大學(xué)文科物理課程教學(xué)初探＊

魏 環(huán) 谷建生 高永春 劉 穎 盛嘉茂

（河北聯(lián)合大學(xué)理學(xué)院 河北 唐山 0630 09 ）

文科物理課程是為高校人文及社科專業(yè)學(xué)生設(shè)置的通識(shí)性課程．自2005 年舉辦全國首屆文科物理教師研修班至今，文科物理課程相繼出現(xiàn)在我國許多高校的教學(xué)實(shí)踐或教學(xué)計(jì)劃中．目前針對(duì)這一課程，教育部并未出臺(tái)統(tǒng)一的課程教學(xué)基本要求或指導(dǎo)性的文件，以指導(dǎo)和規(guī)范文科物理課程教學(xué)，無疑，這為文科物理的教學(xué)建設(shè)營造了極大的探索與發(fā)展空間．

我校自2003 年起即為多個(gè)專業(yè)的學(xué)生開設(shè)了文科物理課程．有限的學(xué)時(shí)和不同于大學(xué)物理的教學(xué)定位以及全新的受眾，都是文科物理教師需要研究的新課題．基于這些年對(duì)文科物理課程的教學(xué)研究、探索和實(shí)踐，筆者認(rèn)為，文科物理課程在“教學(xué)內(nèi)容的組織與構(gòu)建”、“科學(xué)素質(zhì)教育的有效途徑”以及“教學(xué)的適教性研究”方面依然需要繼續(xù)研究和探索．

本文介紹了筆者對(duì)上述問題的研究、認(rèn)識(shí)與實(shí)踐，愿與大家交流．

1 問卷調(diào)查與分析研究

在教學(xué)中發(fā)現(xiàn)，許多學(xué)生并不清楚開設(shè)文科物理課程的目的，因此，他們對(duì)這門課程的內(nèi)容也有著各種不同的期待與要求．此外，許多學(xué)生對(duì)科學(xué)的認(rèn)識(shí)過于膚淺，甚至還存在著錯(cuò)誤和偏見．對(duì)教師而言，了解學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度、興趣與需要以及其對(duì)科學(xué)的認(rèn)識(shí)和理解程度，對(duì)于課程教學(xué)內(nèi)容的組織與設(shè)計(jì)、教學(xué)方案的制定都是非常有幫助的，也是適教性研究的基礎(chǔ)．為此，筆者采用了問卷調(diào)查的方式．

1．1 調(diào)查問卷構(gòu)成及主要調(diào)查結(jié)果

以對(duì)我校2012 級(jí)經(jīng)濟(jì)、管理、文法、外語4個(gè)學(xué)科的新生進(jìn)行的問卷調(diào)查結(jié)果為例．設(shè)計(jì)的調(diào)查問卷包括基本情況、學(xué)習(xí)意愿、對(duì)科學(xué)的認(rèn)識(shí)與理解3個(gè)部分．基于問卷調(diào)查方式所具有的雙向信息傳遞功能，在調(diào)查的題目中既包括了準(zhǔn)備向?qū)W生了解的問題，也包括了希望學(xué)生要關(guān)注的問題．表1和表2給出的是部分調(diào)查題目及相應(yīng)的統(tǒng)計(jì)結(jié)果，此次回收的有效答卷共461 份．

表1 關(guān)于學(xué)習(xí)意愿的調(diào)查

續(xù)表

表2 對(duì)于科學(xué)的認(rèn)識(shí)與理解的調(diào)查

1．2 調(diào)查結(jié)果分析與適教性研究之一

（1）有70 %的學(xué)生相信物理課程在培養(yǎng)人的科學(xué)思維方式、提高分析問題和處理問題的能力方面具有重要的作用，但是表示喜歡學(xué)習(xí)物理學(xué)的學(xué)生只占25 %，還有50 %的學(xué)生雖然不排斥專業(yè)之外的物理課程，但是他們的學(xué)習(xí)態(tài)度顯然并不積極．筆者對(duì)這部分學(xué)生做了進(jìn)一步的調(diào)查，發(fā)現(xiàn)畏懼物理問題的邏輯分析和數(shù)學(xué)推導(dǎo)，擔(dān)心不能通過課程考核是主要原因．因此，為了縮小教與學(xué)的差距，文科物理教師需要根據(jù)文科學(xué)生偏重形象思維，不擅長(zhǎng)邏輯思維的特點(diǎn)來設(shè)計(jì)教學(xué)的起點(diǎn)與難度，探索與文科學(xué)生接受能力相適應(yīng)的教學(xué)方式．

