大學(xué)文科生物理科學(xué)素養(yǎng)現(xiàn)狀調(diào)查及分析

冷新麗 韓躍軍 李輝

摘 要 本研究對(duì)江西省南昌市大學(xué)文科生物理科學(xué)素養(yǎng)現(xiàn)狀進(jìn)行調(diào)查并分析。結(jié)果顯示：南昌市大學(xué)文科生對(duì)物理科學(xué)技術(shù)具有一定的興趣，對(duì)于物理科學(xué)技術(shù)也抱有較大的信心，但是文科生的物理知識(shí)存在著知識(shí)結(jié)構(gòu)不平衡、知識(shí)偏重明顯的特征，對(duì)物理科學(xué)方法也缺乏了解，特別是對(duì)于理想實(shí)驗(yàn)法的理解和認(rèn)識(shí)有一定的局限性。針對(duì)這些問(wèn)題，本研究為提高南昌市大學(xué)文科生物理科學(xué)素養(yǎng)提供了三點(diǎn)建議，即對(duì)南昌市大學(xué)文科生實(shí)施物理實(shí)驗(yàn)教育、物理學(xué)史教育和物理專題科普教育。

關(guān)鍵詞 大學(xué)文科生;物理科學(xué)素養(yǎng);現(xiàn)狀調(diào)查

中圖分類號(hào)：G642? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? DOI：10.16400/j.cnki.kjdk.2021.32.051

Investigation and Analysis of Physical Science Literacy of College Liberal Arts Students

——Case Study of Nanchang in Jiangxi Province

LENG Xinli[1]， HAN Yuejun[2]， LI Hui[3]

（[1]Physics and Electronic Information College， Nanchang Normal University， Nanchang， Jiangxi 330032;

[2] No.5 High School of Xiaoshan District， Hangzhou， Zhejiang 311202;

[3] The Attached Middle School To Jiangxi Normal University， Nanchang， Jiangxi 330046）

Abstract This study investigates present situation of the physical science literacy status of college liberal arts students in Nanchang in Jiangxi province. The result shows： the college liberal arts students in Nanchang have a certain interest and great confidence for physical science and technology. However， the physical knowledge of liberal arts students has the characteristics of unbalanced knowledge structure and obvious emphasis on knowledge， and lack of understanding of physical science methods， especially for the understanding and recognition of ideal experimental method. In view of these problems， this study provides three suggestions to improve the physical science literacy of college liberal arts students in Nanchang， namely， to carry out physical experiment education， physics history education and physics topic popular science education.

Keywords college liberal arts students; physical science literacy; present situation investigation

1996年，作為具有國(guó)際權(quán)威的競(jìng)爭(zhēng)力評(píng)價(jià)研究機(jī)構(gòu)，瑞士國(guó)際管理發(fā)展學(xué)院發(fā)布了《2000年世界競(jìng)爭(zhēng)力年鑒》（WCY），國(guó)民素質(zhì)和科學(xué)技術(shù)被列為國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的八個(gè)要素之一。報(bào)告中指出，唯有科學(xué)素質(zhì)較為完備的人才能擔(dān)負(fù)得起知識(shí)的生產(chǎn)、傳播和應(yīng)用等一系列環(huán)節(jié)的工作。[1]2019年，教育部聯(lián)合13個(gè)部委決定實(shí)施“六卓越一拔尖”計(jì)劃2.0，把新文科建設(shè)納入新工科、新醫(yī)科、新農(nóng)科建設(shè)體系，為全面推進(jìn)高等教育高質(zhì)量建設(shè)指明方向。新文科作為新一輪教學(xué)改革的政策被教育部正式提出后，在國(guó)內(nèi)學(xué)界和教育界引起了巨大反響。[2]對(duì)于新文科，學(xué)術(shù)界還沒(méi)有完全統(tǒng)一的定義，但普遍的觀點(diǎn)指出，新文科的建設(shè)旨在推動(dòng)文科與當(dāng)今新科技革命交叉融合。[3-5]在新科技革命涌現(xiàn)的新技術(shù)中，作為物理學(xué)對(duì)全人類的貢獻(xiàn)——人工智能[6-7]、物聯(lián)網(wǎng)[8-9]、量子計(jì)算[10-12]、先進(jìn)材料[13]、太空科技[14-15]、通信技術(shù)[16-17]等技術(shù)不斷改變著我們的生產(chǎn)生活方式，物理科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)和新文科建設(shè)強(qiáng)調(diào)的交叉融合遙相呼應(yīng)。因此，在新文科背景下，如何評(píng)估新時(shí)代大學(xué)文科生的物理科學(xué)素養(yǎng)成為一個(gè)重要的問(wèn)題。本文以南昌市大學(xué)文科生為調(diào)查對(duì)象，通過(guò)問(wèn)卷調(diào)查的方式，切實(shí)了解其物理科學(xué)素養(yǎng)現(xiàn)狀，為高等院校教學(xué)改革和促進(jìn)大學(xué)文科生物理科學(xué)素養(yǎng)的提高提供參考依據(jù)。

