大學(xué)文科物理導(dǎo)入課教學(xué)探討與思考＊

何瑩松

（北方民族大學(xué) 寧夏 銀川 750021）

李 芒

（北京師范大學(xué) 北京 100875）

物理學(xué)是自然科學(xué)的基礎(chǔ)，其科學(xué)的思想、方法已滲透到其他領(lǐng)域，科技的發(fā)展與物理學(xué)的發(fā)展密不可分.雖然文科大學(xué)生研究的領(lǐng)域不是自然科學(xué)，但科學(xué)技術(shù)迅速發(fā)展，各學(xué)科相互交叉、促進(jìn)，較強(qiáng)的科學(xué)觀察能力必將有助于文科大學(xué)生日后的工作.我國從20世紀(jì)90年代就開始開展文科物理教學(xué)，但因地域等不同情況，各個(gè)高校對這項(xiàng)工作的要求進(jìn)展不盡相同.筆者結(jié)合自己從事的工作來探討大學(xué)文科物理教學(xué).

1 大學(xué)文科物理課程簡介

大學(xué)文科物理是北方民族大學(xué)依據(jù)學(xué)生特點(diǎn)面向文科學(xué)生開設(shè)的一門公共課.它不同于中學(xué)物理也不同于物理專業(yè)和工科類專業(yè)的物理課.是文科學(xué)生了解自然科學(xué)對人類文明進(jìn)程的重大作用的窗口，學(xué)習(xí)科學(xué)研究方法，提高自身思考能力和創(chuàng)新能力的有力途徑.文科大學(xué)物理課程內(nèi)容主要涵蓋物理基本概念定律（可節(jié)選）、物理與文化、物理學(xué)與人類文明三部分.教師在具體講授時(shí)可根據(jù)學(xué)生情況選擇兩個(gè)部分，甚至三個(gè)部分內(nèi)容都涉及.作為一門培養(yǎng)文科學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)、人文素養(yǎng)的課程，大學(xué)文科物理發(fā)揮著優(yōu)勢與作用.而且，從物理學(xué)視角審視人類文明進(jìn)程，是當(dāng)代大學(xué)生綜合素質(zhì)教育的一個(gè)重要層面.筆者結(jié)合自己課程講授過程中導(dǎo)入課的教學(xué)進(jìn)行探討.

2 大學(xué)文科物理導(dǎo)入課概念界定及導(dǎo)入課的重要性

2.1 何為導(dǎo)入課

俗話說：“萬事開頭難”“好的開頭是成功的一半”.在講授新課之前，教師就應(yīng)該考慮如何激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和求知欲望，使其一開始就有一個(gè)明確的探索目標(biāo)和正確的思維方向.筆者把課程開始時(shí)的導(dǎo)入部分稱為導(dǎo)入課.導(dǎo)入課是一堂課效果優(yōu)劣的重要參數(shù).

2.2 導(dǎo)入課的重要性

以往大學(xué)物理教學(xué)對導(dǎo)入課的關(guān)注度不高，所以導(dǎo)致許多教師不注重導(dǎo)入課的授課方法，更沒有多少人對其進(jìn)行探索.近年來隨著物理教學(xué)的不斷改革，導(dǎo)入課在大學(xué)教學(xué)中顯得越來越重要.認(rèn)知心理學(xué)的研究指出，學(xué)習(xí)過程是從外界刺激產(chǎn)生感覺和由個(gè)體的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生對感覺信息的選擇性注意開始［1］.信息從感覺刺激到被送到記憶系統(tǒng)的過程“注意”起到了關(guān)鍵作用.這說明導(dǎo)入課在整個(gè)授課過程中起著重要作用，為一堂成功課鋪下了基石.如果教師能對導(dǎo)入課做深入探究，在課堂的開始就能吸引學(xué)生，會(huì)對課程學(xué)習(xí)起到非常重要的促進(jìn)作用.可見，導(dǎo)入課影響著課程的進(jìn)展，如果能夠有效地設(shè)計(jì)導(dǎo)入課會(huì)讓課堂教學(xué)達(dá)到很好的效果，既讓教者感到滿意，也讓學(xué)者感到有興趣.

