加強文科物理教育，提高學生科學素養

【摘 要】物理學作為一門自然科學，其中蘊含的科學思想、科學方法、科學精神與高校文科類專業學生科學素養的培養目標密切相關。因此，基于物理學的科學素質教育，對培養文科大學生的科學素養至為重要。本文分析了增強文科學生科學素質的必要性，闡明了文科大學生應具備的基本科學素養，重點論述了提高文科大學生科學素養的方法與途徑。

【關鍵詞】物理學 文科物理 文科學生 科學素養

【中圖分類號】O40 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-4810（2013）26-0007-03

2010年11月，我國發布了第八次中國公民科學素養調查結果。調查結果顯示：2010年我國具備基本科學素養的公民的比例達到了3.27%，比2005年的1.60%提高了1.67個百分點，比2007年的2.25%提高了1.02個百分點。目前我國公民的科學素養水平大體相當于日本（1991年，3%）、加拿大（1989年，4%）和歐盟（1992年，5%）等主要發達國家和地區20世紀80年代末、90年代初的水平。從這里可以看出，雖然我國公民的科學素質有了很大提高，但與發達國家相比仍然相對落后，還存在較大的差距。可見，提高我國公民的科學素質水平迫在眉睫。

高等院校擔負著為國家培養高素質人才的重任，實施素質教育責無旁貸。教育部前副部長周遠清在全國普通高等學校教學工作會議上指出，“21世紀中國高等學校培養的人才應當具備基礎扎實、知識面寬、能力強、素質高這四個特點。其中，對于科學文化的要求，不同科類有所區別：理工科學生要加強人文知識教育，文科學生既要加強人文知識教育，又要加強科學技術知識教育。”周遠清的講話表明了我國對引領未來發展的高素質人才的重視，也為當前我國高等院校的科學素質教育指明了方向。

一 提高文科大學生科學素質的必要性

21世紀是科學與技術高度發達的時代，一個民族只有普及科學知識，受到科學精神的熏陶，尊重科學、崇尚科學，才能告別愚昧，才能挺起胸膛自強于世界民族之林。大學生是國民中的特殊群體，他們科學素質的高低將直接影響國民的科學素質水平。由于我國教育體制和中等教育培養模式還不夠完善，一個十分突出的問題擺在面前：學生在高中階段便分文理科，文科學生除數學學科外，幾乎不再接受其他自然科學教育，從而導致進入高校之后，文科大學生的科學素質普遍較低。因此，提高文科大學生的科學素質應是我國高校文科教育的重要組成部分。

物理學作為一門自然科學，是自然科學中的領軍學科，是整個自然科學和工程技術的基礎，兼有哲學的概括性、抽象性，數學的邏輯性、嚴謹性以及實驗的實踐性和操作性的特點，能很好地提高學生的思維能力、觀察能力、動手能力、分析問題和解決問題的能力，可同時培養文科學生的科學素養和人文精神。那么在高等院校文史、管理、財會、語言、藝體等文科類專業開設基于物理學的科學素質課程，是提高文科學生科學素養的一種很好的途徑和方法。

2011年8月，國務委員、現國務院副總理劉延東在全民科學素質行動實施工作電視電話會議上強調，要深入實施《全民科學素質行動計劃綱要》，充分調動社會各界力量，弘揚科學精神，普及科學知識，倡導科學方法，傳播科學思想，讓講科學、愛科學、用科學在全社會蔚然成風，使公民科學素質再上新水平。劉延東強調，公民科學素質是落實科學發展的有力支撐、建設創新型國家的堅實基礎、衡量現代化強國的重要標志和社會文明進步的強大動力，加強公民科學素質建設具有重要而深遠的意義。而高等院校是實施全民科學素質教育的最佳場所之一。近年來，我國部分高校已開始在文科類專業開設基于物理學的科學素質教育課程，這一舉措將有利于提高文科學生的科學素養和實踐創新能力，對于我國社會經濟可持續發展無疑會起較大的促進作用。

二 文科大學生應具備的基本科學素養

進入21世紀，面對經濟社會日新月異的快速變化，思想文化錯綜復雜的高度融合，科學技術前所未有的創新發展，為適應社會需求，跟上時代步伐，作為文科大學生，應具備如下基本科學素養。

