通識(shí)教育理念下基礎(chǔ)力學(xué)教學(xué)中滲透人文思想的思考與實(shí)踐

顧娟 陳平 孫鷹 李昂

摘要：結(jié)合基礎(chǔ)力學(xué)特點(diǎn)，探討基礎(chǔ)力學(xué)教學(xué)中如何在通識(shí)教育理念下滲透人文教育，拓展力學(xué)內(nèi)涵。介紹了通識(shí)教育的基本理念、文理交融的教改思路，以及在基礎(chǔ)力學(xué)教學(xué)中滲透人文教育的教學(xué)實(shí)踐，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)掘力學(xué)之美，培養(yǎng)學(xué)生豐富的想象力，提升其科學(xué)與人文素養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：基礎(chǔ)力學(xué)；通識(shí)教育；人文；力學(xué)史

中圖分類號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1005-2909（2018）01-0042-03

通識(shí)教育最初源于古希臘，意為博雅教育或自由教育，其目的是使學(xué)生對(duì)不同的學(xué)科有所認(rèn)識(shí)，能將不同的知識(shí)融會(huì)貫通，最終培養(yǎng)出完全的、完整的人。2006年在北京召開的教育部各類教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)主任委員會(huì)上，與會(huì)委員認(rèn)為，對(duì)于高等學(xué)校教學(xué)工作，應(yīng)該進(jìn)一步重視和強(qiáng)化素質(zhì)教育，進(jìn)一步重視和加強(qiáng)學(xué)生思想道德和人文修養(yǎng)教育，而通識(shí)教育是素質(zhì)教育最有效的實(shí)現(xiàn)方式，也是現(xiàn)代教育理念中國(guó)化的實(shí)踐過程[1]。

一、教育理念和教改思路

半個(gè)多世紀(jì)以來，人們對(duì)通識(shí)教育做出了眾多的解說。通識(shí)教育概念的內(nèi)涵也與時(shí)俱進(jìn)，不斷豐富，但是這一切都無法改變通識(shí)教育作為文理教育的本質(zhì)特征[2]。20世紀(jì)90年代，教育部高等教育司在《關(guān)于加強(qiáng)大學(xué)生文化素質(zhì)教育的若干意見》中指出“整合科學(xué)教育和人文教育，特別是把提高學(xué)生的人文素質(zhì)作為高等教育改革的重要方面”，努力“建立人與自然、人與人之間的和諧關(guān)系”。而現(xiàn)實(shí)情況是許多理工科學(xué)生知識(shí)面窄，對(duì)人文知識(shí)缺乏了解，與當(dāng)代素質(zhì)教育的目標(biāo)要求嚴(yán)重不符。

基礎(chǔ)力學(xué)是有很強(qiáng)應(yīng)用背景的自然學(xué)科，掌握必要的力學(xué)知識(shí)和研究力學(xué)的方法與手段已成為新世紀(jì)高素質(zhì)人才的基本素養(yǎng)，因此，有必要拓寬基礎(chǔ)力學(xué)內(nèi)涵，實(shí)現(xiàn)知識(shí)學(xué)習(xí)與素質(zhì)培養(yǎng)相結(jié)合，人文精神與科學(xué)思想相交融。

二、基礎(chǔ)力學(xué)課程中的文理教育

美國(guó)研究型大學(xué)的專業(yè)教育主要放在研究生階段，本科生主要進(jìn)行通識(shí)教育[3]。20世紀(jì)90年代國(guó)內(nèi)許多綜合性大學(xué)開始引入通識(shí)教育理念。進(jìn)入21世紀(jì)以后，通識(shí)教育受到空前關(guān)注，但是在實(shí)踐中，通識(shí)教育僅僅局限于為文、理科學(xué)生開設(shè)互為補(bǔ)充的講座，真正實(shí)現(xiàn)文理交融的課程極少。

