大学文科物理课程教学初探＊

魏 环 谷建生 高永春 刘 颖 盛嘉茂

（河北联合大学理学院 河北 唐山 0630 09 ）

文科物理课程是为高校人文及社科专业学生设置的通识性课程．自2005 年举办全国首届文科物理教师研修班至今，文科物理课程相继出现在我国许多高校的教学实践或教学计划中．目前针对这一课程，教育部并未出台统一的课程教学基本要求或指导性的文件，以指导和规范文科物理课程教学，无疑，这为文科物理的教学建设营造了极大的探索与发展空间．

我校自2003 年起即为多个专业的学生开设了文科物理课程．有限的学时和不同于大学物理的教学定位以及全新的受众，都是文科物理教师需要研究的新课题．基于这些年对文科物理课程的教学研究、探索和实践，笔者认为，文科物理课程在“教学内容的组织与构建”、“科学素质教育的有效途径”以及“教学的适教性研究”方面依然需要继续研究和探索．

本文介绍了笔者对上述问题的研究、认识与实践，愿与大家交流．

1 问卷调查与分析研究

在教学中发现，许多学生并不清楚开设文科物理课程的目的，因此，他们对这门课程的内容也有着各种不同的期待与要求．此外，许多学生对科学的认识过于肤浅，甚至还存在着错误和偏见．对教师而言，了解学生的学习态度、兴趣与需要以及其对科学的认识和理解程度，对于课程教学内容的组织与设计、教学方案的制定都是非常有帮助的，也是适教性研究的基础．为此，笔者采用了问卷调查的方式．

1．1 调查问卷构成及主要调查结果

以对我校2012 级经济、管理、文法、外语4个学科的新生进行的问卷调查结果为例．设计的调查问卷包括基本情况、学习意愿、对科学的认识与理解3个部分．基于问卷调查方式所具有的双向信息传递功能，在调查的题目中既包括了准备向学生了解的问题，也包括了希望学生要关注的问题．表1和表2给出的是部分调查题目及相应的统计结果，此次回收的有效答卷共461 份．

表1 关于学习意愿的调查

续表

表2 对于科学的认识与理解的调查

1．2 调查结果分析与适教性研究之一

（1）有70 %的学生相信物理课程在培养人的科学思维方式、提高分析问题和处理问题的能力方面具有重要的作用，但是表示喜欢学习物理学的学生只占25 %，还有50 %的学生虽然不排斥专业之外的物理课程，但是他们的学习态度显然并不积极．笔者对这部分学生做了进一步的调查，发现畏惧物理问题的逻辑分析和数学推导，担心不能通过课程考核是主要原因．因此，为了缩小教与学的差距，文科物理教师需要根据文科学生偏重形象思维，不擅长逻辑思维的特点来设计教学的起点与难度，探索与文科学生接受能力相适应的教学方式．

（2）表1中的1．2题是单选题，可以发现，学生对物理问题的关注点较为分散，相对集中的是A和D两个选项，而代表物理学史的选项B只占大约1．10 这表明，文科学生更为关注物理学的社会价值，同时更希望了解日常生活中涉及到的物理学原理和知识．

该项调查提示我们，在教学中对物理学史的介绍需要适时、适度地展开，尤其不能为了降低课程难度而偏离教学目标，将文科物理变成以物理学史为主要内容的课程．

（3）结合表1中1．3和1．4题的调查结果可以发现，学生并没有把获得物理知识放在学习目的的首位，而是更期待自身能力的提高以及获得完善的知识结构．这就启示我们，需要深入研究自然科学课程对文科学生的作用；授人以渔、提高素质教育水平应该是文科物理教学改革的方向．

（4）从表2中的2．1与2．2题的调查结果看，有超过80 %的学生并不清楚科学的起源；关于科学的本质，只有13 ．3%的学生回答正确；学生对科学的基本特征，科学能做什么，不能做什么的问题认识不清，甚至有3．6%的学生认为科学无所不能；有接近70 %的学生认为，科学就是由概念、定律和原理构成的静态知识．表2中的2．3题正确率只有18 %，说明学生缺乏对自然科学实证性要求的认识．表2中2．4题的正确率是22 ．8%，表明学生对于科学和技术概念的认识含混不清．这项调查结果说明，学生对于科学的本质以及科学的基本特征的确缺乏真正、完整的认识．使学生建立正确的科学观，是进行科学素质教育的基础和前提，因此，如何使学生建立起对科学的正确认识，是文科物理教学研究中的又一个重要课题．

