學(xué)科教育論文-也談文科物理課的開設(shè).doc

學(xué)科教育論文-也談文科物理課的開設(shè)作者：樊振軍周惟公張自力蔣蕓摘要本文介紹了對(duì)大學(xué)文科專業(yè)學(xué)生開設(shè)物理課程的必要性和意義，以及怎樣更好更有效的開設(shè)好文科物理課。為文科大學(xué)生開設(shè)物理課，不僅可以拓寬學(xué)生知識(shí)面、鍛煉學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力，而且能夠培養(yǎng)他們的細(xì)致嚴(yán)謹(jǐn)?shù)乃季S方式，培養(yǎng)他們的科學(xué)素養(yǎng)。關(guān)鍵詞文科物理文理融合科學(xué)素養(yǎng)一、引言我們都知道物理學(xué)是一門基礎(chǔ)自然科學(xué)，是許多新技術(shù)的基礎(chǔ)。理、工、農(nóng)、醫(yī)科大學(xué)生需要學(xué)物理是沒有問題的，文科學(xué)生是否也要學(xué)物理呢？對(duì)于這一問題的回答引出了人文文化與科學(xué)文化融合這一深層次的問題。我們的時(shí)代是科學(xué)和技術(shù)的時(shí)代?？茖W(xué)技術(shù)以極高的速度發(fā)展，從而推動(dòng)著社會(huì)飛速地發(fā)展，影響到社會(huì)生活的方方面面?？萍疾粌H是經(jīng)濟(jì)建設(shè)和國(guó)防建設(shè)的強(qiáng)大手段，探索宇宙和微觀世界及人類自身的前沿研究，改善我們?nèi)粘Ｉ畹墓ぞ?，并且它們已成為人類文化的一部分。正確的世界觀和價(jià)值觀，正確的思想方法，各種觀念和思潮，都必須以科學(xué)為依據(jù)。一個(gè)民族，只有普及科學(xué)知識(shí)，受到科學(xué)精神的熏陶，崇尚科學(xué)，才能告別愚昧，自立于今日世界的民族之林。文科大學(xué)生雖然將來從事的專業(yè)工作不是科學(xué)技術(shù)方面的，但是同樣應(yīng)當(dāng)受到科學(xué)精神和科學(xué)方法的教育。物理學(xué)作為研究自然界最普遍規(guī)律的科學(xué)和最成熟的自然科學(xué)，對(duì)科學(xué)世界觀的形成所起的作用是最直接的，物理學(xué)的方法是科學(xué)方法的典型代表。今天的許多社會(huì)問題和政策問題都與科學(xué)技術(shù)有著密切的聯(lián)系。一方面，今天的科學(xué)技術(shù)的發(fā)展已成為一項(xiàng)有組織、有計(jì)劃、需要盡全國(guó)之力來進(jìn)行的工作（如20世紀(jì)美國(guó)的曼哈頓計(jì)劃、阿波羅計(jì)劃和人類基因組計(jì)劃等，以及我國(guó)的三峽工程），用的都是全國(guó)的納稅人的錢，那么，對(duì)這些計(jì)劃和工程的意義、價(jià)值，公民便不能不過問。另一方面，科學(xué)技術(shù)已經(jīng)賦予了人類巨大的能力，這就要求我們每一個(gè)人具有強(qiáng)烈的責(zé)任心，正確地掌握科學(xué)技術(shù)應(yīng)用的方向，以有益而非有害的方式使用這種力量。第二次世界大戰(zhàn)時(shí)，德國(guó)一位著名的物理學(xué)家海森堡被德國(guó)納粹要挾來研制原子彈，海森堡以各種理由拖延研制時(shí)間，使得德國(guó)戰(zhàn)爭(zhēng)販子沒有掌握原子彈的制造技術(shù)，否則后果真是不堪設(shè)想；這個(gè)故事說明了在具備有科學(xué)精神的同時(shí)還要以人文精神為支撐，科學(xué)精神與人文精神不可分割。再例如，對(duì)核能和克隆人的爭(zhēng)論，目前在許多國(guó)家和地區(qū)已成為重大的政治問題和社會(huì)倫理問題。用好了科學(xué)這一武器，它將極大的造福人類，否則對(duì)人類的破壞將是毀滅性的。這些社會(huì)問題的出現(xiàn)以及相應(yīng)的解決方法都與科技密不可分。作為現(xiàn)代社會(huì)的一個(gè)公民，可以不了解這些問題的技術(shù)細(xì)節(jié)，但是對(duì)于一些方向性的問題，應(yīng)當(dāng)有自己的見解，不可以一切都留給專家和政府。這是一個(gè)公民應(yīng)該具有的素質(zhì)。這就需要公民接受科學(xué)教育，具備起碼的科學(xué)知識(shí)，掌握科學(xué)方法，對(duì)我們正在做的事有所了解，因?yàn)闊o知和盲目地使用一種巨大的力量必然會(huì)帶來災(zāi)難。原子彈的爆炸和使用已經(jīng)顯示了這種威力。我們的教育要轉(zhuǎn)變?yōu)樗刭|(zhì)教育，一個(gè)重要的目標(biāo)應(yīng)當(dāng)是使公民具有科學(xué)素質(zhì)，接受科學(xué)精神和科學(xué)方法，了解科學(xué)的價(jià)值和功能。對(duì)于公民的科學(xué)素質(zhì)教育，物理課起著無可替代的作用。