘要：科学素质是公民素质的重要组成部分。物理学是探讨物质基本结构和运动基本规律的学科，它是实验科学，它的形成与发展是建立在观察与实验的基础上的。精心设计的实验不仅可以培养科学精神和科学态度，还可以使学生获得全面发展。本文从三个方面探讨学生在物理实验教学中科学素质的培养。

关键词：物理教学；科学素质；物理实验；教学改革

科学素质是公民素质的重要组成部分。有关科学素质的论述较多，它主要包括科学知识、科学思想和科学方法三个基本方面。公民具备基本科学素质一般指了解必要的科学技术知识，掌握基本的科学方法，树立科学思想，崇尚科学精神，并具有一定的应用它们处理实际问题、参与公共事务的能力。提高公民科学素质，对于增强公民获取和运用科技知识的能力、改善生活质量、实现全面发展，对于提高国家自主创新能力、建设创新型国家、实现经济社会全面协调可持续发展、构建社会主义和谐社会，都具有十分重要的意义。

物理学是探讨物质基本结构和运动基本规律的学科，它不断促进新技术的产生。实践证明，物理学不仅是自然科学的基础，而且是高技术发展的源泉。物理学是实验科学，它的形成与发展是建立在观察与实验的基础上的。物理实验课是对学生进行实验教育的入门课，在学习物理实验基础知识的同时，培养学生初步的实验动手能力、良好的实验习惯和严谨的科学作风，最终提高学生的创造能力及科学素质。

由于物理学在自然科学中的基础地位以及与现代技术的紧密联系，使得大学物理课在学生科学素质的培养上起着重要的作用，而物理实验是科学研究的缩影，精心设计的实验不仅可以培养学科学精神和科学态度、掌握科学方法、发展思维的能力，还可以使学生获得全面发展的基本途径。本文尝试在如下三个方面开展学生在物理实验教学中科学素质的培养。

1　注重物理学史与物理实验教学相结合，扩展学生的科学知识

物理学史整合了物理学科的知识体系，将其融人物理教学中，不但能够克服“知识片断化”的现象，加深学生对整体知识结构的理解，还可以帮助学生进一步掌握对疑难问题的分析辨别能力。在物理实验课堂上加入物理学史的内容可加深学生对实验内容、方法以及历史上重要实验意义的理解，不仅可以增强学生的学习兴趣，还可以使学生认识到物理实验是具有实际应用价值和广阔前景的学科。物理学史的引入籽对提高学生科学素质起到卓有成效的作用。

结合本学校实验教学情况和实验内容，运用物理学史给学生展示科学家在物理实验中的思想方法、技巧和实验过程，可以对学生进行具体的科学思想和方法教育，以促进学生的实验和创新能力的发展。如法拉第发现电磁感应现象，奥斯特发现电磁效应，惠更斯用电桥测电阻，卢瑟福用金箔发现原子的核式结构实验、理想斜面实验等都十分精妙并在科学史上有着重要的意义。这些内容的增加非但不会增添学生的负担，还可以开拓学生思路，提高实验能力，提高学生的科学素质。结合物理学的发展史，可使学生深刻理解物理规律要依实验事实为依据：在实验过程中要认真研究各个方面和各个环节，不能捏造、修改数据。对实验中的错误操作要尽量避免、实验中出现的异常现象要进行具体分析。只有尊重事实。正确操作、仔细观察才能有所发现，这些对学生动手能力和独立解决实际科学问题能力的提高、全面素质的培养都起到了积极的、不可替代的作用。

由于物理实验的自身特点，如何有效地把物理学史引入到物理实验中，以增强实验效果、提高学生动手操作能力、开拓视野、拓展学生的科学知识、提高学生科学素质，是物理实验教学应该认真探索和实践的问题。

2　强化物理演示实验教学，指导学生用科学的思想解决实际问题

演示实验是物理教学中的基本手段，是最生动、最有效的直观教学方法，它对于全面培养学生的科学素质具有非常重要的作用。教学经验证明，生动有趣的演示实验不仅会使学生对实验现象产生极大的兴趣，充分调动学生的学习积极性，吸引学生的注意力。还可以使学生的认知活动处于最佳状态，精力高度集中，不知不觉地把自己融于实验之中，促使他们更加全面地、细致地观察实验，积极地探究实验，更加主动地运用所学到的物理知识去解释实验的现象，有时还会对实验内容提出有意义的建议，这些都极其有利于学生创造性思维的产生，培养其创新能力，提高其科学素质。为达到这一目的，教师首先要精心设计实验，设计过程中要突出实验的鲜明性(便于观察)、适用性(便于操作)、可靠性(保证成功)和安全性。

在实验的演示过程中，教师应发挥主导作用，同时必须以学生为主体。对一些难度不大的实验，可由一个或几个学生亲自动手操作，教师在旁指导，讲解实验注意事项，强调实验成败关键，纠正错误的操作方法，并根据实验现象引导学生分析问题，解决问题。实践证明，给学生创造更多的动手实验机会，可以极大地提高他们的实验操作能力。

在实验演示过程中充分发掘和引伸实验，可以让学生发现、揭示和掌握实验的内在本质，促使学生创造性地运用知识去处理学习和日常生活中的问题，充分培养学生的创造能力。使学生更加主动地扩展知识范围，同时也提高了自身的科学素质。

3　实验题目的选取要与本学校特色科研项目相结合，使学生掌握多种科学方法，提高创新能力

在高等教育中，对学生影响最深的是本科阶段的教学活动。如何引导学生把学到的科学知识正确地运用到实际的学习和生活中去，也是物理实验教育所面临的困难之一，在教学过程中发现：如果选取与本学校特色科研项目相关的实验题目，并在实验过程中给予适当引导，会极大的激发学生的学习能力，使学生掌握多种实用的科学操作方法。同时，学生在基础学习阶段就对本学校的科研项目、科研水平和前沿学科的发展有初步的了解，将会更有利学生在专业基础课以及专业课的学习。长春理工大学是一所以光电技术为特色，光、机、电、算、材相结合为优势的省重点高校，在光学工程方面尤其突出，每年都会承担大量的科研任务。在实验题目的设置上适当增加光学、电学、以及近代物理方面的内容，在光学实验中更可以加入我校的一些可公开科研成果，而对学生相对熟悉的力学等方面的传统实验可相对减少，或改为演示实验。这样做不仅可以在有限的学时里让学生接触到更多有意义、有应用价值的实验项目，也同时让学生了解前沿科技的发展方向、增强了动手能力、扩大学生的知识面，极大地鼓励了学生的创新精神、增加了学生的学习主动性、作为母校学生的自豪感，为学生进一步专业知识的学习、实验和科研工作打下了坚实的基础、开辟了道路。在实验中，引入科研成果的同时也让学生初步掌握基本的实验技术，了解了更多的科学实验方法，开拓了视野，进一步提升了学生的科学素质。

培养学生的科学素质对学生的全面素质提高有着重要的作用。物理实验是物理学的基础，在各门自然科学课程中，在培养学生科学素质方面有着无可替代的作用。而对学生科学素质的培养又是多方面的，物理实验可以通过与物理学史相联系，加强物理演示项目，与本校科研项目相结合等多种方式，提高学生的动手能力、创新能力，使学生掌握更多的科学方法，利用科学的思想，与自己所学的理论知识解决实际中所遇到的困难，更进一步提高学生的科学素质。