1 大學(xué)文科生物理科學(xué)素養(yǎng)的問(wèn)卷設(shè)計(jì)

本次針對(duì)大學(xué)文科生物理科學(xué)素養(yǎng)的調(diào)查采取問(wèn)卷調(diào)查的方式。該問(wèn)卷以國(guó)際上公認(rèn)的物理科學(xué)素養(yǎng)定義為基礎(chǔ)，參閱了我國(guó)2010年中國(guó)公眾科學(xué)素養(yǎng)調(diào)查問(wèn)卷、物理科學(xué)素養(yǎng)相關(guān)的科普類博士、碩士論文，[18-21]設(shè)計(jì)了針對(duì)大學(xué)文科生的物理科學(xué)素養(yǎng)調(diào)查表。問(wèn)卷設(shè)計(jì)內(nèi)容主要包括：（1）被調(diào)查者的基本信息。包括被調(diào)查者就讀的學(xué)校、專業(yè)、專業(yè)類型、高中分科類型。（2）三個(gè)維度的調(diào)查信息：對(duì)物理科學(xué)知識(shí)的基本了解程度;對(duì)物理科學(xué)方法的基本了解程度;對(duì)物理科學(xué)技術(shù)與社會(huì)、個(gè)人之間關(guān)系的了解程度。用于測(cè)試學(xué)生的物理科學(xué)知識(shí)水平、科學(xué)能力、對(duì)物理科學(xué)方法的理解及所具備的物理科學(xué)精神和科學(xué)品質(zhì)等方面。問(wèn)卷共有21道題，采用SPSS13.0軟件對(duì)調(diào)查數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。

本次調(diào)查共計(jì)發(fā)放調(diào)查問(wèn)卷488份，其中有效答卷為465份，有效率為95.29%。調(diào)查對(duì)象為南昌市高校在讀本科生中的文科生，以大一、大二、大三三個(gè)年級(jí)的學(xué)生為主。調(diào)查選取的四所高校分別為南昌師范學(xué)院、江西科技師范大學(xué)、江西財(cái)經(jīng)大學(xué)、華東交通大學(xué)。被調(diào)查學(xué)生所屬專業(yè)包含思想政治教育、漢語(yǔ)言文學(xué)、音樂(lè)學(xué)、金融學(xué)、新聞學(xué)、商務(wù)英語(yǔ)、旅游管理、秘書學(xué)、會(huì)展經(jīng)濟(jì)與管理、人力資源管理等多達(dá)十幾個(gè)文科類專業(yè)。