基礎(chǔ)力學(xué)課程主要有理論力學(xué)、材料力學(xué)、工程力學(xué)，是工科專業(yè)重要的技術(shù)基礎(chǔ)課，是理論性強(qiáng)、邏輯性強(qiáng)、概念抽象的經(jīng)典課程。在大多數(shù)人眼中力學(xué)課程機(jī)械、枯燥、復(fù)雜、缺乏想象力，然而力學(xué)課程的經(jīng)典性為課程進(jìn)行文理教育提供了有利條件。在力學(xué)悠久的發(fā)展歷史中，每一次跳躍式發(fā)展都凝聚著力學(xué)家們高深的智慧?；A(chǔ)力學(xué)在力學(xué)人物、力學(xué)原理、經(jīng)典工程應(yīng)用以及中國(guó)古代關(guān)于力學(xué)應(yīng)用的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)等方面積累了大量的歷史素材和人文基礎(chǔ)。

在通識(shí)教育理念下，基礎(chǔ)力學(xué)教學(xué)中堅(jiān)持文理交融，發(fā)揮基礎(chǔ)力學(xué)與人文、科學(xué)與技術(shù)之間的關(guān)聯(lián)作用，符合現(xiàn)代教育思想。在基礎(chǔ)力學(xué)課程中滲透人文知識(shí)的教學(xué)實(shí)踐，主要圍繞改革課程模式，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，啟迪智慧，培養(yǎng)好奇心和想象力，協(xié)同達(dá)成力學(xué)知識(shí)、文化素質(zhì)和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)目標(biāo)展開工作。

三、基礎(chǔ)力學(xué)課程中文理交融的教學(xué)實(shí)踐

（一）授課教師要掌握一定的教育學(xué)理論，加強(qiáng)“文戲”功底

力學(xué)是邏輯性很強(qiáng)的學(xué)科，授課時(shí)如果沒有好的人文修養(yǎng)，在分析工程案例或解釋自然現(xiàn)象時(shí)，雜亂的思維、混沌的語句、不知所謂的講解肯定吸引不了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，學(xué)生甚至?xí)a(chǎn)生厭學(xué)情緒，而授課者也會(huì)逐漸喪失教學(xué)的信心。事實(shí)上武戲重要（數(shù)學(xué)或力學(xué)語言表達(dá)），文戲更難（文字語言表達(dá)）[3]。

大多數(shù)力學(xué)教師擁有碩士、博士學(xué)位，在學(xué)科上已經(jīng)有較為扎實(shí)的專業(yè)基礎(chǔ)，可是在從自己的“一缸水”里給學(xué)生“一杯水”時(shí)卻發(fā)現(xiàn)“倒不出”或者“倒不好學(xué)生需要的水”，這就是人文功底不深的表現(xiàn)。人文素養(yǎng)的不足或者缺失是力學(xué)教師甚至是大多數(shù)理工科教師經(jīng)常忽略的問題。教師要懂得并會(huì)運(yùn)用哲學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)、歷史學(xué)等知識(shí)，這是更高層次的基本功，這些看似無用的知識(shí)可以熏陶人的心靈。在思維方式、思想方法上具有指導(dǎo)意義的是方法論、認(rèn)識(shí)論上的功底，甚至還有可能成為新思想和創(chuàng)新的源泉[4]。

例如：在講彎曲正應(yīng)力公式推導(dǎo)時(shí)，為什么選擇純彎曲梁作為研究對(duì)象，不考慮剪力的影響？為什么講完彎曲正應(yīng)力后再講彎曲切應(yīng)力？用哲學(xué)的觀點(diǎn)就是抓住事物的主要矛盾，待主要矛盾解決了再重新考慮次要矛盾，逐漸接近實(shí)際情況，也是真理相對(duì)性的體現(xiàn)。授課教師加強(qiáng)自身的文化修養(yǎng)，將原本的枯燥的力學(xué)知識(shí)講出文化韻味，學(xué)生“愛聽”，教師也更“愛講”。