1.必備的科學知識

在西方，一些社會學家和物理學家提出這樣的觀點：如果一個人未讀過莎士比亞的著作會被認為沒有教養；但是一個人如果不知道牛頓、愛因斯坦的理論，卻被看作沒有文化。進入21世紀以來，以物理學為基礎的自然科學技術滲透到人們學習、生活、工作中的每一個角落，對社會發展與人們生活方式的影響更加寬廣和深刻。現代高科技的許多前沿問題和應用領域，如網絡技術、通信技術、激光技術、納米技術、核能技術、航天技術、計算機技術以及微電子技術等，很多都囊括在基礎物理的研究領域之中。因此，在文科物理教學中，有必要讓學生學習、理解一些基本物理知識。如牛頓的三大運動定律和萬有引力定律，熱力學第一定律和第二定律，麥克斯韋電磁理論的基礎知識，原子物理和量子力學的基本觀念，愛因斯坦的狹義和廣義相對論，光的波粒二象性等。特別是對引領21世紀發展的高新科技應有一個初步的了解，這對他們將來從事的工作會有很大的幫助。

2.科學的思維方法

科學的思維方法往往比知識本身更重要，眾多諾貝爾獎

* 基金項目：重慶理工大學2011年重大教學成果培育項目（重理工〔2011〕284號）；

校級教研教改課題“基于大學物理課程的‘跨學科教學’研究與實踐”的研究成果（編號：1000301）

獲得者都有同感，他們在學習期間不僅要向導師學習科學知識，更重要的是學習導師如何工作、如何思考、如何處理實際問題等，這種思維方法上的訓練是最為關鍵的。無論是物理概念的建立或物理定律的發現，還是物理基礎理論的創立和突破，都離不開科學的思維方法。而比較、分析、綜合、歸納和演繹等是科學思維的基本方法，在文科物理教學中，我們要善于挖掘物理學中蘊含的豐富思維方式和科學研究方法，如模型方法、類比方法、分析綜合、歸納演繹、理想實驗、科學假說、數學建模方法等，傳授給學生，并努力讓學生應用這些方法，去正確分析、理性判斷和初步計算一般難度的物理問題，以提高他們的科學思維能力。

3.執著的科學精神

物理學作為自然科學的基礎學科，不僅包含物質的結構和物質世界的運動規律，同時蘊含了豐富的哲理和無窮的智慧，閃耀著科學文化與人文精神的光輝。古今中外的著名物理學家，在追求真理的道路上所表現出來的求實精神、獻身精神、懷疑精神、創新精神，在科學研究和日常生活中所表現出來的謙虛、謹慎、誠實、合作、淡泊名利的優秀品質以及他們對人類、對社會的高度責任感等，都是科學精神和人文情懷在他們身上完美結合的體現。因此，在文科物理教育中，應注重樹立學生現代科學的自然觀、宇宙觀和辯證唯物主義世界觀，使學生具有科學的成敗觀和探索科學疑難問題的信心和勇氣，培養學生嚴謹求實的科學精神、堅韌不拔的科學品格和人文關懷的優秀品質。

4.較強的創新意識

愛因斯坦曾說：“提出問題往往比解決問題更重要。因為解決問題或許只是一種技能，而提出新的問題，新的可能性，從新的角度去看問題，卻需要有創造性的想象力，而且標志著科學的進步。”“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，并且是知識進步的源泉。”在文科物理教學中，通過了解物理學史和物理學家成長成才的經歷，讓學生們體會創新思維的重要性，激發學生的求知熱情、探索精神和創新欲望，鼓勵學生對前人的科學理論和傳統觀點持大膽的質疑精神，對前人尚未揭示的事理敢于提問，培養學生勇于開拓進取的精神，使學生善于思考，勇于實踐，敢于向舊觀念挑戰，從而培養學生較強的創新意識。這樣才能適應社會進步和時代變革對創新人才的要求。

三 深化教學改革，增強教學效果

為了增強文科物理教學效果，提高教育教學質量，就應當更新教育觀念，明確教學目標，精選教學內容，改進教學方法。通過近年來的教學探索與實踐，大家逐漸認識到：高校文科物理課程不應是理工科物理課程的濃縮或稀釋；也不應是一般科普性地傳授具體的物理知識，文科物理課程應更多地注重培養科學精神、科學方法和科學思維，重在提高文科學生的科學素養。

