文科大學物理教學探索

吳軍

摘要：在當今教育改革的背景下，就大學文科物理課程開設的現狀、意義及所遇到的挑戰進行了概述。通過對教學內容、教學方式和教學手段的一些調整，將“物理案例”與“人物情感”、“藝術美感”相結合，激發學生學習熱情，發揮學習主觀能動性，進一步提高文科物理課程的教學質量。

關鍵詞：文科物理；素質教育；科學素養；教學方法

中圖分類號： G642文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）09（C）-00

The study on college physics teaching for liberal arts

WU Jun

（Department of Mathematics and Physics， Nanjing Institute of Technology， Nanjing 211167，China）

Abstract： Under the background of today's educational reform， the importance of establishing arts physics， the present condition and the challenge of the arts physics curriculum are summarized. Based on adjustment of teaching contents， teaching methods and teaching means， it will motivate the learners to fully employ their learning potential and further improve the quality of arts physics course teaching by integration of “Physical cases”， “characters emotions” and “aesthetic feelings”.

Key words： arts physics；quality education；scientific literacy；teaching method

引言：

自上個世紀90年代以來，隨著我國高等教育教學改革的深入開展與素質教育的全面普及，文理滲透和學科交叉已成為現代高等教育的發展趨勢。物理學貫穿人類活動始終，與社會的發展密切相關聯，不僅是自然科學與工程技術學科的基礎，同時也是文化和哲學[1]。將物理學的理念與人文知識相結合，對提高文科學生的科學素養、促進文科專業的發展均起到重大的作用。因此，物理學是最適合作為對大學文科學生進行科學素養通識教育的學科[2]。

1科大學物理課程現狀

全國多數高校對文科大學物理課程沒有全面的開設，部分工科院校僅僅有一些選修課[3]。文科大學物理也往往不被重視，知識講解俗套，教學內容陳舊過時，授課形式不夠靈活，這些無疑都增加了文科學生學習的難度和惰性。而學生也認為文科專業與物理學沒有關聯，物理對于自己沒有用處或用處不大，學習物理的積極性自然不高。這種境況使得高校文科物理教學舉步維艱，面臨巨大挑戰。

其實當今社會科技發展日新月異，文理兼通無異于增加了自己的求職砝碼，提高了自身的競爭力，滿足時代的需求。而且物理學知識有利于構建和完善文科學生合理的知識結構，其研究方法和物理思想也有利于促進文科學生科學素養與人文精神的有機融合[4]。在學習這門課程的過程中，如何通過物理概念的建立或物理定律的發現，培養文科學生科學的思維能力，使之應用到各自專業？如何通過物理學家“奇聞軼事”，培養學生嚴謹求實的科學態度和堅韌不拔的科學品格？這些都對新時代文科大學物理教學提出了更高的要求。

2科大學物理教學調整

在文科大學物理教學過程當中，應以培養文科生科學素養為核心，這就自然不能要求與理科物理一樣，追求公式、數學推導、物理概念理解，而應該體現物理學中的哲學思想和創新思維[5]。鑒于文科學生對語言文字的感悟能力強，邏輯性較理科學生稍差的這種特點，可以從以下三個方面著手開拓文科學生知識面，從而提高文科學生學習物理的興趣，激勵熱愛科學，學習科學的決心。

2.1內容噱頭有新意

教學的內容不應該是枯燥的講授物理的理論知識，須具有一定的新鮮感，要能夠吸引學生的注意力。教師可以從身邊的“物理案例”出發，有針對的解決物理問題，以至于讓學生融會貫通、學以致用，從而培養學生分析問題、解決問題的能力。比如在經典力學理論中，先讀一段金庸小說《倚天屠龍記》中關于俞岱巖使用武當派輕功絕學“梯云縱”救人的一段話，然后向學生發問：“梯云縱，一躍三丈開外，真的可以實現么？”，由此提問式開頭引入所需講解的各知識點，讓學生結合具體物理參數，自己動手估算找出問題答案。這種圍繞“物理案例”的教學，能夠發散學生的思維，往往能強烈地激發學生求知欲，提高學生學習的主動性。

在教學內容上，對文科學生還可以加強物理學史的教育，揭示物理學發展的每一次重大革命中的創新點，融入物理學家的學養才情，體驗人物鮮活的內心情感。例如“地心說”與“日心說”在“科學”與“宗教”之間的碰撞，感受哥白尼“求真”、布魯諾為科學獻身以及伽利略的科學精神。再比如，近代哥本哈根學派和愛因斯坦學派學術爭論的“奇聞軼事”，這些都能夠極大的吸引學生的興趣。從講述物理基礎知識到所包含的物理思想、思維模式、研究方法、科學精神以及科學觀點，通過融入知識背后的“人物情感”，充分發揮文科生的感悟能力，以提高學習趣味，促進文科學生科學素養與人文精神的有機融合。

