在大學物理教學中進行邏輯思維訓練的教學探討

[摘 要] 在理工科高校中，由于基礎學科的劣勢，大學物理課時被大幅壓縮，邏輯思維課程被普遍忽視。如何在大學物理學教學中進行有效的思維邏輯訓練是不小的挑戰。通過分析理工科高校大學物理教學和邏輯思維訓練面臨的困境，闡明了在大學物理教學中引入思維邏輯訓練的必要性，總結了在大學物理教學中進行邏輯思維訓練的優勢，進而以“卡諾循環”知識點的教學為例，詳細介紹了在大學物理教學中如何進行思維邏輯訓練，并總結了相關注意事項。

[關鍵詞] 思維邏輯訓練;大學物理教學;理工科高校

[基金項目] 2019年度湖南省教育廳一般項目“納米黏土異質結界面構建及其光催化性能研究”（19C0079）

[作者簡介] 蔣登輝（1981—），男，湖南長沙人，博士，長沙理工大學物理與電子科學學院講師（通信作者），主要從事半導體異質結光化學轉化及其應用研究。

[中圖分類號] G642.421? ? [文獻標識碼]A? ? ?[文章編號]1674-9324（2021）21-0153-04? [收稿日期] 2020-12-30

一、引言

大學教育是高等教育體系最重要的組成部分，是培養高級專門人才和職業人員的重要環節和渠道。經過40多年的改革和發展，我國大學教育已經具有了一定的規模，并為我國培養了大量的人才。隨著社會經濟的高速發展，對大學生的要求越來越高，特別是對創新能力的要求。因此，對大學生創新能力的培養成為大學教學中的重要目標。創新能力的培養通常離不開邏輯思維能力的培養，只有具有良好的思維邏輯能力，大學生才能獨立思考和分析問題，提出個人的見解，為人類知識體系做出自己的貢獻。因此，對大學生進行思維邏輯訓練是非常重要的。

物理學是研究物質、能量和物質間的相互作用的學科，是自然科學和工程技術發展的基礎。物理學的理論與實驗高度結合，其學習過程對于人們邏輯思維的訓練和科學素養培養極為重要。邏輯思維是人運用概念、判斷、推理等思維類型反映事物本質與規律的認識過程。[1，2]對于理工類大學生而言，自然科學和工程技術知識是其學習和研究的主要對象，因而科學的邏輯思維訓練必不可少。因此，大學物理也是大學理工科類專業必修的公共基礎課。盡管如此，大學物理教學本身面臨諸多問題，特別是對于以工科為主的高校，如學時大幅減少、學生學習積極性欠缺等[3，4];因此，如何在大學物理學教學面臨新問題的情況下進行有效的思維邏輯訓練值得探討。

二、理工科類高校大學物理教學現狀

盡管大學物理課程對理工科的大學生意義重大，但是學校和學生對大學物理課程都重視不夠。根據2010年教育部最新發布的《理工科類大學物理課程教學基本要求》，工科專業大學物理教學核心內容，建議學時數不低于126學時;而對于理科、師范類非物理專業和需要加強物理基礎的特色工科專業，課程學時數不低于144學時[5]。然而，實際上很多高校開設的大學物理理論教學課時大多低于這一要求，特別是以工科為主的高校。例如，電子信息類專業需要加強物理基礎，課時不應低于144學時，但是有的高校兩個學期只安排了112學時，而其他需要學習大學物理B類的專業僅僅設置了44學時[6]。

大學物理課程的學時被大幅壓縮有多方面的原因。從高校的角度來看，結合本校特點和優勢學科，發展特色專業是高校的生存之道;因此，高校會在特色專業和優勢學科上投入更多的資源。[7]特別是工科類高校，由于專業間的“馬太效應”，優勢的工科專業獲得的資源越來越多，基礎學科的投入不斷減少。在課程設置上，專業課程的學時安排得到了一定的加強，而大學物理類基礎課程課時被壓縮。

從學生角度而言，物理類專業課理論性比較強，對學生的數學和邏輯推導能力要求比較高，加之就業前景較差，物理類專業對學生缺乏吸引力，工科專業的學生對大學物理的興趣就更少了。首先，大學物理學習需要高等數學的微積分作為基礎，而高等數學通常是理工科學生進入大學階段學習的第一個難點。大一的第一學期剛學完高等數學，學生的數學基礎普遍比較薄弱，大一第二學期開始學習大學物理，很多基礎差的學生感覺比較困難，無法達到教學要求，極大地挫傷了學習積極性;[8]因此，大部分學生學習僅僅是為了通過考試和取得學分。總之，學生對大學物理不夠重視，也沒有積極學習的意愿。

在課時被大幅壓縮的現狀下，大學物理要完成大量知識點的講解，導致課堂教學中很多章節都被刪減，這會對大學物理知識體系造成沖擊，極大地破壞了知識體系的完整性和邏輯性。為了在有限課時內完成大綱規定的教學任務，教師多側重知識點的講解，知識體系的邏輯性講解變少了，更談不上對學生思維邏輯的訓練。例如，在我校“大學物理B（下）”電磁學教學中，由于課時限制，“靜電場中的導體和電介質”一章被刪除，學完“真空中的靜電場”一章，直接進入了“穩恒電流的磁場”章節的學習，正常的認知過程被打亂，學生很難立刻從靜電場認知過渡到電流的磁場認知，認知的邏輯性被極大破壞。如何在有限的學時內進行有效的思維邏輯訓練具有相當的挑戰性。

三、理工科高校邏輯思維訓練面臨的問題與困境

盡管科學的邏輯思維訓練對理工科類大學生相當重要，但是邏輯思維訓練的課程在高校中往往處于邊緣地位，被極大忽視。從高校層面來看，專業的邏輯課程在高校設置非常缺乏。由于邏輯課程的知識都是抽象化的，與實用性的課程相比很難勝出，因此大部分高校課程中沒有專門的思維邏輯訓練課程[9]。另外，如果通過專業課程進行思維邏輯訓練，由于不同專業的專業知識領域不同，需要專業教師才能夠進行，這樣每個專業都需要專門的教師，勢必大大增加學校的人力資源成本。

從學生層面來看，特別是工科類學生，多側重對專業知識的學習和專業技能的訓練，不注重邏輯思維能力的訓練。學生普遍認為學好專業知識最重要，對畢業找工作和將來的發展更有幫助，更容易忽視邏輯思維的訓練。如果利用專業課程進行思維邏輯訓練，學生學習的所有知識都是新知識，在沒有完全理解新知識的情況下，學生很難體會到專業知識里的科研思維邏輯。因此，通過專業課進行科研思維邏輯訓練，對學生來說難度非常大，從而導致學生沒有學習的積極性。