大學(xué)文科物理與其他自然科學(xué)課程一樣，總會(huì)出現(xiàn)物理語言即科學(xué)語言的陳述，它不同于日常語言，科學(xué)語言具有簡潔（即術(shù)語的定義使用數(shù)學(xué)公式表達(dá)）、精確（即詞語的含義一經(jīng)確定，就相對不再改變）、客觀（即科學(xué)報(bào)告的客觀性和非個(gè)性化）等特點(diǎn)，能準(zhǔn)確表達(dá)物理規(guī)律［2］.可見，科學(xué)語言與學(xué)生的日常語言之間是有差別的.而用科學(xué)語言描述的物理現(xiàn)象、規(guī)律與學(xué)生的已有經(jīng)驗(yàn)有所出入，這更增加了學(xué)習(xí)的難度.文科物理課面向文科生開設(shè)，而文科生的物理基礎(chǔ)薄弱，一定會(huì)遇到上述接受困難的問題.于是學(xué)生產(chǎn)生畏懼心理，影響了學(xué)習(xí)的積極性.大學(xué)物理教師應(yīng)該深入研究導(dǎo)入課教學(xué)，使其一開始就被吸引，進(jìn)而提高學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)主動(dòng)性.

3 如何有效上好導(dǎo)入課

李政道先生曾說過，“最重要的東西往往是最簡單的”，“那些最基本的東西，恰恰是最簡單的，但卻最重要”.筆者非常認(rèn)同李先生的觀念，在教學(xué)中始終持這樣的原則，選取物理學(xué)中最重要的內(nèi)容，導(dǎo)入課教學(xué)設(shè)計(jì)以簡潔明了為原則，引導(dǎo)學(xué)生體會(huì)物理學(xué)的簡單美.

另外，大學(xué)文科物理在整個(gè)大學(xué)課程中，對文科生而言，長期受非智力因素的影響存在學(xué)習(xí)不適應(yīng)性，有時(shí)即使是容易的問題，他們?nèi)詴?huì)有理解誤區(qū)，導(dǎo)致物理學(xué)習(xí)的畏懼心理.愛因斯坦在74歲高齡時(shí)說過這樣一段話，“我現(xiàn)在已經(jīng)很清楚了，我并沒有特別高的才能.在好奇、求知欲、忍耐固執(zhí)與自我批評(píng)的帶領(lǐng)下找到我的理論.我并沒有特別強(qiáng)的思考力，或者只有中等程度.很多人有比我更好的腦筋，但并沒有做出任何有價(jià)值的新貢獻(xiàn)”.這是對非智力因素在物理學(xué)習(xí)中影響最好的詮釋.導(dǎo)入課中教師要特別注意學(xué)生非智力因素對學(xué)習(xí)的影響.

筆者依據(jù)自己多年的教學(xué)實(shí)踐體會(huì)，并根據(jù)北方民族大學(xué)文科學(xué)生數(shù)理底子薄等特點(diǎn)，在注意上述所提的兩方面問題的前提下，總結(jié)了文科物理導(dǎo)入課一些值得關(guān)注的教學(xué)內(nèi)容，與廣大物理同行共同交流.

3.1 以物引思教學(xué)模式

不論是理科生還是文科生，直觀的視覺刺激，總能給他們帶來意外的收獲.因此視覺的刺激往往比簡單的語言描述更能讓學(xué)生產(chǎn)生共鳴.通過物理實(shí)驗(yàn)演示，通過實(shí)物創(chuàng)設(shè)物理情境，引起學(xué)生的視覺注意，吸引學(xué)生積極投入課堂.演示實(shí)驗(yàn)盡可能簡單明了、直觀，能反映物理現(xiàn)象，引發(fā)學(xué)生的思考，激起學(xué)生的興趣.例如，在讓學(xué)生認(rèn)識(shí)了解電容器時(shí)，通常教師都是在黑板上畫電容器，然后給學(xué)生介紹它的特點(diǎn)，很枯燥，學(xué)生接受起來很困難，很難在頭腦中構(gòu)建電容器的概念，最終也沒有搞清楚電容器為何物.如果換成做這樣的實(shí)驗(yàn)，效果就會(huì)大為改觀.實(shí)驗(yàn)儀器和器材有盛飲料的高橙瓶一支、導(dǎo)線若干、錫箔紙兩張、范氏起電機(jī)，如圖1所示.