2.2化繁為簡有動力

化繁為簡不僅僅是將理論知識、數學推導等去繁存簡，更要通過靈活的教學方式、教學手段使物理課程淺顯易懂。物理學雖是邏輯性較強的學科，但也有很多需要發揮想象的空間[6-7]。例如在電磁學中關鍵性的突破，電力線的引入就是“文科生”法拉第的貢獻。愛因斯坦說過，“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，并且是知識進化的源泉。” 因而在教學中，充分發揮學生感官，把繁瑣的物理運動過程和狀態以直觀、形象的語言進行描述，使之簡潔降低學習難度。授課形式可以采取豐富多樣的教學手段，例如在課堂上采用簡單道具做一些驗證性、趣味性小實驗，或者采用微課形式播放視頻錄像等，可以將抽象化的物理概念與物理定理形象化和具體化，從而使文科學生易于接受和理解，提升學習物理的動力。例如，探險家貝爾·格里爾斯在《絕境求生》“掉落的電線”中的關于電勢的描述極具時代感，能夠極大的吸引學生的眼球。通過結合所學知識，易于解釋其中的物理現象，從而加深對物理學的理解與應用。

2.3實踐作花添錦衣

實踐是檢驗真理的唯一標準，只有在實踐中才能驗證理論知識。教師應充分考慮到文科學生的知識背景與接受能力，可以在理論授課的同時，穿插一些演示實驗。比如椎體上滾、超聲霧化、高壓靜電反應“怒發沖冠”等妙趣橫生的演示實驗，一定能夠給學生直觀的視覺沖擊，使其身臨其境的體驗物理學的美妙。此外，可以充分發揮學校的理工科硬件優勢，對文科生開放實驗基地，通過有“特色”的物理精品實驗，提高實驗技能和動手操作能力；還可以組織參觀調研共建企業，在“學以致用”理念的指導下，感受科學與現代工藝結合迸發出的美感，獲得豐富的感性認識，培養學生學習科學的興趣，寓學于樂、寓樂于學。

3 文理渾然一體，達到升華

將物理學中的科學思維和科學方法，與文科專業知識相融合，是培養具有良好科學人文精神和自主創新能力人才的重要途徑。物理學中的方法論和認知論，已然成為人們認知事物，分析問題的重要思維方法。例如，傳統銀行在“外力”余額寶的作用下，必須改變他們以往 壟斷的狀態，而面臨金融轉型；網絡輿論的生成機制可以與混沌現象中的“蝴蝶效應”做類比[8]；而諾貝爾經濟學獎得主M. S. Scholes建立了關于股市期權定價的模型，更是開創了“量子經濟學”的先河[9]，等等。這些文科專業領域都可以找到物理學模型，從而運用物理學理念來提高認知世界的能力。

文理從來都是相輔相成的，而物理與藝術的聯系更是密不可分。李政道先生說過：“事實上如一個硬幣的兩面，科學和藝術源于人類活動最高尚的部分，都追求著深刻性、普遍性、永恒和富有意義”。在很多情況下，物理和藝術是相通的。比如最為大眾所熟知的就是西方畫家利用透視法來創作藝術作品[10]，而花樣滑冰中的旋轉更是力與美結合的典范。這就要求文科物理教學要從更高層次培養學生的物理學審美思維，使之學會用科學去創造藝術，用藝術去欣賞和研究科學的內在規律。將科學和藝術兩者相互融合，必將給文科學生以科學的啟迪，使他們學會科學的思維方法， 做到文理互補、文理相通。

4 結語

21世紀人才將是文理兼通的復合型人才。隨著經濟、信息、生命、材料等學科的交叉滲透發展，對理科生提高人文素養，對文科生提高科學素養，正成為一種社會共識。開設文科大學物理課程，以物理學的發展為知識脈絡，展現物理學的文化內涵，將物理思想與人文精神融合，既是高等教育素質發展的要求和體現，也是新時代人才培養的需要。將“物理案例”串聯組織教學內容，輔以“人物情感”，加深學生對物理學的理解，鍛煉其科學的思維方法，從而有效的培養學生發現問題、解決問題的能力；通過靈活多樣的教學方式，重現“藝術美感”，使文科大學物理課程新鮮有趣，必定會激發文科生學習熱情，從而進一步提高文科大學物理課程的教學質量。

參考文獻

[1] R. P.費曼. 費曼講物理入門 （走近費曼叢書） [M].秦克誠 ，譯.長沙：湖南科技出版社，2004.

[2] 鄭明學. 開設文科物理選修課程提高文科學生科學素質[J].國際物理教育通訊，2002（30）： 30-37.

[3] 周雨青. 東南大學文科物理教學改革的反思[J]. 高等工程教育研究，2000（2）： 89-92.

[4] 趙旺，陳永紅等. 文科物理教育的實踐與探索[J]. 中國電力教育，2011，（7）：6-7.

[5] 劉宇星，王越. 開展多樣化的物理教學培養文科學生的科學素養——我校大學物理（文）教學介紹[J]. 物理與工程， 2014（S2）：78-80.

[6] 蘇景順，想象力比知識更重要——從相對論的起源談起[J]. 物理與工程， 2014（S2）：60-62.

[7] 時鐘，想象力比知識更重要——淺議青年學生思維能力的培養[J]. 2011（8）：52-55.

[8] 韓立新，霍江河. “蝴蝶效應”與網絡輿論生成機制[J]. 當代傳播，2008（6）：64-67.

[9] 歐陽芳平，黃生祥，趙新聞等. 中南大學文科物理課程教學的思考與探索[J]. 理工高教研究，2005（2）：51-54.

[10] 施大寧. 時間與空間-物理與藝術的共同主題[J]. 民主與科學，2006（3）：48-49.