（2）表1中的1．2題是單選題，可以發(fā)現(xiàn)，學(xué)生對(duì)物理問題的關(guān)注點(diǎn)較為分散，相對(duì)集中的是A和D兩個(gè)選項(xiàng)，而代表物理學(xué)史的選項(xiàng)B只占大約1．10 這表明，文科學(xué)生更為關(guān)注物理學(xué)的社會(huì)價(jià)值，同時(shí)更希望了解日常生活中涉及到的物理學(xué)原理和知識(shí)．

該項(xiàng)調(diào)查提示我們，在教學(xué)中對(duì)物理學(xué)史的介紹需要適時(shí)、適度地展開，尤其不能為了降低課程難度而偏離教學(xué)目標(biāo)，將文科物理變成以物理學(xué)史為主要內(nèi)容的課程．

（3）結(jié)合表1中1．3和1．4題的調(diào)查結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，學(xué)生并沒有把獲得物理知識(shí)放在學(xué)習(xí)目的的首位，而是更期待自身能力的提高以及獲得完善的知識(shí)結(jié)構(gòu)．這就啟示我們，需要深入研究自然科學(xué)課程對(duì)文科學(xué)生的作用；授人以漁、提高素質(zhì)教育水平應(yīng)該是文科物理教學(xué)改革的方向．

（4）從表2中的2．1與2．2題的調(diào)查結(jié)果看，有超過80 %的學(xué)生并不清楚科學(xué)的起源；關(guān)于科學(xué)的本質(zhì)，只有13 ．3%的學(xué)生回答正確；學(xué)生對(duì)科學(xué)的基本特征，科學(xué)能做什么，不能做什么的問題認(rèn)識(shí)不清，甚至有3．6%的學(xué)生認(rèn)為科學(xué)無所不能；有接近70 %的學(xué)生認(rèn)為，科學(xué)就是由概念、定律和原理構(gòu)成的靜態(tài)知識(shí)．表2中的2．3題正確率只有18 %，說明學(xué)生缺乏對(duì)自然科學(xué)實(shí)證性要求的認(rèn)識(shí)．表2中2．4題的正確率是22 ．8%，表明學(xué)生對(duì)于科學(xué)和技術(shù)概念的認(rèn)識(shí)含混不清．這項(xiàng)調(diào)查結(jié)果說明，學(xué)生對(duì)于科學(xué)的本質(zhì)以及科學(xué)的基本特征的確缺乏真正、完整的認(rèn)識(shí)．使學(xué)生建立正確的科學(xué)觀，是進(jìn)行科學(xué)素質(zhì)教育的基礎(chǔ)和前提，因此，如何使學(xué)生建立起對(duì)科學(xué)的正確認(rèn)識(shí)，是文科物理教學(xué)研究中的又一個(gè)重要課題．

2 圍繞文科物理教學(xué)的比較研究

2．1 對(duì)文科物理課程的性質(zhì) 作用與特點(diǎn)的認(rèn)識(shí)