1.精心選擇教學內容

物理學內容博大精深，包羅萬象。同時，文科物理課時有限，很多高校文科物理課程僅有32學時左右。在這有限的時間里，不可能面面俱到，必須對教學內容進行仔細甄選和取舍。為達到培養、提高文科學生科學素養的教學目標，我們可以嘗試在文科物理教學中從以下三個方面來組織教學內容：（1）物理學基本概念，并結合物理學史適當介紹一些物理學家的高尚品德和人格魅力，擴大學生的物理基礎知識面，初步掌握物理學的思想和思維方法；（2）與物理學知識有關的社會熱點問題，如臭氧枯竭、環境污染、全球變暖、PM2.5、光伏發電、核泄漏、核動力、信息戰爭等，培養文科生在這方面的興趣，使他們感到物理學是鮮活的，是具有重要社會影響的；（3）結合現代物理學，關注日常生活與生產技術中高科技所蘊含的物理學知識，通過介紹能源、材料、醫學、航天、激光、環保等領域中蘊含的物理知識，融課本中的物理內容和現實中的科技前沿應用的物理知識為一體，讓學生真切地感受到物理學無處不在，物理學與人們的生產、生活密切相關。

2.注重科學精神的培養

科學精神是在科學實踐的過程中被抽象出來，并反作用于指導科學探究的一種價值取向和理性態度，其核心內涵和基本要求是獨立思考、嚴謹規范、求真務實、開拓創新，其中求真是目標，創新是靈魂，即科學精神是科學的本質和靈魂。在文科物理教學中，要鼓勵學生大膽猜想、大膽提問，樂于表現自己，敢于與眾不同；要結合教學內容，激發學生對大自然奧秘的好奇心；要引導學生相信科學、尊重科學、學習科學、運用科學。同時，我們提倡的科學精神應當充滿人文關懷，科學精神與人文精神應緊密地結合起來。愛因斯坦曾說：“學校的目標始終應當是青年人在離開學校時，是作為一個和諧的人，而不是作為一個專家。”愛因斯坦在這里所指的“和諧的人”，其實就是科學精神和人文精神統一的人。這就要求我們在教學過程中，必須同時要重視學生人文素質的培養，以人文精神作為科學精神的底蘊，使科學真正造福于人類。

3.強化科學方法的訓練

科學方法，是指人們在認識和改造客觀世界中遵循或運用的、符合科學一般原則的各種途徑和手段，包括在理論研究、應用研究、技術開發、推廣應用等科學活動過程中采用的思路、程序、規則、技巧和模式。簡而言之，科學方法就是人類在所有認識和實踐活動中所運用的全部正確方法。物理學蘊含著豐富的思維方法，如歸納、總結、演繹、類比、建模、假說、數學統計、實驗檢驗等，這些方法不僅適用于物理學的研究，而且也適用于其他學科。我們在教學中通過對物理學問題探究的學習過程，能使學生掌握一種科學思維的方法。如果能做好這個環節，學生們也就具備了學習和掌握新知識的本領。

4.展現物理實驗的魅力

根據物理學根植于實驗事實這一特點，結合文科物理課程性質，為培養學生的觀察能力和動手能力，激發他們探索創新的意識，在文科物理教學中，適當安排一些實驗內容和操作環節是很有必要的。首先，應充分發揮演示實驗在文科物理教學中的重要作用。物理演示實驗具有內容豐富、現象直觀、趣味性強的特點，通過對演示實驗的觀察和分析，可以使學生獲得生動直觀的感性認識，有助于學生觀察物理現象，增強學習興趣，培養探索精神。其次，應充分利用高校物理實驗室，在現有物理實驗室的基礎上，打破常規，適當增加投入，積極組建集實物展示、儀器演示、動手制作、仿真操作以及影像展播于一體的文科物理實驗室。讓學生有機會在教師的指導下，自行設計實驗裝置，自行準備實驗器材，自行擬定實驗步驟等，并允許失敗和重做，鼓勵探索和創新。這種教學模式能充分展現物理實驗的無窮魅力，可以大大激發文科學生參與動手實踐、探求科學奧秘的興趣和熱情。

在高校開展文科物理教育是一項處于不斷探索之中的教學活動，有很多未知領域有待認識與開拓。只要我們勤于探索、勇于實踐、大膽改革、善于創新，不斷改進教學方法，努力提高教學質量，善于用教師的科學激情去點燃學生的學習熱情，就一定能夠發揮出文科物理在開啟心智、陶冶性情、引導創新、提高素質等方面的獨特魅力。

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〔責任編輯：龐遠燕〕