2 大學(xué)文科生物理科學(xué)素養(yǎng)的問(wèn)卷調(diào)查分析

本研究對(duì)所有收回的有效問(wèn)卷進(jìn)行統(tǒng)計(jì)后，從不同維度進(jìn)行了分析。

2.1 文科生物理科學(xué)素養(yǎng)中知識(shí)的現(xiàn)狀分析

問(wèn)卷中的6-18 題是關(guān)于物理知識(shí)的。第6題“地心非常熱（對(duì)）”，正確率僅為79.57%，仍有20.43%的同學(xué)回答錯(cuò)誤。第7題“光速比聲速快（對(duì)）”正確率為96.77%，僅有3.23%的同學(xué)回答錯(cuò)誤。第8題“地球圍繞太陽(yáng)轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)一圈為一年（對(duì)）”正確率僅為86.67%，仍有13.33%的同學(xué)回答錯(cuò)誤。第9題“激光因匯聚聲波而產(chǎn)生（錯(cuò)）”正確率僅為57.2%，仍有42.8%的同學(xué)回答錯(cuò)誤。第10題“熱氣流上升，冷氣流下降（對(duì)）”正確率為93.12%，僅有6.88%的同學(xué)回答錯(cuò)誤。第11題“月亮本身不發(fā)光（對(duì)）”正確率為97.63%，僅有2.37%的同學(xué)回答錯(cuò)誤。第12題“電子比原子小（對(duì)）”正確率僅為68.17%，仍有31.83%的同學(xué)回答錯(cuò)誤。第13題“宇宙產(chǎn)生于大爆炸（對(duì)）”正確率僅為88.17%，仍有11.83%的同學(xué)回答錯(cuò)誤。第14題“質(zhì)量可以轉(zhuǎn)化為能量（對(duì)）”正確率僅為79.78%，仍有20.22%的同學(xué)回答錯(cuò)誤。第15題“無(wú)線電波是電磁波，而可見(jiàn)光不屬于電磁波（錯(cuò)）”正確率僅為40.65%，仍有59.35%的同學(xué)回答錯(cuò)誤。第16題“原子核是由原子和分子構(gòu)成的（錯(cuò)）”正確率僅為51.4%，仍有48.6%的同學(xué)回答錯(cuò)誤。第17題“請(qǐng)想一想，地球、太陽(yáng)系、銀河系和宇宙哪一個(gè)最大？（宇宙）”正確率僅為89.68%，仍有10.32%的同學(xué)回答錯(cuò)誤。第18題“波長(zhǎng)最短的可見(jiàn)光是什么光（紫光）”正確率僅為23.87%，仍有67.13%的同學(xué)回答錯(cuò)誤。

表1給出了按正確率（從大到?。┡帕械奈锢碇R(shí)題目，不難看出，文科生對(duì)于一些膚淺的、日常的、傳統(tǒng)的物理概念的理解狀況相對(duì)較好，回答的準(zhǔn)確率較高，但是對(duì)于一些專業(yè)領(lǐng)域性較強(qiáng)的知識(shí)回答的正確率不高。正確率低于60%的題目考查的知識(shí)點(diǎn)為激光的產(chǎn)生、分子原子基本結(jié)構(gòu)、光的電磁波本質(zhì)、可見(jiàn)光波長(zhǎng)的比較。這些知識(shí)與新科技革命有密切聯(lián)系，但在課堂上學(xué)不到，需要課后通過(guò)查閱資料或閱讀相關(guān)科普讀物才能獲取，故文科生在面對(duì)這些題目時(shí)顯現(xiàn)出一種相對(duì)比較低的水平。這反映出文科生的物理知識(shí)存在著知識(shí)結(jié)構(gòu)不平衡、知識(shí)偏重明顯的特征。

2.2 文科生物理科學(xué)素養(yǎng)中科學(xué)方法和技能的現(xiàn)狀分析

問(wèn)卷中的19-21 題是關(guān)于物理科學(xué)方法和技能的。題目19“科學(xué)研究是指以下哪一種”的正確率是72.9%，這部分文科生認(rèn)為科學(xué)研究是觀察、推理、實(shí)驗(yàn)。有17.2%的文科生認(rèn)為科學(xué)研究就是引進(jìn)新的技術(shù)、推廣新技術(shù)和使用新技術(shù);5.38%的文科生認(rèn)為科學(xué)研究就是觀察、推理、結(jié)論;4.52%的文科生不清楚。該問(wèn)題的調(diào)查結(jié)果表明仍有不少文科生對(duì)于科學(xué)研究的本質(zhì)缺乏深入理解。