同為物理課程，但是文科物理與大學(xué)物理兩門課程在許多方面都存在差異．因此，通過比較，可以使我們對(duì)文科物理課程有更為準(zhǔn)確的認(rèn)識(shí)和把握．對(duì)理工科學(xué)生來講，大學(xué)物理是重要的基礎(chǔ)課程，它的教學(xué)目標(biāo)就是使學(xué)生擁有扎實(shí)的物理基礎(chǔ)，具備應(yīng)用理論的能力，養(yǎng)成探索的精神和創(chuàng)新意識(shí)，大學(xué)物理將重點(diǎn)放在培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用理論的能力上．對(duì)文科學(xué)生而言，文科物理課程不僅在于它的通識(shí)性，還在于它是具有文化素質(zhì)教育性質(zhì)的課程［1］，因此，這門課程不僅具有完善學(xué)生知識(shí)結(jié)構(gòu)的通識(shí)教育功能，而且具有培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)文化素養(yǎng)的素質(zhì)教育功能．鑒于文科學(xué)生未來工作的特點(diǎn)，筆者認(rèn)為，文科物理在“培養(yǎng)文科學(xué)生應(yīng)用理論的能力”方面的作用是相對(duì)次要的，而在“幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)理性思維的特點(diǎn)，了解物理學(xué)的思想、方法和價(jià)值，提升科學(xué)素養(yǎng)”方面的作用則是首要的．所以，盡管這兩門課程都以傳授物理知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)為目標(biāo)，但是，文科物理的教學(xué)更注重科學(xué)與人文精神的融合，它的文化品味更濃、思想性更強(qiáng)．上述差異決定了它們處于物理教育的不同層面，大學(xué)物理位于“知識(shí)與應(yīng)用”教育的層面，而文科物理是以物理知識(shí)為載體，將重點(diǎn)放在了以育人為中心的“科學(xué)精神”的養(yǎng)成上［2］，因此，它處于“精神與素養(yǎng)”教育的層面［3］．

2．2 關(guān)于科學(xué)素質(zhì)教育 中西方應(yīng)該有不同的教學(xué)起點(diǎn)和重點(diǎn)

中西方的學(xué)生因文化傳統(tǒng)、人文環(huán)境等不同而有著不同的文化背景．文化背景的差異，使中西方的學(xué)生對(duì)科學(xué)存在不同深度的認(rèn)識(shí)和理解，因此，圍繞科學(xué)素質(zhì)教育問題，中西方應(yīng)該有不同的教學(xué)起點(diǎn)與重點(diǎn)．比較并探尋文化背景與科學(xué)認(rèn)知之間的聯(lián)系，有助于找到有效開展科學(xué)素質(zhì)教育的途徑．

中西方文化傳統(tǒng)的明顯差異是彼此關(guān)于科學(xué)認(rèn)識(shí)目的的不同．在西方，科學(xué)源于人類渴望探求自然萬物的奧秘、追尋真理的好奇心，人們是“為求知而從事學(xué)術(shù)，并無任何實(shí)用的目的”［4］，因此，在西方的文化傳統(tǒng)中，科學(xué)與功利無關(guān)，人類物質(zhì)生活的改善與技術(shù)的進(jìn)步，并不是科學(xué)的最初動(dòng)機(jī)，而是科學(xué)研究的必然結(jié)果．但是在中國，古代學(xué)者在“經(jīng)世致用”的儒家思想影響下，探索自然主要是源于實(shí)用的需要，因此，在中國的文化傳統(tǒng)中，科學(xué)具有實(shí)用主義的特征．筆者認(rèn)為，這是導(dǎo)致“科學(xué)”與“技術(shù)”兩個(gè)概念長(zhǎng)期被混淆的主要原因，至今仍有許多中國人將古代的四大發(fā)明視為中國古代科學(xué)的標(biāo)志就是一個(gè)實(shí)例．

中西方不同的人文文化使得中西方傳統(tǒng)的思維方式各具特色．西方思維強(qiáng)調(diào)對(duì)傳統(tǒng)的懷疑、批判和超越，而中國的傳統(tǒng)思維則非常注重對(duì)經(jīng)典與傳統(tǒng)的繼承、模仿與再造，具有“唯書、唯圣、唯上”的思維傾向［5，6］．同時(shí)，在中國傳統(tǒng)思維方式中，還存在著“疏于實(shí)證分析，不尚抽象思辨”的非科學(xué)的思維弱點(diǎn)或缺陷．

近代科學(xué)誕生于西方，西方的科學(xué)傳統(tǒng)以及人文文化對(duì)西方學(xué)生形成“求真、探索、懷疑、批判、創(chuàng)新”的科學(xué)精神起到了潛移默化的作用．在我國，由于傳統(tǒng)文化中缺乏科學(xué)的精神，許多傳統(tǒng)的思想觀念和思維方式因其強(qiáng)烈而鮮明的民族特性，并未隨著時(shí)代的變遷而發(fā)生多大的變化，而是在以“浸潤(rùn)”的方式，持久地影響著中國人的思想觀念和行為方式．