圖1 認(rèn)識(shí)了解電容器的演示實(shí)驗(yàn)

高橙瓶與錫箔紙構(gòu)成一個(gè)電容器，利用范氏起電機(jī)充電，這樣做既直觀有又能引起學(xué)生的興趣，可謂事半功倍.既認(rèn)識(shí)了電容器也弄清了它的特點(diǎn).在這里教師還可以選擇實(shí)物投影儀讓學(xué)生對實(shí)驗(yàn)有更為清晰的視覺認(rèn)識(shí).

3.2 以史為鏡教學(xué)模式

故事是最能激發(fā)學(xué)生興趣的手段，通過物理故事引入課程內(nèi)容效果甚好.文科學(xué)生具有較強(qiáng)的形象思維能力和語言能力，在表達(dá)故事時(shí)利用多媒體配上形象的圖片和優(yōu)美的文字，他們還是很有興致的.自然科學(xué)的發(fā)展歷史對大多數(shù)文科學(xué)生來講是知之甚少，而科學(xué)史對學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)大有裨益.科學(xué)小故事比理論推演更能引發(fā)文科學(xué)生的參與意識(shí).運(yùn)用物理學(xué)史的材料，在分析史料中，了解知識(shí)產(chǎn)生的社會(huì)背景.針對所學(xué)知識(shí)，以物理學(xué)史為背景，拓展學(xué)生思維，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的態(tài)度、情感、價(jià)值觀.讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到科學(xué)的社會(huì)價(jià)值.通過分析史料，使學(xué)生意識(shí)到科學(xué)發(fā)展就是一種探究的過程，培養(yǎng)他們的科學(xué)探究意識(shí).

例如，在講運(yùn)動(dòng)問題時(shí)可以介紹伽利略及他的科學(xué)精神與科學(xué)態(tài)度［3］.在講運(yùn)動(dòng)與力的聯(lián)系時(shí)，可以先給學(xué)生講講日心說［4］，講講哥白尼的故事，再介紹牛頓和他的研究方法.介紹電磁學(xué)內(nèi)容時(shí)，可以將法拉第、安培、麥克斯韋的故事引入［5］，讓文科生在人文氣息中進(jìn)入學(xué)習(xí)，可能更容易讓他們接受.科學(xué)史中對人類發(fā)展有重大意義的人、事件，以故事的形式呈現(xiàn)給學(xué)生會(huì)讓他們對物理學(xué)有全新的認(rèn)識(shí)，對物理學(xué)在人類文明歷程中所起的關(guān)鍵作用有一定認(rèn)識(shí).從全新視角認(rèn)識(shí)物理學(xué)，不僅是技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)，也是社會(huì)發(fā)展不可或缺的部分.在導(dǎo)入課中選取合適的史料，有針對性地、有明確目標(biāo)地引起學(xué)生的學(xué)習(xí)欲望，不失為一種好的方法.

3.3 觸類旁通教學(xué)模式

3.3.1 引用學(xué)生生活經(jīng)驗(yàn)為實(shí)例（基于問題引入）

筆者認(rèn)為盡可能用學(xué)習(xí)者已有經(jīng)驗(yàn)作為導(dǎo)入課的素材.生活中的經(jīng)驗(yàn)有正確的和錯(cuò)誤的兩種，有時(shí)利用學(xué)生生活中的錯(cuò)誤經(jīng)驗(yàn)來引入新課，會(huì)產(chǎn)生導(dǎo)通的效果.文科生不同于理科生，他們對一些基本物理現(xiàn)象可能還會(huì)存在誤解，這時(shí)正好可以利用這一點(diǎn).在介紹慣性時(shí)，可先提問學(xué)生：“維持物體的運(yùn)動(dòng)是否一定要有力的作用？”“速度大的物體是不是一定受一個(gè)較大力的作用？”對這些問題肯定的答案是錯(cuò)誤的，但學(xué)生常常會(huì)認(rèn)為是正確的.產(chǎn)生這種錯(cuò)誤的根源在于學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)被假象所迷惑.

