文科物理
——文科生易學(xué)懂的物理學(xué)

羅 光

(重慶師范大學(xué)物理學(xué)與信息技術(shù)學(xué)院,重慶 400047)

文科物理
——文科生易學(xué)懂的物理學(xué)

羅 光

(重慶師范大學(xué)物理學(xué)與信息技術(shù)學(xué)院,重慶 400047)

針對文科物理教材的內(nèi)容,提出目前的教材對于文科學(xué)生來說有一定的難度.提出文科物理教材應(yīng)與物理學(xué)史、人物傳記、大學(xué)物理、自然哲學(xué)以及科學(xué)技術(shù)概論等相區(qū)別,指出文科物理不應(yīng)該是“文科”性質(zhì)物理學(xué),而應(yīng)該是文科學(xué)生易懂的物理學(xué).

文科物理;教學(xué);內(nèi)容;文科學(xué)生

大學(xué)里文史哲理工農(nóng)醫(yī)商管等界限非常明確,這些專業(yè)總體上又可分為文科和理科兩大類.物理是屬于理工科的內(nèi)容.然而由于社會發(fā)展的需要,越來越要求文科學(xué)生要涉獵理科的內(nèi)容,理科學(xué)生要了解文科相關(guān)的知識.因此,對文科學(xué)生“文科物理”作為提高自身科學(xué)素養(yǎng)的課程便應(yīng)運而生.但是很多的文科生選擇了這門課程以后,卻發(fā)現(xiàn)并不像想象中的那么簡單、那么“文科”.雖然很多高校相繼出版了“文科物理”的教材,但是是否符合文科生的胃口,還值得商榷.筆者通過近幾年的教學(xué)實踐,發(fā)現(xiàn)很多文科物理教材在編寫時的確下了不少工夫,但是有的很像物理學(xué)史,有的很像一本普通的大學(xué)物理教材(雖然已經(jīng)規(guī)避了不少的高等數(shù)學(xué)知識),還有的甚至像是自然哲學(xué)或者還像物理學(xué)家的人物傳記.很多文科物理學(xué)的教材并沒有很好地解決“怎樣更好地讓文科學(xué)生學(xué)懂物理學(xué)”這一問題.

1 文科物理與物理學(xué)史、人物傳記、大學(xué)物理、自然哲學(xué)及科學(xué)概論相區(qū)別

如何更好地讓文科學(xué)生學(xué)懂物理學(xué)?筆者認為,首先要把文科物理與物理學(xué)史、人物傳記、大學(xué)物理、自然哲學(xué)以及科學(xué)概論等相區(qū)別.

1.1 與物理學(xué)史相區(qū)別

物理學(xué)史是研究物理學(xué)概念、定律和定理的起源、發(fā)展、變化,揭示其發(fā)生、發(fā)展的原因和規(guī)律的一門獨立學(xué)科,物理學(xué)的發(fā)展歷史,充分體現(xiàn)了人類認識自然界由簡單到復(fù)雜、由表面到本質(zhì)的認知過程.這一學(xué)科的特點決定了不能簡單地以物理學(xué)史作為文科物理的教學(xué)內(nèi)容,而必須有所選擇.物理學(xué)史可以為文科物理提供素材,卻不能取代文科物理.因為文科物理教授的主要內(nèi)容是當(dāng)今物理學(xué)部分的基礎(chǔ)內(nèi)容,而不是物理學(xué)史的基本內(nèi)容.物理學(xué)在發(fā)展中,去偽存真形成了力學(xué)、熱學(xué)、光學(xué)、電磁學(xué)、相對論、量子力學(xué)等分支學(xué)科體系.文科物理介紹的主要是這些內(nèi)容的可以為文科學(xué)生接受的基礎(chǔ)性的知識.學(xué)生通過文科物理的學(xué)習(xí),以掌握物理知識、物理思想、科學(xué)態(tài)度、科學(xué)方法和科學(xué)精神為目的.因此,在文科物理的教學(xué)內(nèi)容中,物理學(xué)史內(nèi)容的適當(dāng)介入是不可或缺的.特別是對學(xué)生的物理思想、科學(xué)態(tài)度和科學(xué)方法顯得尤為重要.物理學(xué)史教育在每個方面對大學(xué)生科學(xué)素質(zhì)的提升都具有獨特的作用[1].但是,文科物理和物理學(xué)史的側(cè)重點不同,一個重點在關(guān)注物理學(xué)的基本概念、基本內(nèi)涵上,一個是重點關(guān)注歷史、關(guān)注物理內(nèi)容的起源、發(fā)展和變化.現(xiàn)在有些文科物理教材,沒有注意這方面的區(qū)別,大多一開始就是歷史的陳述、概念發(fā)展的描述.