有兩點(diǎn)值得注意，其一，對(duì)西方近代科學(xué)的學(xué)習(xí)，于我們而言，是跨文化的學(xué)習(xí)；其二，近代科學(xué)是出于“中體西用”的功利目的被引入中國的，隨著科學(xué)與技術(shù)的日益發(fā)達(dá)，這種對(duì)待科學(xué)的功利主義思想在我國一直延續(xù)至今，它對(duì)我國的科學(xué)教育觀也產(chǎn)生了極大影響，主要表現(xiàn)在“只關(guān)注科學(xué)知識(shí)的傳授和科學(xué)方法的訓(xùn)練，而未能關(guān)注科學(xué)精神的培養(yǎng)和科學(xué)態(tài)度的養(yǎng)成．”［7］

因此，文科學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)教育應(yīng)該從科學(xué)啟蒙教育開始，科學(xué)教育的重點(diǎn)應(yīng)該是幫助學(xué)生建立非功利性的科學(xué)觀，形成“追求實(shí)證，敢于質(zhì)疑和批判、勇于創(chuàng)新”的科學(xué)精神．

3 文科物理教學(xué)內(nèi)容的構(gòu)建與教學(xué)實(shí)踐

3．1 教學(xué)內(nèi)容的組織與體系的構(gòu)建

我們從物理教育的目的出發(fā)［8］，結(jié)合歷次調(diào)查與研究的結(jié)果，確立了4條教學(xué)主線，分別為科學(xué)的基本特征，物理學(xué)的基本概念、規(guī)律與方法，物理學(xué)發(fā)展史，物理學(xué)與社會(huì)的聯(lián)系．這4條主線在展現(xiàn)物理學(xué)的科學(xué)價(jià)值、應(yīng)用價(jià)值和社會(huì)價(jià)值方面是全面的．

文科物理課程的性質(zhì)，決定了它可以構(gòu)建與目標(biāo)相契合的內(nèi)容體系．本校的文科物理教學(xué)內(nèi)容體系由8個(gè)部分構(gòu)成，即“絕對(duì)時(shí)空觀與牛頓力學(xué)”、“現(xiàn)代時(shí)空觀與相對(duì)論”、“場(chǎng)與電磁波”、“光的本性”、“物質(zhì)結(jié)構(gòu)與量子力學(xué)”、“能量的品質(zhì)與熱力學(xué)”、“膨脹著的宇宙”以及“物理學(xué)與現(xiàn)代科技”．這個(gè)體系依照“從經(jīng)典到現(xiàn)代，從低速到高速，從實(shí)物質(zhì)到場(chǎng)物質(zhì)，從宏觀到微觀，從微觀到宇觀”的思路，涵蓋了物理學(xué)的各個(gè)分支．

3．2 教學(xué)實(shí)踐與適教性研究之二

在教學(xué)計(jì)劃中，現(xiàn)代物理學(xué)的內(nèi)容占有大約50 %的比例，我們認(rèn)為，文科物理有必要向?qū)W生介紹現(xiàn)代物理學(xué)的價(jià)值，包括它的應(yīng)用價(jià)值，它為我們提供的智慧與思辨的享受，它帶給我們對(duì)世界的新的認(rèn)識(shí)以及科學(xué)的精神價(jià)值．

由于學(xué)時(shí)有限，對(duì)于每部分內(nèi)容采取了少而精的原則，即選擇那些在物理學(xué)中意義重大，在實(shí)踐中應(yīng)用廣泛、社會(huì)價(jià)值大的論題（例如，熱學(xué)中的熵原理），只針對(duì)這些精選的論題做深入的論述．

針對(duì)文科學(xué)生的思維特點(diǎn)和數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，對(duì)于多數(shù)物理問題，在簡(jiǎn)化公式推導(dǎo)的同時(shí)，加強(qiáng)了對(duì)物理問題的哲學(xué)背景與文化背景的探討，由此來實(shí)現(xiàn)科學(xué)文化與人文文化的交融，為降低教學(xué)難度，筆者盡可能采用圖片與視頻結(jié)合的方式幫助學(xué)生理解物理學(xué)原理．從培養(yǎng)學(xué)生理性思維的需要出發(fā)，對(duì)于一些具有很強(qiáng)的邏輯性，并且可以利用初等數(shù)學(xué)推理的典型問題，比如，狹義相對(duì)論的時(shí)空觀問題，并沒有一味的略去推導(dǎo)，而是將其視為培養(yǎng)文科學(xué)生邏輯思維能力的例子采取了詳細(xì)分析和推導(dǎo)的做法．

