在大學(xué)物理教學(xué)中進(jìn)行邏輯思維訓(xùn)練的教學(xué)探討

[摘 要] 在理工科高校中，由于基礎(chǔ)學(xué)科的劣勢(shì)，大學(xué)物理課時(shí)被大幅壓縮，邏輯思維課程被普遍忽視。如何在大學(xué)物理學(xué)教學(xué)中進(jìn)行有效的思維邏輯訓(xùn)練是不小的挑戰(zhàn)。通過(guò)分析理工科高校大學(xué)物理教學(xué)和邏輯思維訓(xùn)練面臨的困境，闡明了在大學(xué)物理教學(xué)中引入思維邏輯訓(xùn)練的必要性，總結(jié)了在大學(xué)物理教學(xué)中進(jìn)行邏輯思維訓(xùn)練的優(yōu)勢(shì)，進(jìn)而以“卡諾循環(huán)”知識(shí)點(diǎn)的教學(xué)為例，詳細(xì)介紹了在大學(xué)物理教學(xué)中如何進(jìn)行思維邏輯訓(xùn)練，并總結(jié)了相關(guān)注意事項(xiàng)。

[關(guān)鍵詞] 思維邏輯訓(xùn)練;大學(xué)物理教學(xué);理工科高校

[基金項(xiàng)目] 2019年度湖南省教育廳一般項(xiàng)目“納米黏土異質(zhì)結(jié)界面構(gòu)建及其光催化性能研究”（19C0079）

[作者簡(jiǎn)介] 蔣登輝（1981—），男，湖南長(zhǎng)沙人，博士，長(zhǎng)沙理工大學(xué)物理與電子科學(xué)學(xué)院講師（通信作者），主要從事半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)光化學(xué)轉(zhuǎn)化及其應(yīng)用研究。

[中圖分類(lèi)號(hào)] G642.421? ? [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A? ? ?[文章編號(hào)]1674-9324（2021）21-0153-04? [收稿日期] 2020-12-30

一、引言

大學(xué)教育是高等教育體系最重要的組成部分，是培養(yǎng)高級(jí)專(zhuān)門(mén)人才和職業(yè)人員的重要環(huán)節(jié)和渠道。經(jīng)過(guò)40多年的改革和發(fā)展，我國(guó)大學(xué)教育已經(jīng)具有了一定的規(guī)模，并為我國(guó)培養(yǎng)了大量的人才。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，對(duì)大學(xué)生的要求越來(lái)越高，特別是對(duì)創(chuàng)新能力的要求。因此，對(duì)大學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)成為大學(xué)教學(xué)中的重要目標(biāo)。創(chuàng)新能力的培養(yǎng)通常離不開(kāi)邏輯思維能力的培養(yǎng)，只有具有良好的思維邏輯能力，大學(xué)生才能獨(dú)立思考和分析問(wèn)題，提出個(gè)人的見(jiàn)解，為人類(lèi)知識(shí)體系做出自己的貢獻(xiàn)。因此，對(duì)大學(xué)生進(jìn)行思維邏輯訓(xùn)練是非常重要的。

物理學(xué)是研究物質(zhì)、能量和物質(zhì)間的相互作用的學(xué)科，是自然科學(xué)和工程技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)。物理學(xué)的理論與實(shí)驗(yàn)高度結(jié)合，其學(xué)習(xí)過(guò)程對(duì)于人們邏輯思維的訓(xùn)練和科學(xué)素養(yǎng)培養(yǎng)極為重要。邏輯思維是人運(yùn)用概念、判斷、推理等思維類(lèi)型反映事物本質(zhì)與規(guī)律的認(rèn)識(shí)過(guò)程。[1，2]對(duì)于理工類(lèi)大學(xué)生而言，自然科學(xué)和工程技術(shù)知識(shí)是其學(xué)習(xí)和研究的主要對(duì)象，因而科學(xué)的邏輯思維訓(xùn)練必不可少。因此，大學(xué)物理也是大學(xué)理工科類(lèi)專(zhuān)業(yè)必修的公共基礎(chǔ)課。盡管如此，大學(xué)物理教學(xué)本身面臨諸多問(wèn)題，特別是對(duì)于以工科為主的高校，如學(xué)時(shí)大幅減少、學(xué)生學(xué)習(xí)積極性欠缺等[3，4];因此，如何在大學(xué)物理學(xué)教學(xué)面臨新問(wèn)題的情況下進(jìn)行有效的思維邏輯訓(xùn)練值得探討。