筆者認為,要體現(xiàn)文科物理的特色,應(yīng)該注重概念的介紹,假如介紹概念時,相關(guān)的歷史有助于讀者對此概念的掌握,那可以介入歷史;反之則應(yīng)該回避歷史,從其他角度來對概念進行闡述.而且對歷史知識進行介紹時,必須注意引入歷史知識的方法、引入歷史知識的可行性(學(xué)生是否可接受),同時還應(yīng)注意引入歷史知識的靈活性[2].

1.2 與人物傳記相區(qū)別

文科物理的內(nèi)容與物理學(xué)家是分不開的,適當(dāng)介紹這些物理學(xué)家,有助于學(xué)生對內(nèi)容的把握.但是在介紹這方面內(nèi)容時,必須注意與人物傳記相區(qū)別.文科物理對物理學(xué)家的介紹,出發(fā)點是讓學(xué)生獲得一種對科學(xué)的態(tài)度,物理學(xué)的發(fā)展中所表現(xiàn)的科學(xué)精神,與人物傳記有明顯不同.傳記就是記述人物生平事跡的文章,傳記是寫人,對人物姓名、時代、籍貫、生平、事跡、性情等大的方面作清楚的介紹,同時也記述一些有關(guān)的逸聞?wù)乒省⒚跃涞?而文科物理目的是介紹物理學(xué)中的概念和規(guī)律,是通過對人物的介紹,促進學(xué)生對概念和規(guī)律的把握,重在通過人物,從側(cè)面反映在物理的研究發(fā)展中體現(xiàn)的對科學(xué)的態(tài)度和展現(xiàn)的精神.因此,文科物理介紹物理學(xué)家,并不泛泛介紹物理學(xué)家的方方面面,而是有所選擇、有所側(cè)重.