3．3 以顯性和啟蒙的方式展開關(guān)于科學(xué)觀的教育

國內(nèi)的一些文科物理教材往往是結(jié)合物理學(xué)史，在介紹物理學(xué)家的工作與經(jīng)歷的同時(shí)，向?qū)W生宣傳什么是科學(xué)的精神．這種通過個(gè)案，以隱性的方式展開的科學(xué)教育，可能會(huì)使學(xué)生記住某些科學(xué)家、某個(gè)故事或公式，但是，個(gè)案之間的松散性難以讓學(xué)生對(duì)科學(xué)形成清晰、完整的認(rèn)識(shí)，教學(xué)效果并不理想．筆者在教學(xué)實(shí)踐中采用了顯性的方式，將關(guān)于“科學(xué)的本質(zhì)及特征”的內(nèi)容集中放在了開篇緒論中．從介紹科學(xué)的誕生開始展開關(guān)于“科學(xué)的基本特征”的教學(xué)；關(guān)于中西方在科學(xué)傳統(tǒng)以及思維方式上的差異，運(yùn)用了比較的方法進(jìn)行探討．

這樣的教學(xué)設(shè)計(jì)是，期望學(xué)生能夠在課程的開始就對(duì)科學(xué)的本質(zhì)及基本特征形成正確和初步的認(rèn)識(shí)，之后，再通過個(gè)案逐步深化學(xué)生對(duì)科學(xué)的理解．而運(yùn)用比較的方法審視中西方文化在科學(xué)傳統(tǒng)與思維方式上的差異，不僅可以深化對(duì)傳統(tǒng)的認(rèn)識(shí)，也可以幫助我們發(fā)現(xiàn)自身存在的問題，以消除傳統(tǒng)文化帶給學(xué)生的對(duì)于科學(xué)的偏見與誤解．在課程結(jié)束后，筆者再次對(duì)學(xué)生進(jìn)行了問卷調(diào)查，針對(duì)“科學(xué)的本質(zhì)”問題，正確率由13 ．3%提高到了54 ．2%．

4 結(jié)束語

文科物理教學(xué)對(duì)物理教師來講意味著許多的挑戰(zhàn)，教師必須能夠做到對(duì)同一個(gè)論題從物理學(xué)、哲學(xué)及社會(huì)學(xué)多個(gè)角度進(jìn)行探討，必須放棄對(duì)物理知識(shí)系統(tǒng)的、按部就班的教學(xué)習(xí)慣，必須適應(yīng)素質(zhì)教育課程具有的跳躍性、離散性的教學(xué)特點(diǎn)．科學(xué)素養(yǎng)教育的意義是重大的，文科物理教學(xué)還在探索成長(zhǎng)階段，還需要物理教師的繼續(xù)努力．

1 張豈之．關(guān)于深化大學(xué)文化素質(zhì)教育的幾點(diǎn)建議．清華大學(xué)教育研究，2008 （2）：1～3

2 顧沛．理工科專業(yè)教師開授文化素質(zhì)教育課程的障礙 ．中國大學(xué)教學(xué)，2008 （8）：4～6

3 解世雄．文化視野下的物理教育理念．中山大學(xué)學(xué)報(bào)論叢，2007 ，27 （7）

4 亞里士多德．形而上學(xué)．北京：商務(wù)印書館 ，1959 ．5

5 陳喜樂．中西思維方式之比較 ．廈門大學(xué)學(xué)報(bào)（哲社版），1991 （4）

6 王南湜．中西思維方式的差異及其意蘊(yùn)析論．天津社會(huì)科學(xué)，2011 （5）

7 母小云．在物理學(xué)科教學(xué)中對(duì)文科大學(xué)生進(jìn)行科學(xué)本質(zhì)觀教育的研究：［學(xué)位論文］．北京：首都師范大學(xué)，2008

8 保羅·布萊克．新千年的物理教育．國際純粹物理與應(yīng)用物理研究會(huì)．進(jìn)入新千年的物理學(xué)．趙凱華，等譯．北京：北京大學(xué)出版社，2000 ．79 ～84