所以說對(duì)于文科學(xué)生學(xué)習(xí)一些自然基礎(chǔ)課也很重要，正如著名的實(shí)驗(yàn)物理學(xué)家吳健雄所指出：“為了避免出現(xiàn)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展中的危機(jī)，當(dāng)前一個(gè)刻不容緩的問題是消除現(xiàn)代文化中的兩種文化科學(xué)文化和人文文化之間的隔閡”。而作為自然科學(xué)基礎(chǔ)課程之一的物理學(xué)是一門理論性和實(shí)驗(yàn)性都很強(qiáng)的學(xué)科，所以文科學(xué)生學(xué)習(xí)物理課程是非常有必要的。二、開設(shè)文科物理課的意義通過物理課程的學(xué)習(xí)，可以從多方面提高學(xué)生的綜合素質(zhì)，具體表現(xiàn)為以下幾個(gè)方面：（一）培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。愛因斯坦曾經(jīng)說過：“提出一個(gè)問題往往比解決一個(gè)問題更重要?！币膭?lì)學(xué)生對(duì)前人的科學(xué)理論和傳統(tǒng)觀點(diǎn)持大膽的質(zhì)疑精神，對(duì)前人尚未揭示的事物敢于提問，例如伽利略就是對(duì)亞里士多德的運(yùn)動(dòng)理論提出質(zhì)疑，通過理想實(shí)驗(yàn)否定了物體下落的速度與物體的重量成正比的錯(cuò)誤論斷，為牛頓的經(jīng)典力學(xué)的建立提供了基礎(chǔ)；哥白尼就是通過質(zhì)疑地心說開始提出了日心說，推翻了統(tǒng)治人們思想幾千年的以地心說為核心的錯(cuò)誤觀點(diǎn)。其實(shí)物理學(xué)的發(fā)展過程就是后人對(duì)于前人理論的繼承和創(chuàng)新的過程，逐步由相對(duì)真理逼近絕對(duì)真理的過程。通過物理學(xué)家研究工作的具體實(shí)例，學(xué)生可以感受到創(chuàng)新思維的重要性，從而培養(yǎng)學(xué)生自己的創(chuàng)新意識(shí)和科研的方法。（二）提高學(xué)生的動(dòng)手能力。物理學(xué)是以實(shí)驗(yàn)為本的科學(xué)。在物理學(xué)的發(fā)展中實(shí)驗(yàn)起了重要的作用，科學(xué)的假說正是通過實(shí)驗(yàn)的檢驗(yàn)才成為真理，并具有指導(dǎo)性的作用。物理學(xué)是從實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生的，科學(xué)家進(jìn)行科學(xué)研究總是進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)。伽利略的單擺實(shí)驗(yàn)和斜面實(shí)驗(yàn)為研究力學(xué)規(guī)律提供了重要的依據(jù)，法拉第發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象和電解定律，以及歐姆定律的建立，無一不是通過大量的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)的。文科學(xué)生基本上沒有實(shí)驗(yàn)課這一環(huán)節(jié)，在物理課的學(xué)習(xí)過程中，我們安排一定的學(xué)時(shí)數(shù)用于學(xué)生的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，目的在于提高學(xué)生的動(dòng)手能力和激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。使學(xué)生從物理學(xué)的研究方法中獲得教益，從而有助于他們從事其他行業(yè)的工作，提高其分析問題處理問題的能力；通過物理實(shí)驗(yàn)體會(huì)物理實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)之精巧，通過觀察物理現(xiàn)象，親身感受我們生活的大自然各種現(xiàn)象之美，進(jìn)而養(yǎng)成善于觀察勤于觀察的良好習(xí)慣。在實(shí)驗(yàn)的過程中使學(xué)生體會(huì)自然的美和自然科學(xué)的美，體會(huì)自然的偉大和自然科學(xué)家的偉大，體會(huì)探究的樂趣。（三）擴(kuò)充知識(shí)面。以物理學(xué)為基礎(chǔ)的自然科技滲透到人們生活學(xué)習(xí)的每一個(gè)角落，科學(xué)技術(shù)的發(fā)展對(duì)我們的影響越來越深，我們要看電視，打手機(jī)，上網(wǎng)，坐飛機(jī).。我們生活的各個(gè)方面，以及現(xiàn)代高科技的前沿問題許多都囊括在了基礎(chǔ)物理的研究領(lǐng)域之中。通過力學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)我們就能對(duì)天上，地上的各種宏觀低速的物體的運(yùn)動(dòng)有所了解，大到天體星辰，小到小小子彈的運(yùn)動(dòng)問題都可以解決；通過電磁學(xué)我們可以了解各種通訊工具的工作原理，對(duì)于天空的電閃雷鳴再也不會(huì)感到恐懼。