文科大學(xué)物理教學(xué)探索

吳軍

摘要：在當(dāng)今教育改革的背景下，就大學(xué)文科物理課程開設(shè)的現(xiàn)狀、意義及所遇到的挑戰(zhàn)進行了概述。通過對教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式和教學(xué)手段的一些調(diào)整，將“物理案例”與“人物情感”、“藝術(shù)美感”相結(jié)合，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情，發(fā)揮學(xué)習(xí)主觀能動性，進一步提高文科物理課程的教學(xué)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：文科物理；素質(zhì)教育；科學(xué)素養(yǎng)；教學(xué)方法

中圖分類號： G642文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）09（C）-00

The study on college physics teaching for liberal arts

WU Jun

（Department of Mathematics and Physics， Nanjing Institute of Technology， Nanjing 211167，China）

Abstract： Under the background of today's educational reform， the importance of establishing arts physics， the present condition and the challenge of the arts physics curriculum are summarized. Based on adjustment of teaching contents， teaching methods and teaching means， it will motivate the learners to fully employ their learning potential and further improve the quality of arts physics course teaching by integration of “Physical cases”， “characters emotions” and “aesthetic feelings”.

Key words： arts physics；quality education；scientific literacy；teaching method

引言：

自上個世紀(jì)90年代以來，隨著我國高等教育教學(xué)改革的深入開展與素質(zhì)教育的全面普及，文理滲透和學(xué)科交叉已成為現(xiàn)代高等教育的發(fā)展趨勢。物理學(xué)貫穿人類活動始終，與社會的發(fā)展密切相關(guān)聯(lián)，不僅是自然科學(xué)與工程技術(shù)學(xué)科的基礎(chǔ)，同時也是文化和哲學(xué)[1]。將物理學(xué)的理念與人文知識相結(jié)合，對提高文科學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)、促進文科專業(yè)的發(fā)展均起到重大的作用。因此，物理學(xué)是最適合作為對大學(xué)文科學(xué)生進行科學(xué)素養(yǎng)通識教育的學(xué)科[2]。

1科大學(xué)物理課程現(xiàn)狀

全國多數(shù)高校對文科大學(xué)物理課程沒有全面的開設(shè)，部分工科院校僅僅有一些選修課[3]。文科大學(xué)物理也往往不被重視，知識講解俗套，教學(xué)內(nèi)容陳舊過時，授課形式不夠靈活，這些無疑都增加了文科學(xué)生學(xué)習(xí)的難度和惰性。而學(xué)生也認(rèn)為文科專業(yè)與物理學(xué)沒有關(guān)聯(lián)，物理對于自己沒有用處或用處不大，學(xué)習(xí)物理的積極性自然不高。這種境況使得高校文科物理教學(xué)舉步維艱，面臨巨大挑戰(zhàn)。

其實當(dāng)今社會科技發(fā)展日新月異，文理兼通無異于增加了自己的求職砝碼，提高了自身的競爭力，滿足時代的需求。而且物理學(xué)知識有利于構(gòu)建和完善文科學(xué)生合理的知識結(jié)構(gòu)，其研究方法和物理思想也有利于促進文科學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)與人文精神的有機融合[4]。在學(xué)習(xí)這門課程的過程中，如何通過物理概念的建立或物理定律的發(fā)現(xiàn)，培養(yǎng)文科學(xué)生科學(xué)的思維能力，使之應(yīng)用到各自專業(yè)？如何通過物理學(xué)家“奇聞軼事”，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)求實的科學(xué)態(tài)度和堅韌不拔的科學(xué)品格？這些都對新時代文科大學(xué)物理教學(xué)提出了更高的要求。

2科大學(xué)物理教學(xué)調(diào)整

在文科大學(xué)物理教學(xué)過程當(dāng)中，應(yīng)以培養(yǎng)文科生科學(xué)素養(yǎng)為核心，這就自然不能要求與理科物理一樣，追求公式、數(shù)學(xué)推導(dǎo)、物理概念理解，而應(yīng)該體現(xiàn)物理學(xué)中的哲學(xué)思想和創(chuàng)新思維[5]。鑒于文科學(xué)生對語言文字的感悟能力強，邏輯性較理科學(xué)生稍差的這種特點，可以從以下三個方面著手開拓文科學(xué)生知識面，從而提高文科學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣，激勵熱愛科學(xué)，學(xué)習(xí)科學(xué)的決心。