（二）營(yíng)造適合人文教育的的教育環(huán)境

加強(qiáng)大學(xué)生人文素質(zhì)教育的目的在于提高大學(xué)生的文化品位、審美情趣、為科學(xué)提供精神動(dòng)力和靈感源頭。與理工科理智的、收斂的思維方式不同，文科思維相對(duì)偏主觀、更發(fā)散，因此，在基礎(chǔ)力學(xué)教學(xué)中滲透人文教育需要營(yíng)造和諧、民主的教學(xué)氛圍。然而，基礎(chǔ)力學(xué)邏輯性強(qiáng)、數(shù)學(xué)背景濃厚，力學(xué)課程容易陷入呆板、嚴(yán)肅甚至是壓抑的“死胡同”，不利于在力學(xué)課堂中滲透人文教育。授課教師可以通過提問、歸納、總結(jié)、演繹等多種方法調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性。掌握一定的教學(xué)藝術(shù)并靈活運(yùn)用到教學(xué)實(shí)踐是提升教學(xué)水平的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。理工科教師通過加強(qiáng)自我人文修養(yǎng)，可以使思想更開闊，更容易體會(huì)教育的規(guī)律，理解教育的真諦，掌握教學(xué)的藝術(shù)，甚至形成自己獨(dú)特的教學(xué)風(fēng)格。此外，授課教師得體的衣著、生動(dòng)的語言、飽滿的情緒能夠感染并激發(fā)學(xué)生的原始動(dòng)力。

（三）引經(jīng)據(jù)典，將課堂內(nèi)外相結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生的人文素養(yǎng)

課堂是學(xué)校中最為平常、最為常見、最為細(xì)小的細(xì)胞，也是培養(yǎng)學(xué)生各方面能力包括人文素養(yǎng)的主陣地。武際可的《力學(xué)詩趣》《力學(xué)史雜談》是科學(xué)與人文結(jié)合的范本，《力學(xué)與實(shí)踐》中“身邊力學(xué)趣話”專欄里也有許多類似的“力與美”相結(jié)合的文章。優(yōu)美的詩句、美好的意境，引人無限遐想，授課時(shí)在“吟詩作賦”中闡述了基本的力學(xué)現(xiàn)象，實(shí)現(xiàn)了課堂內(nèi)外、教材內(nèi)外的有機(jī)結(jié)合。

此外武際可的《拉家常說力學(xué)》，丁光宏的《力學(xué)與現(xiàn)代生活》、賈書惠的《從貓的下落談起》、黃鐘的《趣味力學(xué)新編》、前蘇聯(lián)科學(xué)家別萊利曼的《趣味力學(xué)》等書籍簡(jiǎn)單易懂，且與現(xiàn)實(shí)生活結(jié)合較好，可讀性很強(qiáng)。廣泛搜集與課程相關(guān)的學(xué)生感興趣的內(nèi)容在課堂作講解，可開闊學(xué)生視野，提高學(xué)習(xí)興趣。

名師大家們靈活運(yùn)用他們豐富的學(xué)識(shí)，尤其是文、史、哲方面的知識(shí)，引人入勝地描繪一些場(chǎng)景和原理，唐詩宋詞、歷史典故、民間傳說、身邊趣事，傳神貼切，美不勝收，此時(shí)，感性與理性協(xié)調(diào)統(tǒng)一，文理融合，對(duì)課堂來說也是教學(xué)模式的轉(zhuǎn)變和個(gè)人教學(xué)風(fēng)格的體現(xiàn)。

（四）注重力學(xué)史教育

美國(guó)以畢生精力從事科學(xué)史研究的學(xué)者喬治·薩頓曾說，科學(xué)史從最高意義上說，它實(shí)際上是人類文明的歷史[5]。其中，科學(xué)的進(jìn)步是被注意的中心，而一般歷史作為背景而存在。

力學(xué)的發(fā)展有著悠久的歷史，它同天文學(xué)、數(shù)學(xué)是人類最早發(fā)展起來的不可分割的學(xué)科。了解和研究力學(xué)歷史就可以認(rèn)識(shí)力學(xué)發(fā)展和科技發(fā)展之間的聯(lián)系，認(rèn)識(shí)力學(xué)和社會(huì)進(jìn)步之間的關(guān)系，因而學(xué)科史教育是筆者在教學(xué)過程中十分重視的環(huán)節(jié)。在力學(xué)發(fā)展進(jìn)程中有許多杰出的力學(xué)家做出了杰出的貢獻(xiàn)。武際可教授整理了1920年以前力學(xué)發(fā)展史上的100篇重要文獻(xiàn)[6]，以這些文獻(xiàn)作為線索構(gòu)成了一部基礎(chǔ)力學(xué)的發(fā)展史。