所以對(duì)文科學(xué)生來說，應(yīng)當(dāng)也非常有必要了解科學(xué)技術(shù)的發(fā)展、及在我們?nèi)粘Ｉ钪械膽?yīng)用，有必要對(duì)現(xiàn)代科技，特別是面向二十一世紀(jì)的新科技有一個(gè)初步的了解，這對(duì)他們將來從事的工作會(huì)大有裨益。（四）有利于復(fù)合型人才的培養(yǎng)。復(fù)合型人才就是指掌握了不同專業(yè)知識(shí)的人才，這些人分析問題處理問題會(huì)更得心應(yīng)手，不同的專業(yè)背景使他們分析問題時(shí)考慮的會(huì)更全面，這些人類似于通才。竺可楨先生做過13年的浙江大學(xué)校長(zhǎng)，對(duì)高等教育有許多真知灼見，通才教育就是他的重要主張之一。1936年，他走馬上任，第一次召開校務(wù)會(huì)議就提出大學(xué)各學(xué)院一年級(jí)不分系的建議，進(jìn)行討論，目的就是避免學(xué)生過早地進(jìn)入專業(yè)學(xué)習(xí)而忽視基礎(chǔ)，最后決議成立一個(gè)公共科目課程分配委員會(huì)。為了加強(qiáng)數(shù)、理、化、國(guó)文、英文等基礎(chǔ)課教育，他要求“第一等的教授”親自到教學(xué)第一線。他而且鼓勵(lì)學(xué)生跨院、跨系選修課程。在他的倡導(dǎo)下，那個(gè)時(shí)代的浙江大學(xué)，理工科學(xué)生選讀唐詩宋詞，文學(xué)院學(xué)生選讀微積分、地學(xué)通論、物理等課程都不是什么罕見的事。他本身作為杰出的氣象學(xué)家、地理學(xué)家，在中國(guó)古典文學(xué)、歷史等方面都有很深的修養(yǎng)，否則我們就無法想象他在氣候研究、物候?qū)W研究中常常將古詩詞信手拈來、恰到好處。他常常說，大學(xué)教育主要不是傳授現(xiàn)成的知識(shí)，更重要的是開辟基本的途徑，提供獲得知識(shí)的方法，培養(yǎng)學(xué)生研究批判的和反省的精神。因此基礎(chǔ)學(xué)科要比細(xì)密的專業(yè)知識(shí)更加重要。(五)培養(yǎng)科學(xué)的思維方式和認(rèn)真的做事的態(tài)度。文科學(xué)生感性思維強(qiáng)于理性思維，而物理學(xué)中所運(yùn)用的邏輯推理方法，各種實(shí)驗(yàn)方法都是自然科學(xué)研究的代表方法，通過實(shí)驗(yàn)課的學(xué)習(xí)可以使學(xué)生養(yǎng)成善于觀察，腳踏實(shí)地的嚴(yán)謹(jǐn)工作態(tài)度，鍛煉學(xué)生的邏輯思維能力。因?yàn)閷?shí)驗(yàn)過程中的一點(diǎn)點(diǎn)地疏忽就會(huì)導(dǎo)致完全錯(cuò)誤的結(jié)論，甚至得不到任何實(shí)驗(yàn)結(jié)果。比如有的學(xué)生在做光學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)，開始的等高共軸調(diào)節(jié)沒有認(rèn)真地進(jìn)行，那么后面的實(shí)驗(yàn)就不能順利地進(jìn)行下去。做完實(shí)驗(yàn)后學(xué)生自己總結(jié)說：“真是細(xì)節(jié)決定成敗”。物理學(xué)是一門非常嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)，經(jīng)過物理課的學(xué)習(xí)，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的細(xì)致嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)思維方式是非常有用的。三、課程內(nèi)容設(shè)置現(xiàn)在有一些學(xué)校已經(jīng)嘗試開設(shè)文科物理這一課程，當(dāng)時(shí)該課程的開設(shè)方式，內(nèi)容設(shè)置仍然沒有一個(gè)固定的模式。怎樣開設(shè)文科物理課從而收到較好的教學(xué)效果仍然是一個(gè)非常值得探討的問題。文科學(xué)生在高中開始就實(shí)行了文理分科，學(xué)習(xí)物理的時(shí)間很少，而且有一些學(xué)生之所以選擇文科專業(yè)，很大一部分原因是數(shù)理化等自然學(xué)科成績(jī)不是太好，針對(duì)部分文科學(xué)生的理科基礎(chǔ)較差這一情況，要求文科物理課程不能像理科物理課程那么專那么深，文科物理教材不能成為理科物理教材的縮寫。在理論教學(xué)的過程中避免過于深?yuàn)W的數(shù)學(xué)推導(dǎo)，應(yīng)該重點(diǎn)講授物理的研究方法、物理學(xué)史的內(nèi)容以及物理在我們的日常生活和其它研究領(lǐng)域的應(yīng)用，并且要有一定的時(shí)間進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)課的學(xué)習(xí)。我們的教學(xué)內(nèi)容主要包括以