1.3 與大學(xué)物理相區(qū)別

文科物理與大學(xué)物理有共同點,都是希望通過物理學(xué)知識的介紹,讓學(xué)生把握物理學(xué)知識、掌握科學(xué)研究的方法、體會物理學(xué)家對科學(xué)研究的態(tài)度、領(lǐng)悟在物理學(xué)研究中的科學(xué)精神.但是兩者是有區(qū)別的,①適應(yīng)對象不同:大學(xué)物理的對象是理工農(nóng)醫(yī)等學(xué)科的學(xué)生,在這些學(xué)生有一定的高等數(shù)學(xué)基礎(chǔ)以后才開設(shè)大學(xué)物理課程,一般都具有較強的邏輯思維能力,與物理學(xué)本身要求的思維方式相適應(yīng),學(xué)生的知識背景與物理學(xué)的知識方法等相通,因此,對物理概念物理規(guī)律的介紹受到的制約明顯少很多,他們對很多概念和規(guī)律的把握不僅可以知其然而且還可知其所以然.文科物理的對象是文史哲經(jīng)管類的學(xué)生,數(shù)學(xué)基礎(chǔ)一般較淺,習(xí)慣于形象思維方式,對很多知識點的把握經(jīng)常是靠記憶實現(xiàn),數(shù)理知識背景非常膚淺甚至基本沒有,因此,對于他們要掌握物理學(xué)的概念和規(guī)律是非常困難的,與理工類的學(xué)生學(xué)習(xí)大學(xué)物理相比較,文科物理的內(nèi)容中雖然重點也在于對概念和規(guī)律的闡述,但必須考慮怎樣規(guī)避深奧的數(shù)學(xué)邏輯推理,同時學(xué)生又能很好地接受.因此對概念和規(guī)律的相關(guān)背景的介紹顯得很有必要.②培養(yǎng)目標不同:大學(xué)物理教學(xué)是為了培養(yǎng)研究和應(yīng)用型人才,是為理工科學(xué)生后續(xù)課程學(xué)習(xí)打基礎(chǔ).而文科物理教學(xué)是指導(dǎo)文科學(xué)生用理科思想分析問題、解決問題,是為了擴大文科學(xué)生的自然科學(xué)和技術(shù)科學(xué)眼界.③內(nèi)容體系方面的不同:理工科強調(diào)內(nèi)容的“系統(tǒng)化”、“邏輯化”、“難度化”和“應(yīng)用化”;文科物理則強調(diào)定性與半定量、物理概念的較淺層次的把握.④內(nèi)容處理上的不同:理工科物理教學(xué)是以物理自身發(fā)展內(nèi)在的系統(tǒng)化、規(guī)律化來安排必要的基礎(chǔ)知識理論的,具有概念明確、邏輯相對嚴密、理論化等特點.而文科物理重要的不在于理論性,而在于實用性.因而教材應(yīng)該是通過身邊的物理、生活中的物理以及工程技術(shù)中的物理直到最新科學(xué)動向(如高溫超導(dǎo)、納米材料、反物質(zhì)世界等)導(dǎo)入物理基礎(chǔ)知識.由實際問題開始,隨著問題的展開與解決,引入概念,介紹基本理論,揭示規(guī)律的方法,實用性強,使學(xué)生在實用中了解物理基礎(chǔ)[3].

1.4 與自然哲學(xué)相區(qū)別

自然哲學(xué)是哲學(xué)的一個分支,它是科學(xué)的科學(xué).自然哲學(xué)很多時候依賴于一般的經(jīng)驗與觀察,而文科物理中的規(guī)律更多的是借助于儀器進行觀察和通過實驗產(chǎn)生事實,自然哲學(xué)的目的是理解基本事物和現(xiàn)象的所以然,主要通過對自然概念梳理來理解自然現(xiàn)象.文科物理中的概念和規(guī)律是物理學(xué)中以構(gòu)建技術(shù)性概念和規(guī)律來說明自然現(xiàn)象,且只說明與物理學(xué)有關(guān)的那部分自然現(xiàn)象.自然哲學(xué)包括了自然界中物理的、化學(xué)的、生物的、地理的、農(nóng)學(xué)的、醫(yī)學(xué)的等方方面面內(nèi)容,而文科物理所描述的知識僅僅與物理相關(guān)的基本概念和規(guī)律.自然哲學(xué)以形而上學(xué)為原理而物理學(xué)最終要拋棄形而上學(xué).但是它們也有一個共同的特點:要讀懂自然哲學(xué),只需有良好的思考訓(xùn)練,而無須任何特殊學(xué)科的技術(shù)準備和專門的知識積累,要讀懂文科物理,無須任何特殊學(xué)科的技術(shù)準備和專門的知識積累,甚至也不需良好的思考訓(xùn)練.因此,在文科物理的內(nèi)容上,不能處理成為僅包括物理類知識的自然哲學(xué).文科物理可以介紹一些著名物理學(xué)家在科學(xué)探索進程中的哲學(xué)思想、創(chuàng)新思維、高尚品德和對科學(xué)事業(yè)的奉獻精神,揭示物理學(xué)與哲學(xué)的關(guān)系,充分展示科學(xué)文化的獨特魅力,促進科學(xué)教育與人文教育的有機融合.文科物理教學(xué)中,適時地進行自然哲學(xué)和物理思維方式的教育,對于培養(yǎng)高素質(zhì)人才意義深遠.