二、理工科類(lèi)高校大學(xué)物理教學(xué)現(xiàn)狀

盡管大學(xué)物理課程對(duì)理工科的大學(xué)生意義重大，但是學(xué)校和學(xué)生對(duì)大學(xué)物理課程都重視不夠。根據(jù)2010年教育部最新發(fā)布的《理工科類(lèi)大學(xué)物理課程教學(xué)基本要求》，工科專(zhuān)業(yè)大學(xué)物理教學(xué)核心內(nèi)容，建議學(xué)時(shí)數(shù)不低于126學(xué)時(shí);而對(duì)于理科、師范類(lèi)非物理專(zhuān)業(yè)和需要加強(qiáng)物理基礎(chǔ)的特色工科專(zhuān)業(yè)，課程學(xué)時(shí)數(shù)不低于144學(xué)時(shí)[5]。然而，實(shí)際上很多高校開(kāi)設(shè)的大學(xué)物理理論教學(xué)課時(shí)大多低于這一要求，特別是以工科為主的高校。例如，電子信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)需要加強(qiáng)物理基礎(chǔ)，課時(shí)不應(yīng)低于144學(xué)時(shí)，但是有的高校兩個(gè)學(xué)期只安排了112學(xué)時(shí)，而其他需要學(xué)習(xí)大學(xué)物理B類(lèi)的專(zhuān)業(yè)僅僅設(shè)置了44學(xué)時(shí)[6]。

大學(xué)物理課程的學(xué)時(shí)被大幅壓縮有多方面的原因。從高校的角度來(lái)看，結(jié)合本校特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)學(xué)科，發(fā)展特色專(zhuān)業(yè)是高校的生存之道;因此，高校會(huì)在特色專(zhuān)業(yè)和優(yōu)勢(shì)學(xué)科上投入更多的資源。[7]特別是工科類(lèi)高校，由于專(zhuān)業(yè)間的“馬太效應(yīng)”，優(yōu)勢(shì)的工科專(zhuān)業(yè)獲得的資源越來(lái)越多，基礎(chǔ)學(xué)科的投入不斷減少。在課程設(shè)置上，專(zhuān)業(yè)課程的學(xué)時(shí)安排得到了一定的加強(qiáng)，而大學(xué)物理類(lèi)基礎(chǔ)課程課時(shí)被壓縮。

從學(xué)生角度而言，物理類(lèi)專(zhuān)業(yè)課理論性比較強(qiáng)，對(duì)學(xué)生的數(shù)學(xué)和邏輯推導(dǎo)能力要求比較高，加之就業(yè)前景較差，物理類(lèi)專(zhuān)業(yè)對(duì)學(xué)生缺乏吸引力，工科專(zhuān)業(yè)的學(xué)生對(duì)大學(xué)物理的興趣就更少了。首先，大學(xué)物理學(xué)習(xí)需要高等數(shù)學(xué)的微積分作為基礎(chǔ)，而高等數(shù)學(xué)通常是理工科學(xué)生進(jìn)入大學(xué)階段學(xué)習(xí)的第一個(gè)難點(diǎn)。大一的第一學(xué)期剛學(xué)完高等數(shù)學(xué)，學(xué)生的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)普遍比較薄弱，大一第二學(xué)期開(kāi)始學(xué)習(xí)大學(xué)物理，很多基礎(chǔ)差的學(xué)生感覺(jué)比較困難，無(wú)法達(dá)到教學(xué)要求，極大地挫傷了學(xué)習(xí)積極性;[8]因此，大部分學(xué)生學(xué)習(xí)僅僅是為了通過(guò)考試和取得學(xué)分。總之，學(xué)生對(duì)大學(xué)物理不夠重視，也沒(méi)有積極學(xué)習(xí)的意愿。