在基礎(chǔ)力學(xué)教學(xué)中注重學(xué)科史的教育，第一課非常重要。課上勾勒出力學(xué)的來龍去脈，簡(jiǎn)要說明力學(xué)是如何產(chǎn)生的，是如何從物理、天文學(xué)等自然科學(xué)中分離出來的，力學(xué)是如何傳播的，中國(guó)力學(xué)在世界上的地位，力學(xué)在日常生活、生產(chǎn)實(shí)際、國(guó)防事業(yè)中的應(yīng)用？講好這些問題授課教師需要參閱大量書籍。

結(jié)合力學(xué)史中一些有趣的實(shí)例，讓學(xué)生對(duì)力學(xué)知識(shí)產(chǎn)生親近感。比如在講胡克定律時(shí)，介紹早于胡克1500年中國(guó)東漢時(shí)期的鄭玄，他在注解《考工記·弓人》談到：每加物一石，則弓長(zhǎng)一尺，這是歷史上對(duì)彈性變形最早的描述；講細(xì)長(zhǎng)壓桿的臨界力公式時(shí)，結(jié)合歷史上幾起失穩(wěn)事故引入開展穩(wěn)定性問題研究的重要性和必要性；具體公式講解時(shí)也可以簡(jiǎn)單介紹歐拉的生平，歐拉和學(xué)生拉格朗日之間的師徒情深，以及歐拉公式得出的由來。與教學(xué)密切相關(guān)的“小故事”非常多，將力學(xué)史的知識(shí)適當(dāng)引入課堂教學(xué)，增添了課程的趣味性，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)基礎(chǔ)力學(xué)的興趣，學(xué)生在潛移默化中加深了對(duì)書本的理解，活躍了課堂氣氛，于潤(rùn)物細(xì)無聲處進(jìn)行了人文教育。

四、展望

在教學(xué)實(shí)踐中需要打開基礎(chǔ)力學(xué)通識(shí)教育平臺(tái)，構(gòu)建以通識(shí)教育為基礎(chǔ)的新型課程教育體系，推動(dòng)通識(shí)教育和專業(yè)教育的有機(jī)結(jié)合。1998年，復(fù)旦大學(xué)為全校本科生開設(shè)了一門綜合知識(shí)課程——力學(xué)與現(xiàn)代工程，受到學(xué)生的熱烈歡迎。隨后不少高校開設(shè)了類似的力學(xué)選修課[7]，課程的主要任務(wù)是向?qū)W生介紹力學(xué)古老而悠久的歷史，展示力學(xué)在人類改造自然中的諸多工程應(yīng)用，以及力學(xué)的思維方式和研究方法，取得了不錯(cuò)的教學(xué)效果。這類力學(xué)選修課是力學(xué)教學(xué)文理交融的大膽嘗試，也是力學(xué)必修課的有益補(bǔ)充。然而目前大多數(shù)高校的基礎(chǔ)力學(xué)課程設(shè)置仍然比較傳統(tǒng)單一，以傳授知識(shí)為主要目標(biāo)的必修課為主。由單一的基礎(chǔ)力學(xué)課程拓展為以力學(xué)教學(xué)為基礎(chǔ)，以培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)文化素質(zhì)、提高創(chuàng)新能力為特色的系列課程體系任重而道遠(yuǎn)。

課程體系的設(shè)置是一個(gè)系統(tǒng)工程，是全校自上而下智慧的體現(xiàn)，在現(xiàn)有的教學(xué)內(nèi)容和課程模式下，應(yīng)充分考慮學(xué)生在不同階段的認(rèn)知特點(diǎn)，強(qiáng)調(diào)循序漸進(jìn)，遵循教育規(guī)律，加強(qiáng)資源建設(shè)，確保教學(xué)質(zhì)量和效率。為此，積極探索新的教學(xué)模式、拓展教學(xué)內(nèi)容變革和課程模式是力學(xué)教育者努力的方向。

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