物理教育与科学素质培养

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　　5) 修改理论
　　当一个理论与新的实验事实不符合，或不完全符合时，它就面临着修改或被推翻。不过，那些经过大量事实检验的理论是不大会被推翻的，只是部分地被修改，或确定其成立范围。
　　以上步骤循环往复，构成物理学发展模式化的进程。但是物理学中的许多重大突破和发现，并不都是按照这个模式进行的，预感、直觉和顿悟往往起很大作用。此外，且探且进的摸索、大胆的猜测、偏离初衷的遭遇或巧合，也导致了不少的发现。顿悟是经验和思考的升华，而机遇偏爱有心人，平时思想上有准备，就比较容易抓住稍纵即逝的机遇。所以科学上重大的发现不会是纯粹的侥幸。
　　科学实验的结果，远非尽如人愿。不管你喜欢不喜欢，实事求是的作风、老老实实的科学态度是绝对必要的。在科学研究中，一相情愿的如意算盘是行不通的，弄虚作假迟早会暴露。失误任何人都难以避免，一旦发现，最聪明的办法是勇于承认。1922年年轻的苏联数学家弗里德曼发表了动态宇宙模型的论文，遭到爱因斯坦的批评。次年，爱因斯坦在读了弗里德曼诚恳的申辩信之后，公开声明自己被说服了。据伽莫夫回忆，爱因斯坦说，这是他一生中最大的疏忽。伟大科学家这种坦荡的襟怀，是所有人的楷模。
　　基础科学研究的信息资源是共享的，这里没有秘不可及的玄机和诀要。根据公开发表的文献，人人可以自己判断，独立思考。所以，在科学的王国里，真理面前人人平等。这里最少对偶像的迷信和对权威的屈从。“实践是检验真理的唯一标准”这一信条，在自然科学的领域里贯彻得最坚决。实践不是个别的实验结果，因为那会有假象，重大的实验事实必须经多人重复印证才被确认。
　　自然科学的主要任务是探索未知的领域，很多事情是难以预料的。实验的结果验证了理论，固然可喜；与理论不符合可能预示着重大的突破，更加令人兴奋，世界上建造了许多加速器，每个加速器都是针对某类现象而设计的。40多年的历史表明，除了反核子和中间玻色子外，粒子物理中的所有重大发现都不是当初建造那个加速器的理由。高能物理学界把这看作正常现象。1984年在实验室中发现了弱电统一理论所预言的中间玻色子后，曾一度较少发现出乎理论预料的实验结果。人们反而说：现在最令人惊讶的，是没有出现令人惊讶的事。这便是物理学界极富进取精神的得失观。
　　因为在自然科学中物理学最直接触及自然界的基本规律，物理学家对事物是最好穷本极源的。他们在研究的过程中不断地思考着，凡事总喜欢问个“为什么”。理论物理学家不能仅仅埋首于公式的推演，应该询问其物理实质，从中构想出鲜明的物理图象来；实验物理学家不应满足于现象和数据的记录，或某种先进的指标，而要追究其中的物理机理。
　　因为在自然科学中物理学研究的是自然界最普遍的规律，物理学家不应总把自己的目光和兴趣局限于狭窄的本门学科，而要放眼于更广阔的天地。人们公认，当今最有生命力的是不同学科间杂交的领域，有志的年轻物理学工作者在那里是大有作为的。
　　4 怎样教导学生学好物理学？
　　著名理论物理学家和物理教育家韦斯科夫(V. F. Weisskopf)说：“科学不是死记硬背的知识、公式、名词。科学是好奇，是不断发现事物和不断询问‘为什么，为什么它是这样的？’科学的目的是发问，问如何和问为什么。它主要是询问的过程，而不是知识的获得（很可惜多数人认为是后者，而且是这样教的）。”国际物理教育委员会上两届主席焦塞姆(L. E. Jossem)说：“最好的老师，是让学生知道他们自已是自己最好的老师。”
　　教好物理学，关键是教思路，教方法，启发学生勤于思考，悟物穷理，自觉地努力锻炼自己自学的能力。
　　鼓励勤于思考，就要让学生对新的概念、定义、公式中的符号和公式本身的含义，用自己的语言陈述出来。对于定理的证明、公式的推导，最好在了解了基本思路之后，让学生自己背着书本演算出来。这样学生才能对它们成立的条件、关键的步骤、推演的技巧等有深刻的理解。
　　倡导悟物穷理，就要启发学生多向自己提问：哪些是事实？哪些是推论？推论是怎样得来的？我为什么相信它？……问题可以正面提，也可以反向提。过去我们在教学中经常有个口号，即“培养学生分析问题、解析问题的能力”，这固然是很重要的，但少了更重要的一条，即“提出问题的能力”。伟大的科学家之所以伟大，往往就在这一条上。有一次记者问玻尔：“您可是那位知道科学中大部分问题答案的人？”玻尔回答说：“啊，不，不过也许我比别人多知道一点问题。”
　　勤于思考，悟物穷理，就要让学生建立自己的物理图象。我们反对“题海战术”，反对针对某类考试或题库的应试教育。但是做题毕竟是学生学

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