例如靜止的車，人推它才動(dòng)；靜止的樹枝，風(fēng)吹它才動(dòng)；靜止的球，腳踢它才滾，如此等等.如果不推、不吹、不踢，這些物體是不會(huì)動(dòng)的.當(dāng)教師把學(xué)生認(rèn)為是“千真萬確”的生活經(jīng)驗(yàn)，給予否定時(shí)，學(xué)生的思維一下子被激活了（盡管這些內(nèi)容他們中學(xué)時(shí)有學(xué)到，但真正能透徹領(lǐng)悟的卻寥寥無幾），注意力頓時(shí)集中到教師所提出的問題上來，這樣就巧妙地引入了新課.這種引入方法不僅可集中學(xué)生的注意力，更重要的是能使學(xué)生明白生活中的經(jīng)驗(yàn)在沒有經(jīng)過嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)分析之前還是粗淺的、片面的，甚至是錯(cuò)誤的.要正確認(rèn)識(shí)世界，掌握自然界的客觀規(guī)律，還必須經(jīng)過嚴(yán)格的科學(xué)分析［6］，透過表象挖掘事物的本質(zhì)特征.通過課程使文科生學(xué)會(huì)用科學(xué)的方法認(rèn)識(shí)物質(zhì)世界.

通過學(xué)習(xí)，對培養(yǎng)文科生科學(xué)思維方式有很大作用.他們自己對原有的感性知識(shí)作一番分析后，獲得一個(gè)比較全面的認(rèn)識(shí)，認(rèn)識(shí)能力有所攀升，理性思維顯著提升.在解決問題中培養(yǎng)文科學(xué)生一種認(rèn)識(shí)問題的方法，讓他們學(xué)會(huì)在處理問題時(shí)思維更加理性化.同時(shí)使學(xué)生認(rèn)識(shí)到物理現(xiàn)象不是孤立存在的，它與生活息息相關(guān)，打破過去那種孤立思考問題的方法，正確運(yùn)用聯(lián)系發(fā)展的視角認(rèn)識(shí)物質(zhì)世界，引導(dǎo)他們樹立一種哲學(xué)自然觀.在教師的引導(dǎo)下，文科學(xué)生能對一些物理現(xiàn)象有深入的科學(xué)認(rèn)識(shí)，激發(fā)他們對科學(xué)的熱愛也是開設(shè)這門課程的目的之一.

3.3.2 通過類比打通思路

對文科生而言，他們在科學(xué)素養(yǎng)方面缺失較多，在物理課堂上應(yīng)培養(yǎng)他們建立物理現(xiàn)象與生活現(xiàn)象的聯(lián)系，關(guān)注學(xué)生已有思維在教學(xué)中的作用.例如，在介紹一些物理詞語時(shí)，雖然他們對這個(gè)詞并不陌生，可是真正用科學(xué)語言來理解，文科學(xué)生還是比較困難.究其原因是科學(xué)語言過于抽象，會(huì)帶來一些理解偏差.以下介紹幾個(gè)實(shí)例.

如在介紹加速度時(shí)，文科學(xué)生對變化率的概念理解透徹，出現(xiàn)了理解誤區(qū).如果此時(shí)教師仍然用數(shù)學(xué)語言去講解會(huì)很費(fèi)勁，這時(shí)可以類比生活中的具體實(shí)例，可以達(dá)到觸類旁通的效果.例舉簡單事例，如學(xué)生自己身高的變化快慢，或者樹和樹苗高度的變化，這些都是他們身邊耳熟能詳?shù)氖?總之越簡單越好，因?yàn)閷W(xué)習(xí)的目的不是將問題復(fù)雜化，越簡單的語言是越容易被受眾接受和理解的.

介紹電阻或電場強(qiáng)度時(shí)，它們都是用比值定義的反映本質(zhì)屬性的物理量.而比值定義是物理概念比較常用的一種方法.可能有些教師會(huì)用數(shù)值計(jì)算的數(shù)據(jù)來引入新課，這種方法雖然可被學(xué)生接受，但也存在弊端.文科學(xué)生看到數(shù)學(xué)演算會(huì)感到懼怕，即使是很簡單的運(yùn)算也會(huì)令他們撓頭.在這里建議教師利用多媒體課件借助幾何學(xué)知識(shí)，因?yàn)楹唵蔚臍W式幾何對大學(xué)文科生而言不困難，圖形往往比數(shù)值更直觀.這是培養(yǎng)科學(xué)思維的一個(gè)極好辦法.可用三角形邊角間關(guān)系作類比.如30°角所對的直角邊與斜邊之比是，45°角的兩直角邊之比是1.可見比值可反映三角形的角度，則密度和電場強(qiáng)度也是通過比值來定義的量，反應(yīng)物質(zhì)一種屬性.以此類比引導(dǎo)學(xué)生理解這兩個(gè)物理量.這樣可以更好地使學(xué)生的思維導(dǎo)通，借助多媒體手段使學(xué)生頭腦中構(gòu)建數(shù)學(xué)表達(dá)形式與物理概念之間的模型.