1.5 與科學(xué)技術(shù)概論相區(qū)別

科學(xué)技術(shù)包含著科學(xué)和技術(shù)兩個概念,雖屬于不同的范疇,但兩者之間相互滲透、相輔相成,有著密不可分的聯(lián)系.科學(xué)技術(shù)概論是文科生提升自己的科學(xué)素養(yǎng)非常重要的課程.文科學(xué)生雖然將來不是從事科學(xué)技術(shù)方面的實際工作,可以不了解其具體的技術(shù)細節(jié),但對科學(xué)技術(shù)發(fā)展方向及將帶來的人文社會問題應(yīng)有正確的判斷,即應(yīng)具有正確的世界觀、價值觀和思想方法,能以科學(xué)為依據(jù)對待各種觀念和思潮,應(yīng)當(dāng)受到科學(xué)精神和科學(xué)方法的教育.

文科物理則更傾向于對科學(xué)中的一支——物理中最基礎(chǔ)知識的介紹,因此無論從兩課程的知識的廣度和深度都是完全不一樣的.雖然為激發(fā)學(xué)生興趣可適當(dāng)增加相關(guān)的前沿技術(shù)的內(nèi)容,但目的是為了更好地描述相關(guān)的物理學(xué)概念和規(guī)律,不能把文科物理弄成物理類的科學(xué)技術(shù)概論.

2 文科物理是文科學(xué)生能懂的物理學(xué)

文科物理是“文科”性質(zhì)的物理學(xué)還是文科學(xué)生能懂的物理學(xué)?“文科”性質(zhì)的物理學(xué)是加上了很多的物理文化元素的物理學(xué),甚至在某種程度上可以認為上升到了哲學(xué)高度,所以對于理科學(xué)生來說,要學(xué)好都并非易事,更何況文科學(xué)生?因此,文科物理應(yīng)該不只是文科性質(zhì)的物理學(xué),文科物理應(yīng)該是文科學(xué)生能懂的物理學(xué)!

在大學(xué)物理教學(xué)中學(xué)生往往有厭學(xué)和畏難情緒,這與內(nèi)容枯燥有極大的關(guān)系.在文科物理的教學(xué)內(nèi)容中,同樣不可避免這種情況的發(fā)生.我們可以在教學(xué)的過程中適量地介紹一些近代物理和前沿知識,開闊學(xué)生的眼界,提高學(xué)習(xí)物理的興趣.在學(xué)習(xí)中,好奇和興趣對人類的學(xué)習(xí)活動將產(chǎn)生巨大的推動作用.一旦對某問題有了好奇心,就會對如何搞清問題的實質(zhì)、怎樣拿出解決問題的方法產(chǎn)生動力;一旦對學(xué)習(xí)發(fā)生興趣,就會充分發(fā)揮自己的積極性和主動性.因此在教學(xué)內(nèi)容上就應(yīng)該刻意回避文科學(xué)生的弱點,充分利用文科學(xué)生的優(yōu)勢,充分調(diào)動文科學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性.

