大学理科哲学启发创新思维范文

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一、应用道法自然培养学生自主学习的兴趣和创新思维能力

老子说:“人法地、地法天、天法道、道法自然。”道是万物创生的根源,所以人、地、天都要法“道”,但道并不是毫无规则的,为所欲为的,它还必须以自然为法则。教学其实也符合这一自然规律,教与学是师生关系,作为知识的传承者和接受者同样需要进一步创新。而目前在教学过程中明显感觉到许多学生对理科教育感觉难,学习钻研兴趣不高,究其原因主要是认为学而无用,近来社会上许多岗位不需要大学理科知识,低技术密集型生产岗位,金融股票类、房地产、资源利用消耗型、商业型以及服务岗位充实社会,尤其像公务员那样服务行业享有较高的收入,创新型实体岗位很少,地位低下,知识无用武之地。如何改变这一思想是提高学生自主学习兴趣和创新思维能力的关键。

因此,首先要让学生用发展的眼光看问题,让他们认识到大学理科知识的学习不仅能进一步对日常生活的认识提高,而且能提高创新能力,对以后我国工业化转型的工作岗位竞争有很重要的作用。我们可以列举一些发达国家目前高薪岗位对自然科学的要求,而我国的发展也将肯定是这一趋势,创新的价值观将大大提高,创新的企业和岗位将同样提高,而同时国民经济中商业买卖,以及国家固有资源利用和生产密集型的总值比例将会下降,高科技产业总值将上升,同时岗位将大大增加。这样就在源头上让学生看到了希望,给予了动力,能明确学习目的。其次,要培养学生和老师的道德感和义务感,让师生共同明白肩负国家振兴的责任。作为中华民族的一分子,只有学好自然科学知识才能认识世界,改造世界,而没有任何其他办法能代替。同时明确人生目的,尤其作为大学老师和学生具有一定的文化素质,应该知道,人生就是认识世界和改造世界为目的,世界的改造变化和积累的知识是世界文明的产物,是世界人民共同奋斗的目标,因此作为认识和改造自然的基础理科知识对生活非常重要。

要让师生知道基础理科的发展史中蕴藏着十分丰富的哲学思想,例如彻底的唯物主义世界观、敢为人先大胆创新的勇气、坚忍不拔的意志、团结协作的精神、强烈的社会责任感、崇尚真善美的高尚品格等。理科知识代表着一种自然观和方法论,代表着一套获取知识、组织知识和运用知识的有效步骤和方法。然后通过介绍基础理科知识的应用,激发学生的好奇心和求知欲。例如,引以为骄傲的自主研制的“两弹一星”成果和航空航天事业的飞速发展,从轻型飞机到探空火箭,从“东方红一号”到“嫦娥一号”,以及在航空和宇航中所涉及的核燃料、发动机、计算机、新材料、精密仪器,都是以理科知识为基础和先导的,尤其近200年科技百年掌门人牛顿、爱因斯坦在理科许多方面推动了近代科学发展和人类文明。

同时,要注重学科渗透,针对不同专业的学生,增加相应的理科方面的知识。如对计算机专业的学生可以结合电磁学、光学的教学,分析光盘、磁盘的读写原理以及目前快速变革技术等;对电子专业的学生,可应用电磁感应、涡电流等知识,分析电磁灶的工作原理,对化学生物学专业的学生可强调热力学在化工流水线的应用。使学生切实感受尖端科技间各学科实际上是密切联系的,由此开阔视野,启迪思维。同时,可以利用现代先进的多媒体教学手段和企业实地考察,把枯燥的课堂教育变成趣味轻松的能解决实际问题的课程,把理科知识和现代科技密切联系起来,这样就能吸引学生的注意力,提高他们的自主学习欲望,让师生在一起顺其自然的教与学,相互讨论,共同提高。这一源头问题的解决,关系才能理顺,师生自主创新思维才能调动。

二、利用“学”“思”“习”统一来培养创新思维能力

孔子说:“学而不思则罔,思而不学则殆。”“学而时习之,不亦说(悦)乎?”学、思、习是知识掌握的三个方面,如何能协调统一呢,孔子已经有不少的总结描述,学、思、习是相互联系、相互促进的统一体。在理科知识教育中的“学”与“思”的问题上,可以参照林庆华[4]、张实华[5]、郭小花[6]一些方法,课堂突出训练思维,培养学生的创新精神,注重运用启发方法,积极调动学生开展创造性思维活动。启发式教学能够活跃课堂气氛,激发学生积极开动脑筋,开发创造性的思维能力。启发的形式和方法是多种多样的。联系近代科学取得的巨大成就和广泛应用,充实教材,一些过于理想化、格式化,知识面窄,实际情况下几乎不可能出现的例题和习题的内容要减少,增加理论联系实际的内容,反映理科知识的新进展、新成果。

注重将实际问题抽象为模型的分析及能力培养和模型构造。分析定理和定理的适用条件,提高对结果、讨论及分析问题和解决问题的能力。由点到面拓宽学生思维,比如运用直观启发方法,加强“示范”效应。训练学生思维的敏捷性,运用设疑启发方法培养学生开展创造性思维的原动力;对学生表现出的具有想象和创造性的观念,老师都要予以表扬和鼓励并记录最后成绩考评中。尊重学生提出问题,倡导学生提问质疑,即使是幼稚甚至荒唐的问题,老师不能加以嘲笑和讥讽,而要肯定其正确、合理的部分,并在诚恳指出其错误的同时解释理由。从而让学生懂得:“学问学问,学了就要问;问得越多,学得越好。”营造出宽松、富有活力的教学氛围,鼓励学生大胆想象,认真思考,积极提问质疑。通过课堂一系列思维训练,培养学生的创造精神。