在課時(shí)被大幅壓縮的現(xiàn)狀下，大學(xué)物理要完成大量知識(shí)點(diǎn)的講解，導(dǎo)致課堂教學(xué)中很多章節(jié)都被刪減，這會(huì)對(duì)大學(xué)物理知識(shí)體系造成沖擊，極大地破壞了知識(shí)體系的完整性和邏輯性。為了在有限課時(shí)內(nèi)完成大綱規(guī)定的教學(xué)任務(wù)，教師多側(cè)重知識(shí)點(diǎn)的講解，知識(shí)體系的邏輯性講解變少了，更談不上對(duì)學(xué)生思維邏輯的訓(xùn)練。例如，在我校“大學(xué)物理B（下）”電磁學(xué)教學(xué)中，由于課時(shí)限制，“靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體和電介質(zhì)”一章被刪除，學(xué)完“真空中的靜電場(chǎng)”一章，直接進(jìn)入了“穩(wěn)恒電流的磁場(chǎng)”章節(jié)的學(xué)習(xí)，正常的認(rèn)知過(guò)程被打亂，學(xué)生很難立刻從靜電場(chǎng)認(rèn)知過(guò)渡到電流的磁場(chǎng)認(rèn)知，認(rèn)知的邏輯性被極大破壞。如何在有限的學(xué)時(shí)內(nèi)進(jìn)行有效的思維邏輯訓(xùn)練具有相當(dāng)?shù)奶魬?zhàn)性。

三、理工科高校邏輯思維訓(xùn)練面臨的問(wèn)題與困境

盡管科學(xué)的邏輯思維訓(xùn)練對(duì)理工科類(lèi)大學(xué)生相當(dāng)重要，但是邏輯思維訓(xùn)練的課程在高校中往往處于邊緣地位，被極大忽視。從高校層面來(lái)看，專(zhuān)業(yè)的邏輯課程在高校設(shè)置非常缺乏。由于邏輯課程的知識(shí)都是抽象化的，與實(shí)用性的課程相比很難勝出，因此大部分高校課程中沒(méi)有專(zhuān)門(mén)的思維邏輯訓(xùn)練課程[9]。另外，如果通過(guò)專(zhuān)業(yè)課程進(jìn)行思維邏輯訓(xùn)練，由于不同專(zhuān)業(yè)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)領(lǐng)域不同，需要專(zhuān)業(yè)教師才能夠進(jìn)行，這樣每個(gè)專(zhuān)業(yè)都需要專(zhuān)門(mén)的教師，勢(shì)必大大增加學(xué)校的人力資源成本。

從學(xué)生層面來(lái)看，特別是工科類(lèi)學(xué)生，多側(cè)重對(duì)專(zhuān)業(yè)知識(shí)的學(xué)習(xí)和專(zhuān)業(yè)技能的訓(xùn)練，不注重邏輯思維能力的訓(xùn)練。學(xué)生普遍認(rèn)為學(xué)好專(zhuān)業(yè)知識(shí)最重要，對(duì)畢業(yè)找工作和將來(lái)的發(fā)展更有幫助，更容易忽視邏輯思維的訓(xùn)練。如果利用專(zhuān)業(yè)課程進(jìn)行思維邏輯訓(xùn)練，學(xué)生學(xué)習(xí)的所有知識(shí)都是新知識(shí)，在沒(méi)有完全理解新知識(shí)的情況下，學(xué)生很難體會(huì)到專(zhuān)業(yè)知識(shí)里的科研思維邏輯。因此，通過(guò)專(zhuān)業(yè)課進(jìn)行科研思維邏輯訓(xùn)練，對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)難度非常大，從而導(dǎo)致學(xué)生沒(méi)有學(xué)習(xí)的積極性。