第20題“下列過(guò)程中運(yùn)用了等效替代方法的是哪一項(xiàng)”的正確率是67.74%，這部分文科生在四個(gè)備選答案中選擇了曹沖稱象。而17.42%的文科生選擇了研究電流與電壓、電阻的關(guān)系;10.11%的文科生選擇了測(cè)量一張白紙的厚度;4.73%的文科生選擇了牛頓總結(jié)慣性關(guān)系。第21題“下列哪個(gè)成果是運(yùn)用理想實(shí)驗(yàn)法得出的”的正確率是44.52%，僅這些文科生認(rèn)為伽利略指出的“力不是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因”是通過(guò)理想實(shí)驗(yàn)法得出的。16.56%的文科生選擇了盧瑟福的“原子核式結(jié)構(gòu)模型”。13.33%的文科生選擇了麥克斯韋提出的“電磁場(chǎng)理論”;25.59%的文科生選擇了愛(ài)因斯坦的“光子假說(shuō)”。從這兩個(gè)小問(wèn)題可以看出，多數(shù)文科生對(duì)物理科學(xué)方法缺乏了解，特別是對(duì)于理想實(shí)驗(yàn)法的理解和認(rèn)識(shí)，存在著一定的局限性。究其原因，理想實(shí)驗(yàn)是理想化的，在現(xiàn)實(shí)生活實(shí)踐和所處水平的實(shí)驗(yàn)條件下難以實(shí)現(xiàn)，對(duì)于文科生而言，學(xué)習(xí)它不僅需要非常豐富的想象與聯(lián)想能力，還需要一定的推理判斷能力，而這正是他們所欠缺的。

2.3 文科生物理科學(xué)素養(yǎng)中科學(xué)情感和態(tài)度的現(xiàn)狀分析

問(wèn)卷中的22-26 題是關(guān)于物理科學(xué)情感和態(tài)度的。題目22為“生活中一些有關(guān)物理科學(xué)和技術(shù)的新聞和話題，對(duì)這些新聞和話題你注意嗎”，這個(gè)問(wèn)題11.83%的人表示經(jīng)常注意，69.46%的人表示偶爾注意，18.71%的人表示不注意。該題目調(diào)查結(jié)果顯示大多數(shù)文科生對(duì)物理科學(xué)技術(shù)具有一定的興趣。

題目23為“在您看來(lái)，物理科學(xué)技術(shù)對(duì)您的生活、工作將有怎樣的影響”，這個(gè)問(wèn)題的48.6%的人選擇了好的影響，30.32%的人選擇了好壞參半，1.51%的人選擇了不好的影響，4.3%的人選擇了沒(méi)有影響，15.27%的人表示說(shuō)不清楚。該結(jié)果表明，將近一半的文科生對(duì)物理科學(xué)技術(shù)的發(fā)展予以肯定，約三分之一的文科生在看待物理科學(xué)技術(shù)發(fā)展給人類帶來(lái)的影響及作用方面，能夠具有辯證唯物的觀點(diǎn)：物理科學(xué)技術(shù)的發(fā)展給人類帶來(lái)的影響既有積極的，也有消極的。題目26是關(guān)于空間探索的，16.56%的人認(rèn)為利益遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)危險(xiǎn)，10.97%的人認(rèn)為利益稍微超過(guò)危險(xiǎn)，52.47%的人認(rèn)為利益與危險(xiǎn)參半，6.24%的人認(rèn)為危險(xiǎn)稍微超過(guò)利益，13.76%的人表示說(shuō)不清楚。調(diào)查結(jié)果顯示，選擇利益與危險(xiǎn)參半的文科生占最大比例，同樣說(shuō)明大多數(shù)文科生對(duì)待空間探索的態(tài)度客觀，具有辯證思維。