2.1內(nèi)容噱頭有新意

教學(xué)的內(nèi)容不應(yīng)該是枯燥的講授物理的理論知識，須具有一定的新鮮感，要能夠吸引學(xué)生的注意力。教師可以從身邊的“物理案例”出發(fā)，有針對的解決物理問題，以至于讓學(xué)生融會貫通、學(xué)以致用，從而培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力。比如在經(jīng)典力學(xué)理論中，先讀一段金庸小說《倚天屠龍記》中關(guān)于俞岱巖使用武當(dāng)派輕功絕學(xué)“梯云縱”救人的一段話，然后向?qū)W生發(fā)問：“梯云縱，一躍三丈開外，真的可以實現(xiàn)么？”，由此提問式開頭引入所需講解的各知識點，讓學(xué)生結(jié)合具體物理參數(shù)，自己動手估算找出問題答案。這種圍繞“物理案例”的教學(xué)，能夠發(fā)散學(xué)生的思維，往往能強烈地激發(fā)學(xué)生求知欲，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性。

在教學(xué)內(nèi)容上，對文科學(xué)生還可以加強物理學(xué)史的教育，揭示物理學(xué)發(fā)展的每一次重大革命中的創(chuàng)新點，融入物理學(xué)家的學(xué)養(yǎng)才情，體驗人物鮮活的內(nèi)心情感。例如“地心說”與“日心說”在“科學(xué)”與“宗教”之間的碰撞，感受哥白尼“求真”、布魯諾為科學(xué)獻身以及伽利略的科學(xué)精神。再比如，近代哥本哈根學(xué)派和愛因斯坦學(xué)派學(xué)術(shù)爭論的“奇聞軼事”，這些都能夠極大的吸引學(xué)生的興趣。從講述物理基礎(chǔ)知識到所包含的物理思想、思維模式、研究方法、科學(xué)精神以及科學(xué)觀點，通過融入知識背后的“人物情感”，充分發(fā)揮文科生的感悟能力，以提高學(xué)習(xí)趣味，促進文科學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)與人文精神的有機融合。

2.2化繁為簡有動力

化繁為簡不僅僅是將理論知識、數(shù)學(xué)推導(dǎo)等去繁存簡，更要通過靈活的教學(xué)方式、教學(xué)手段使物理課程淺顯易懂。物理學(xué)雖是邏輯性較強的學(xué)科，但也有很多需要發(fā)揮想象的空間[6-7]。例如在電磁學(xué)中關(guān)鍵性的突破，電力線的引入就是“文科生”法拉第的貢獻。愛因斯坦說過，“想象力比知識更重要，因為知識是有限的，而想象力概括著世界上的一切，推動著進步，并且是知識進化的源泉。” 因而在教學(xué)中，充分發(fā)揮學(xué)生感官，把繁瑣的物理運動過程和狀態(tài)以直觀、形象的語言進行描述，使之簡潔降低學(xué)習(xí)難度。授課形式可以采取豐富多樣的教學(xué)手段，例如在課堂上采用簡單道具做一些驗證性、趣味性小實驗，或者采用微課形式播放視頻錄像等，可以將抽象化的物理概念與物理定理形象化和具體化，從而使文科學(xué)生易于接受和理解，提升學(xué)習(xí)物理的動力。例如，探險家貝爾·格里爾斯在《絕境求生》“掉落的電線”中的關(guān)于電勢的描述極具時代感，能夠極大的吸引學(xué)生的眼球。通過結(jié)合所學(xué)知識，易于解釋其中的物理現(xiàn)象，從而加深對物理學(xué)的理解與應(yīng)用。