2 围绕文科物理教学的比较研究

2．1 对文科物理课程的性质 作用与特点的认识

同为物理课程，但是文科物理与大学物理两门课程在许多方面都存在差异．因此，通过比较，可以使我们对文科物理课程有更为准确的认识和把握．对理工科学生来讲，大学物理是重要的基础课程，它的教学目标就是使学生拥有扎实的物理基础，具备应用理论的能力，养成探索的精神和创新意识，大学物理将重点放在培养学生应用理论的能力上．对文科学生而言，文科物理课程不仅在于它的通识性，还在于它是具有文化素质教育性质的课程［1］，因此，这门课程不仅具有完善学生知识结构的通识教育功能，而且具有培养学生科学文化素养的素质教育功能．鉴于文科学生未来工作的特点，笔者认为，文科物理在“培养文科学生应用理论的能力”方面的作用是相对次要的，而在“帮助学生认识理性思维的特点，了解物理学的思想、方法和价值，提升科学素养”方面的作用则是首要的．所以，尽管这两门课程都以传授物理知识，培养学生的科学素质为目标，但是，文科物理的教学更注重科学与人文精神的融合，它的文化品味更浓、思想性更强．上述差异决定了它们处于物理教育的不同层面，大学物理位于“知识与应用”教育的层面，而文科物理是以物理知识为载体，将重点放在了以育人为中心的“科学精神”的养成上［2］，因此，它处于“精神与素养”教育的层面［3］．

2．2 关于科学素质教育 中西方应该有不同的教学起点和重点

中西方的学生因文化传统、人文环境等不同而有着不同的文化背景．文化背景的差异，使中西方的学生对科学存在不同深度的认识和理解，因此，围绕科学素质教育问题，中西方应该有不同的教学起点与重点．比较并探寻文化背景与科学认知之间的联系，有助于找到有效开展科学素质教育的途径．

中西方文化传统的明显差异是彼此关于科学认识目的的不同．在西方，科学源于人类渴望探求自然万物的奥秘、追寻真理的好奇心，人们是“为求知而从事学术，并无任何实用的目的”［4］，因此，在西方的文化传统中，科学与功利无关，人类物质生活的改善与技术的进步，并不是科学的最初动机，而是科学研究的必然结果．但是在中国，古代学者在“经世致用”的儒家思想影响下，探索自然主要是源于实用的需要，因此，在中国的文化传统中，科学具有实用主义的特征．笔者认为，这是导致“科学”与“技术”两个概念长期被混淆的主要原因，至今仍有许多中国人将古代的四大发明视为中国古代科学的标志就是一个实例．

中西方不同的人文文化使得中西方传统的思维方式各具特色．西方思维强调对传统的怀疑、批判和超越，而中国的传统思维则非常注重对经典与传统的继承、模仿与再造，具有“唯书、唯圣、唯上”的思维倾向［5，6］．同时，在中国传统思维方式中，还存在着“疏于实证分析，不尚抽象思辨”的非科学的思维弱点或缺陷．

近代科学诞生于西方，西方的科学传统以及人文文化对西方学生形成“求真、探索、怀疑、批判、创新”的科学精神起到了潜移默化的作用．在我国，由于传统文化中缺乏科学的精神，许多传统的思想观念和思维方式因其强烈而鲜明的民族特性，并未随着时代的变迁而发生多大的变化，而是在以“浸润”的方式，持久地影响着中国人的思想观念和行为方式．

有两点值得注意，其一，对西方近代科学的学习，于我们而言，是跨文化的学习；其二，近代科学是出于“中体西用”的功利目的被引入中国的，随着科学与技术的日益发达，这种对待科学的功利主义思想在我国一直延续至今，它对我国的科学教育观也产生了极大影响，主要表现在“只关注科学知识的传授和科学方法的训练，而未能关注科学精神的培养和科学态度的养成．”［7］

因此，文科学生的科学素质教育应该从科学启蒙教育开始，科学教育的重点应该是帮助学生建立非功利性的科学观，形成“追求实证，敢于质疑和批判、勇于创新”的科学精神．

3 文科物理教学内容的构建与教学实践

3．1 教学内容的组织与体系的构建

我们从物理教育的目的出发［8］，结合历次调查与研究的结果，确立了4条教学主线，分别为科学的基本特征，物理学的基本概念、规律与方法，物理学发展史，物理学与社会的联系．这4条主线在展现物理学的科学价值、应用价值和社会价值方面是全面的．