題目24為“在您看來(lái)，未來(lái)25年內(nèi)以科學(xué)研究或礦山開(kāi)采目的向月球移民發(fā)生的可能性有多大”，16.13%的人認(rèn)為很可能，56.34%的人認(rèn)為有點(diǎn)可能，16.77%的人認(rèn)為絕不可能，10.75%表示不知道。題目25詢問(wèn)的是：在您看來(lái)，未來(lái)25年內(nèi)“精確預(yù)報(bào)地震”發(fā)生的可能性有多大？51.61%的人認(rèn)為很可能，39.78%的人認(rèn)為有點(diǎn)可能，3.66%的人認(rèn)為絕不可能，4.95%的人表示不知道。通過(guò)比較不難發(fā)現(xiàn)，近一半的文科生認(rèn)為未來(lái)25年內(nèi)向月球移民有點(diǎn)可能，同樣近一半的文科生認(rèn)為未來(lái)25年內(nèi)精確預(yù)報(bào)地震很有可能。說(shuō)明文科生對(duì)于物理科學(xué)技術(shù)還是抱有較大的信心。

3 大學(xué)文科生物理科學(xué)素養(yǎng)的提高建議

3.1物理實(shí)驗(yàn)教育

物理科學(xué)素養(yǎng)的養(yǎng)成迫切需要文科生發(fā)揮學(xué)習(xí)主動(dòng)性，才能打通最后一公里，攻克專業(yè)領(lǐng)域性較強(qiáng)的物理知識(shí)。物理實(shí)驗(yàn)教育可使文科生所處的學(xué)習(xí)環(huán)境變得生動(dòng)形象，軟化教學(xué)過(guò)程，激發(fā)文科生學(xué)習(xí)興趣和主動(dòng)學(xué)習(xí)意識(shí)，同時(shí)還能提高文科生的動(dòng)手能力，培養(yǎng)他們優(yōu)秀的科學(xué)品質(zhì)和世界觀。

3.2物理學(xué)史教育

科學(xué)意識(shí)、科學(xué)精神、科學(xué)方法和行為等科學(xué)素養(yǎng)的要素，大部分是在對(duì)科學(xué)知識(shí)和科學(xué)發(fā)展歷程有了足夠的認(rèn)識(shí)的前提下慢慢產(chǎn)生的。經(jīng)過(guò)物理學(xué)史教育，能夠幫助文科生養(yǎng)成科學(xué)的思維模式，激起學(xué)生的求知欲和好奇心、投身到人類文明進(jìn)步的事業(yè)中去。因此，加大物理學(xué)史教育力度，是培養(yǎng)文科生科學(xué)的思維方法的一種有效途徑。

3.3物理專題科普教育

物理專題科普教育可以幫助文科生開(kāi)拓視野、激發(fā)潛能，對(duì)于提高探究精神、創(chuàng)新意識(shí)有非常積極的意義。具體的方式方法有：開(kāi)設(shè)人工智能、通信技術(shù)的奧妙、3D打印技術(shù)、天地演化的研究、近代對(duì)核能的認(rèn)識(shí)的發(fā)展、激光及其應(yīng)用、超導(dǎo)技術(shù)等科普講座;播放相對(duì)論的介紹視頻，地磁場(chǎng)、激光及其應(yīng)用等錄像專題片;播放人類探索太空、隱秘的星球、發(fā)射衛(wèi)星、微觀下的世界等科普教育片。

4 結(jié)束語(yǔ)

值得注意的是，物理科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)并不是處于某段時(shí)間段或單一方面的潛移默化就能達(dá)到目的的，它是一項(xiàng)需要長(zhǎng)期堅(jiān)持復(fù)雜而艱辛的任務(wù)。只有將物理科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)貫穿于整個(gè)教育過(guò)程，才能夠獲得比較理想的效果。

*通訊作者：冷新麗

基金項(xiàng)目：江西省自然科學(xué)基金項(xiàng)目“拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可控的表面二維共價(jià)網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)筑”（項(xiàng)目編號(hào)：20202BABL20301）;江西省高等學(xué)校教學(xué)改革研究項(xiàng)目“《文科物理學(xué)》‘引-導(dǎo)-做趣味教學(xué)法研究”（項(xiàng)目編號(hào)：JXJG-18-23-13）

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[21] 張玉芬.高三文科生科學(xué)素養(yǎng)現(xiàn)狀調(diào)查研究——以貴陽(yáng)市某中學(xué)為例[D].貴州師范大學(xué)，2015.