2.3實踐作花添錦衣

實踐是檢驗真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)，只有在實踐中才能驗證理論知識。教師應(yīng)充分考慮到文科學(xué)生的知識背景與接受能力，可以在理論授課的同時，穿插一些演示實驗。比如椎體上滾、超聲霧化、高壓靜電反應(yīng)“怒發(fā)沖冠”等妙趣橫生的演示實驗，一定能夠給學(xué)生直觀的視覺沖擊，使其身臨其境的體驗物理學(xué)的美妙。此外，可以充分發(fā)揮學(xué)校的理工科硬件優(yōu)勢，對文科生開放實驗基地，通過有“特色”的物理精品實驗，提高實驗技能和動手操作能力；還可以組織參觀調(diào)研共建企業(yè)，在“學(xué)以致用”理念的指導(dǎo)下，感受科學(xué)與現(xiàn)代工藝結(jié)合迸發(fā)出的美感，獲得豐富的感性認(rèn)識，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的興趣，寓學(xué)于樂、寓樂于學(xué)。

3 文理渾然一體，達到升華

將物理學(xué)中的科學(xué)思維和科學(xué)方法，與文科專業(yè)知識相融合，是培養(yǎng)具有良好科學(xué)人文精神和自主創(chuàng)新能力人才的重要途徑。物理學(xué)中的方法論和認(rèn)知論，已然成為人們認(rèn)知事物，分析問題的重要思維方法。例如，傳統(tǒng)銀行在“外力”余額寶的作用下，必須改變他們以往 壟斷的狀態(tài)，而面臨金融轉(zhuǎn)型；網(wǎng)絡(luò)輿論的生成機制可以與混沌現(xiàn)象中的“蝴蝶效應(yīng)”做類比[8]；而諾貝爾經(jīng)濟學(xué)獎得主M. S. Scholes建立了關(guān)于股市期權(quán)定價的模型，更是開創(chuàng)了“量子經(jīng)濟學(xué)”的先河[9]，等等。這些文科專業(yè)領(lǐng)域都可以找到物理學(xué)模型，從而運用物理學(xué)理念來提高認(rèn)知世界的能力。

文理從來都是相輔相成的，而物理與藝術(shù)的聯(lián)系更是密不可分。李政道先生說過：“事實上如一個硬幣的兩面，科學(xué)和藝術(shù)源于人類活動最高尚的部分，都追求著深刻性、普遍性、永恒和富有意義”。在很多情況下，物理和藝術(shù)是相通的。比如最為大眾所熟知的就是西方畫家利用透視法來創(chuàng)作藝術(shù)作品[10]，而花樣滑冰中的旋轉(zhuǎn)更是力與美結(jié)合的典范。這就要求文科物理教學(xué)要從更高層次培養(yǎng)學(xué)生的物理學(xué)審美思維，使之學(xué)會用科學(xué)去創(chuàng)造藝術(shù)，用藝術(shù)去欣賞和研究科學(xué)的內(nèi)在規(guī)律。將科學(xué)和藝術(shù)兩者相互融合，必將給文科學(xué)生以科學(xué)的啟迪，使他們學(xué)會科學(xué)的思維方法， 做到文理互補、文理相通。

4 結(jié)語

21世紀(jì)人才將是文理兼通的復(fù)合型人才。隨著經(jīng)濟、信息、生命、材料等學(xué)科的交叉滲透發(fā)展，對理科生提高人文素養(yǎng)，對文科生提高科學(xué)素養(yǎng)，正成為一種社會共識。開設(shè)文科大學(xué)物理課程，以物理學(xué)的發(fā)展為知識脈絡(luò)，展現(xiàn)物理學(xué)的文化內(nèi)涵，將物理思想與人文精神融合，既是高等教育素質(zhì)發(fā)展的要求和體現(xiàn)，也是新時代人才培養(yǎng)的需要。將“物理案例”串聯(lián)組織教學(xué)內(nèi)容，輔以“人物情感”，加深學(xué)生對物理學(xué)的理解，鍛煉其科學(xué)的思維方法，從而有效的培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力；通過靈活多樣的教學(xué)方式，重現(xiàn)“藝術(shù)美感”，使文科大學(xué)物理課程新鮮有趣，必定會激發(fā)文科生學(xué)習(xí)熱情，從而進一步提高文科大學(xué)物理課程的教學(xué)質(zhì)量。

參考文獻

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