同時,文科物理課程的內(nèi)容還應(yīng)該兼顧以下一些方面.首先,是考慮文科學(xué)生的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)一般較弱,應(yīng)盡可能回避艱深的數(shù)學(xué)分析甚至盡可能把大部分的數(shù)學(xué)推導(dǎo)忽略,應(yīng)盡可能利用淺顯易懂的文字來闡述物理學(xué)中的基本概念和基本規(guī)律.其次,要充分把握文科學(xué)生接受知識的特點,他們不像理工類的學(xué)生習(xí)慣通過邏輯聯(lián)系來獲得知識,文科學(xué)生更傾向于靠形象、感性、直接記憶的方式獲得知識.因此,除了能用一些簡單的推理之外,復(fù)雜的邏輯推理盡可能忽略.再次,文科物理的目的是讓學(xué)生掌握物理知識、物理思想、科學(xué)態(tài)度、科學(xué)方法和科學(xué)精神.其中,掌握物理知識僅僅指物理知識中的一些較基本的概念和規(guī)律,重點是通過這些知識的把握領(lǐng)悟物理學(xué)中所展示的科學(xué)思想和科學(xué)方法,在學(xué)習(xí)物理的過程中端正對待科學(xué)的態(tài)度,在學(xué)習(xí)過程中領(lǐng)悟在物理學(xué)研究中所表現(xiàn)出的科學(xué)精神.另外,在介紹物理方法時僅從物理上進行說明肯定不夠,需要從已經(jīng)用了這樣的方法的文科中的相關(guān)學(xué)科的例子加以佐證.最后,從可讀性上看,文科物理的內(nèi)容應(yīng)該是生動的、貼近生活的、充滿趣味性的、可讀性強的、能夠提起文科生學(xué)習(xí)物理的興趣的、能夠使文科生很輕松地接受的文科物理內(nèi)容,比其他理工類的教材要更貼近文科學(xué)生.文科物理與文科各學(xué)科之間的聯(lián)系相對來說更緊密.各種文科物理教材都試圖采用與文科學(xué)生較貼近的行文方式.比如,有些地方加上一些物理史的介紹,有的又介紹一些哲學(xué)或者方法論之類的東西,甚至用與經(jīng)濟等相關(guān)學(xué)科中的例子來說明,在某種程度上都起到了很好的作用.

3 總結(jié)

綜上所述,文科物理應(yīng)該是文科學(xué)生能懂的物理學(xué),這才是最重要的.基于此,文科物理的內(nèi)容則應(yīng)受許多限制.它不只是一些物理基本概念、基本規(guī)律的堆積;不只是把涉及物理學(xué)史的東西簡單加上;它與自然哲學(xué)相區(qū)別;更不能成為物理類的科學(xué)技術(shù)概論.

文科物理作為一門聯(lián)系人文與科學(xué)的中間學(xué)科,與普通物理學(xué)有所不同,更加強調(diào)知識的通俗性、實用性,主張文科生在學(xué)習(xí)專業(yè)知識的同時學(xué)習(xí)到自然科學(xué)知識,能加強不同學(xué)科、不同專業(yè)知識的相互交叉、滲透,是實現(xiàn)全面素質(zhì)教育的重要一環(huán),是提供當(dāng)代大學(xué)生必不可少的現(xiàn)代觀念和思維方式的理性基礎(chǔ)[4],與文科其他學(xué)科聯(lián)系甚為密切.當(dāng)然其教學(xué)目的、模式以及學(xué)習(xí)方法也應(yīng)該與文科其他學(xué)科的學(xué)習(xí)有一定的區(qū)別.

[1] 沈亦紅.物理學(xué)史教育對大學(xué)生科學(xué)素質(zhì)的影響[J],陜西師范大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版),2004,(6):284～286

[2] 張慶華,張逢.在物理教學(xué)中引入物理學(xué)史的原則和方法[J].教育與職業(yè),2004,(9):70～71

[3] 王澤良,劉海蘭,唐宗岳.文科物理[J].物理與工程,2001,11(2):59

[4] 蕭莉,李斌雄.武漢地區(qū)部分高校文科學(xué)生科學(xué)素質(zhì)狀況調(diào)查與分析[J].高等工程教育研究,2007,(4):96～100

2011-02-10)

重慶市教育委員會科學(xué)技術(shù)研究項目,項目編號:KJ080825;重慶師范大學(xué)青年博士基金項目,項目編號:08XLB015.

羅光(1973年出生),男,江西南康人,重慶師范大學(xué)物理學(xué)與技術(shù)學(xué)院講師,博士,副教授,主要從事理論物理、材料現(xiàn)代檢測技術(shù)研究與開發(fā)等相關(guān)科研和教學(xué)工作.