如在讲热力学分子之间热运动中,结合科学史以及显微镜下的布朗运动提出,能否把布朗运动放大到一个人坐在船上,在湖面上休闲游湖的可能性,讨论概率、温度条件等;在讲到电磁学部分的时候,一些近代科技应用很吸引学生的兴趣,例如,现代避雷针原理,静电除尘,喷漆,静电复印机原理,鼓励学生自主利用所学知识解释之,并挖掘这些知识在日常生活中的应用,可以尝试用静电除尘原理应用到纱窗上,讨论近来碳纤维、碳纳米管超级电容器的构造和原理,设想其应用途径;学习了光的干涉的时候,强调杨氏双缝干涉实验是把人眼无法观察到的干涉现象转化到人眼可以观察到的稳定的干涉花样,利用这种宏观方法间接地测量微观的光的波长,这是理科中普遍使用的间接测量法,这也在实际生活中有许多应用实例。这样把科学史以及所学知识与近代科技应用结合起来设疑、讨论、思考,就能进一步提高学生兴趣和创新思维。

另外“习”的应用,也有不少总结[5],例如通过组织课外兴趣小组,提高学生个性发展,根据学生对理科知识兴趣点的不同,采取由学生自愿参加的方式,有步骤、有目的地组织了各种课外兴趣小组,如力学小制作、摄影、无线电爱好、家用电器的维修等。学生通过兴趣小组活动,能把课堂物理知识学习与课外实践结合起来,体现了理科知识“应用性”的宗旨,锻炼了学生实践动手能力,而且能进一步激发学生的兴趣和深层次的探索,提高了学生个性发展的质量。通过创新实验方法提高学生创新思维能力,将近科的实验和理论、归纳和演绎相结合。因此开放的实验室是诱导学生动手创新的关键,而学校设立的许多支持学生研究的小组(如“挑战杯”等)更进一步让学生在老师的指导下完成“习”的过程,使得学生能结合大学理科实验进一步设计出创新意义的实验(实验装置、实验方法和技术),并通过竞

提高兴趣和创新能力。

三、利用“归纳”“演绎”来培养创新思维能力归纳,演绎作为最朴实的认识自然的方法早在“易经”中就得到体现,而后来培根的“新工具论”进行了系统的描述。在大学理科教育中利用这一哲学思想就能更好提高师生的创新思维。例如注重对学生进行类比归纳法的思维的培养,通过类比法,可以大胆猜想某些自然规律的结论。很多自然规律是很相似的。在讲授有关内容时,不是先将结论告诉学生,而是让学生用类比思维的方法对结果进行猜测。在讲授这些内容时,采取类比法进行教学,可以收到事半功倍的效果。如,在静电学教学中,把静电场与引力场类比;库仑定律与万有引力定律类比;库仑力与万有引力类比;点电荷与质点类比;电势与高度类比;电势能与重力势能类比;电场力做功与重力做功类比。起到利用力学基础理论静电学知识,使静电学内容变得浅显、形象,达到突破教学难点。历史上一些大师如德布罗意通过对物质粒子和光子类比,提出物质波的假设。麦克斯韦把光波与电磁波作比较,得到光是电磁波的正确论断。例如由静电场电力线和高斯定理的关系,根据磁力线的特点,猜测磁场的高斯定理。

根据电场能量密度,猜测磁场能量密度,根据力作功,猜想力矩作功,等等[7]。尤其我们通过归纳总结看到牛顿第一定律是一个宇宙中普遍存在的规律,在运动学中,它指出了物质惯性的特征,在电磁学中楞次定律和法拉第电磁感应定律指出了电磁场的惯性特征,而在化学中活化能指出了分子保持稳定的惯性。进一步推演启发学生更多应用思考,那么我们能否演绎到社会科学中呢?社会中一些体制的运行是否存在惯性?同样机械能守恒定律,与热力学第一定律其实就是在考虑物质在不同层次状况下的总体能量不变的原理,如进一步考虑核结构变化时就要涉及爱因斯坦的质能转换了。守恒规律其实和惯性定律一样也无处不在,例如在外力为零的系统内,动量守恒,在合外力做功为零及非保守内力做功为零的系统内机械能守恒,在合外力矩为零的系统内角动量守恒;甚至在整个有限的宇宙中,质量守恒,电荷守恒等等。通过这样归纳,就能启发学生考虑不同情况下使用能量守恒的定律,培养学生的创新能力。

结语

总之,贯彻“以学生为本”的基本教学指导思想[8],以“环境浸润”的教学理念,建立“以学生为主体、教师为主导”的方式就能变学生的被动学习为主动学习,从而提高他们的学习兴趣,而改变考试方式和评价方法,注重学生平时的创造思维和“学”,“思”,“习”的成绩,考虑学生学习态度,注意学生的个体差异,注重过程与方法、情感态度与价值观,使每一个学生都能看到自己的长处,并能反思不足,帮助学生逐步形成自我认识、自我教育、自我提高,最终促进学生在自己已有的水平上进一步发展。结合具体案例、日常生活、实验、科研学习知识,将创新思想作为主要的评价体系,这样应用哲学思想就能充分调动学生的创新积极性,继而更好地培养创新人才。