文科物理课程的性质，决定了它可以构建与目标相契合的内容体系．本校的文科物理教学内容体系由8个部分构成，即“绝对时空观与牛顿力学”、“现代时空观与相对论”、“场与电磁波”、“光的本性”、“物质结构与量子力学”、“能量的品质与热力学”、“膨胀着的宇宙”以及“物理学与现代科技”．这个体系依照“从经典到现代，从低速到高速，从实物质到场物质，从宏观到微观，从微观到宇观”的思路，涵盖了物理学的各个分支．

3．2 教学实践与适教性研究之二

在教学计划中，现代物理学的内容占有大约50 %的比例，我们认为，文科物理有必要向学生介绍现代物理学的价值，包括它的应用价值，它为我们提供的智慧与思辨的享受，它带给我们对世界的新的认识以及科学的精神价值．

由于学时有限，对于每部分内容采取了少而精的原则，即选择那些在物理学中意义重大，在实践中应用广泛、社会价值大的论题（例如，热学中的熵原理），只针对这些精选的论题做深入的论述．

针对文科学生的思维特点和数学基础，对于多数物理问题，在简化公式推导的同时，加强了对物理问题的哲学背景与文化背景的探讨，由此来实现科学文化与人文文化的交融，为降低教学难度，笔者尽可能采用图片与视频结合的方式帮助学生理解物理学原理．从培养学生理性思维的需要出发，对于一些具有很强的逻辑性，并且可以利用初等数学推理的典型问题，比如，狭义相对论的时空观问题，并没有一味的略去推导，而是将其视为培养文科学生逻辑思维能力的例子采取了详细分析和推导的做法．

3．3 以显性和启蒙的方式展开关于科学观的教育

国内的一些文科物理教材往往是结合物理学史，在介绍物理学家的工作与经历的同时，向学生宣传什么是科学的精神．这种通过个案，以隐性的方式展开的科学教育，可能会使学生记住某些科学家、某个故事或公式，但是，个案之间的松散性难以让学生对科学形成清晰、完整的认识，教学效果并不理想．笔者在教学实践中采用了显性的方式，将关于“科学的本质及特征”的内容集中放在了开篇绪论中．从介绍科学的诞生开始展开关于“科学的基本特征”的教学；关于中西方在科学传统以及思维方式上的差异，运用了比较的方法进行探讨．

这样的教学设计是，期望学生能够在课程的开始就对科学的本质及基本特征形成正确和初步的认识，之后，再通过个案逐步深化学生对科学的理解．而运用比较的方法审视中西方文化在科学传统与思维方式上的差异，不仅可以深化对传统的认识，也可以帮助我们发现自身存在的问题，以消除传统文化带给学生的对于科学的偏见与误解．在课程结束后，笔者再次对学生进行了问卷调查，针对“科学的本质”问题，正确率由13 ．3%提高到了54 ．2%．

4 结束语

文科物理教学对物理教师来讲意味着许多的挑战，教师必须能够做到对同一个论题从物理学、哲学及社会学多个角度进行探讨，必须放弃对物理知识系统的、按部就班的教学习惯，必须适应素质教育课程具有的跳跃性、离散性的教学特点．科学素养教育的意义是重大的，文科物理教学还在探索成长阶段，还需要物理教师的继续努力．

1 张岂之．关于深化大学文化素质教育的几点建议．清华大学教育研究，2008 （2）：1～3

2 顾沛．理工科专业教师开授文化素质教育课程的障碍 ．中国大学教学，2008 （8）：4～6

3 解世雄．文化视野下的物理教育理念．中山大学学报论丛，2007 ，27 （7）

4 亚里士多德．形而上学．北京：商务印书馆 ，1959 ．5

5 陈喜乐．中西思维方式之比较 ．厦门大学学报（哲社版），1991 （4）

6 王南湜．中西思维方式的差异及其意蕴析论．天津社会科学，2011 （5）

7 母小云．在物理学科教学中对文科大学生进行科学本质观教育的研究：［学位论文］．北京：首都师范大学，2008

8 保罗·布莱克．新千年的物理教育．国际纯粹物理与应用物理研究会．进入新千年的物理学．赵凯华，等译．北京：北京大学出版社，2000 ．79 ～84