4 對大學(xué)文科物理導(dǎo)入課教學(xué)的一點(diǎn)思考

筆者從事物理教學(xué)多年，對我校針對文科生開設(shè)的大學(xué)文科物理教學(xué)實(shí)踐過程親歷親為，有頗多感受，希望能與廣大物理同行共同交流.

大學(xué)文科物理課程對教師提出了新的要求，不論在教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、還是教學(xué)手段，都需要突破傳統(tǒng).

首先要注意授課對象是文科學(xué)生，需依據(jù)文科生的認(rèn)知特點(diǎn)確定教學(xué)目標(biāo).他們與理工科學(xué)生不同，不需要強(qiáng)調(diào)專業(yè)技術(shù)性能力的培養(yǎng)，主要側(cè)重于培養(yǎng)他們用理科思想分析問題、解決問題，擴(kuò)大他們在自然科學(xué)、技術(shù)科學(xué)領(lǐng)域的眼界，導(dǎo)入課設(shè)計(jì)在顧及上述方面的同時(shí)還需兼顧學(xué)生的新奇感，因?yàn)檫@是引發(fā)學(xué)生興趣的關(guān)鍵階段.

其次要注意教學(xué)內(nèi)容也有不同.理工科學(xué)生強(qiáng)調(diào)教學(xué)內(nèi)容的系統(tǒng)化”“邏輯化”“難度化”和“應(yīng)用化”.文科學(xué)生則強(qiáng)調(diào)：定性與半定量，對計(jì)算能力要求不高；闡述物理概念的來龍去脈，加重物理學(xué)史的分量；弄清哲學(xué)與物理學(xué)的關(guān)系；內(nèi)容可廣泛涉獵方法論方面.

最后，要注意文科生物理基礎(chǔ)較弱，在教學(xué)手段的選擇上必須注意采用多元化的方法調(diào)動(dòng)其學(xué)習(xí)興趣.在大學(xué)文科物理教學(xué)中，充分利用多媒體及其軟件圖文聲像并茂、交互環(huán)境友好、信息資源豐富、學(xué)習(xí)路徑多樣的特點(diǎn)，還可以向?qū)W生介紹物理學(xué)發(fā)展前沿，熱點(diǎn)或現(xiàn)代物理知識(shí)，以及當(dāng)今科技形勢與發(fā)展趨勢；展現(xiàn)物理學(xué)發(fā)展的歷史和物理理論的發(fā)展脈絡(luò)，體現(xiàn)物理思想方法的應(yīng)用及其成果；揭示物理學(xué)神秘和諧的美.筆者認(rèn)為這些豐富的內(nèi)容，只要教師善思、善想，將其融入導(dǎo)入課一定會(huì)有很好的效果.

總之，導(dǎo)入課的教學(xué)方法有很多，只要積極探索，認(rèn)真去想，認(rèn)真去實(shí)踐，就會(huì)產(chǎn)生好的效果.文科生在高校是一個(gè)龐大的群體，要想使科學(xué)素養(yǎng)課能切實(shí)對他們發(fā)揮作用，需要廣大物理教師共同努力，提高自身綜合水平才能更好駕馭課程，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)中有所收獲.

1 樂國安.當(dāng)代美國認(rèn)知心理學(xué).北京：中國社會(huì)出版社，2001.23

2 田春鳳，郭玉英，王鳳.中學(xué)物理教學(xué)中的語言問題初探.物理教師，2004（5）：34～35

3 倪光炯，王炎森.物理與文化.北京：高等教育出版社，2009.45

4 趙崢.物理學(xué)與人類文明十六講.北京：高等教育出版社 ，2008.69

5 （美）Art Hobson.物理學(xué)的概念與文化素養(yǎng) .秦克誠，劉培森，周國榮譯.北京：高等教育出版社，2008.12

6 劉輝.體現(xiàn)物理文化的大學(xué)物理教學(xué)審視 .湖南師范大學(xué) ，2008.58