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開設文科物理課程的初步探索論文
摘要：以培養文科生的科學素養為目的，討論了給文科生開設文科物理課程的意義，在此基礎上分析了課程體系和具體授課方法。將文科物理的教學理念及教學方法應用到管理類學生和工業設計類學生的教學過程中，兩個學期的教學實踐表明教學效果較好，能很好地激發學生了解自然的興趣，培養了學生本應該具有的科學文化素養。
關鍵詞：文科物理；教學實踐
文科物理的授課對象是文科學生。文科學生在以后的工作中可能永遠不會遇到“相對論”或者是“量子力學”的問題，他們不學大學物理，似乎是天經地義的事。但是，進入知識經濟時代，我們再不能把大學教育簡單地看作是“崗位培訓”，再不能把大學物理僅定位成為工科專業后繼課程服務的基礎課程，學生也不是“知識的容器”，文科生也需要具有一定的科學文化素養。
那么，給文科生開設文科物理課程的意義何在?如何給文科學生講授大學物理課程?筆者在這方面做了初步的教學探索。
一、文科生開設物理課的意義
愛因斯坦曾說過：“科學對于人類事務的影響有兩種方式，第一種方式是科學直接地、并在更大程度上間接地生產出完全改變了人類生活的工具；第二種方式是教育的性質——它作用于心靈。”給文科生開設大學物理課程主要是想用科學對人類事物的第二種影響方式來影響他們。所以在這里關于開設文科物理課的意義我想強調兩點：1、知識的積累；2、素質教育。
美國物理學家費曼曾經說過：“物理學是最基本的、包羅萬象的一門學科，它對整個科學的發展有深遠的影響�！睋Q句話說，物理學的研究對象很難用一個范圍、一句話去定義。力、熱、電磁、光、原子、基本粒子、凝聚態、材料、信息、超導等等，大到天體，小到基本粒子，從宏觀到微觀，從低速到高速，都是物理學的研究對象及范圍。無論是在過去、現在還是將來，物理學都是各類學科的帶頭學科和基礎學科，甚至為其它學科的建立提供了最基本的原理(支持保障等)。所以我給文科生提出來的學習大學物理的第一個目標就是，通過大學物理的學習來積累知識，從而認識自然，理解自然界中一些最基本的規律和現象，建立正確的世界觀。
我給文科生提出來的第二個目標是，通過大學物理的學習來提高自身素質，建立正確的方法論�，F代教育觀點是：一個人接受終生教育，而大學所提供的教育是以基礎的、素質的、方法的教育為主要目的的教育，是一個階段性的教育。大學教育把提高學生的素質，也就是把能力的培養放在首位。物理學有自己的一套體系，它所涉及的思維方式、哲學思考、美學原則、科學方法，使其成為進行素質教育、方法教育的不可替代的學科。因此，開設大學物理課不僅僅是出于為某專業服務的考慮，更因為這是進行素質教育、方法教育的一個有效途徑。
綜上可見，開設文科物理課有兩種作用，一是通過基礎知識的學習，了解自然運行的規律；另一個是思維方法的教學、科學精神的熏陶、創新素質的培養，即科學文化的教學。這是一門軟硬結合的課程，從某種程度上講，科學文化教學的重要性不亞于基礎知識的教學。開設文科物理課的目的就是培養文科學生的綜合素質，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，形成客觀認識世界的方法，具備科學精神和人文精神。除了培養正確的世界觀和方法論，文科生開設大學物理有其更深遠的意義所在。
伴隨著文藝復興，歐洲走出了中世紀，科學發展起來了，人類文化中便分出了科學文化，這種文化逐漸區別于早已形成的人文文化。在20世紀50年代的中國，為改變我國科技落后的面貌政策導向，我們曾倡導過“學好數理化，走遍天下都不怕”。這句話雖然在當時曾受到批判，卻在實際上鼓勵了無數青年發奮地學習科學技術。然而，兩種文化的分裂也以一種中國特色的形式表現出來了。
被譽為“德國教育之父”的洪堡提出：教育是個人狀況全面和諧的發展，是人的個性、特性的一種整體發展，教育是一個人一輩子都不可能結束的過程，教育是人自身目的，也是人的最高價值體現。一切社會活動都是人的活動，要改善我們的社會，就必須改善和提高人的全面素質。因此我們的教育應當致力于培養德、智、體、能、美等諸方面和諧發展的一代新人。而要做到這一點，正如已故著名女科學家吳健雄所指出，應該把人類文化已經長期分裂而造成隔閡的兩種文化——科學文化與人文文化——在校園里重新加以彌合，這是為了避免社會可持續發展中出現危機而必須解決的一個刻不容緩的問題。21世紀科學需要文理相通，這是給文科生開設物理課的根本意義所在。
二、文科物理的課程體系——立足于理，建瓴于文
經多方比較，選用倪光炯先生的《文科物理——物理思想與人文精神的融合》作為教材。編者首先強調了一個重要理念，物理學既是科學也是文化。在人類的人文文化和科學技術文化兩大文化中，后者的重要部分就是物理文化。物理教育的基本任務之一是傳遞物理文化。因此，物理教育不應僅是傳授物理知識的過程，而且要突出物理教育中的文化特征，重視對學生探索、求實精神及科學審美觀等的培養。一句話，就是要重視對學生科學素質的培養與教育。
按照上述理念，《文科物理——物理思想與人文精神的融合》以物理學史的發展為主線，以物理學發展史和物理學研究方法論作為其主要內容，從人文文化和科學文化的高度把有關的內容組織起來。編者在該書的編寫中，充分體現了文理滲透的精神，注意加強物理學的人文色彩，并注意突出物理學的思想性和哲理性，立足于理，建瓴于文。
文科物理共分為十個章節。
第一章：兩種文化的歷史演變。通過簡介中國傲人過去，引出李約瑟難題；在分析李約瑟難題過程中分析東西方哲學的差異；正是因為東西方哲學的不同開局導致了兩種文化的分裂；最后指出東西方文化的融合對可持續發展的必要性；21世紀的科學需要文理相同，再次強調文科生學習物理的必要性。
第二章：經典力學的建立。從哥白尼、地谷到開普勒，從伽利略到牛頓，簡單介紹了經典力學的發展與成熟，簡短的篇幅里面有完整的經典力學體系。
第三章：從靜電現象到電磁現象。包含了電磁學的整個完整體系，介紹思路也是順延物理學的發展過程。
第四章：光的本性是什么。簡單的闡述了光的本質和有關光的最基本的物理現象。
第五章：打開微觀世界研究大門的三大發現。介紹了通向近代物理之門的三把鑰匙X射線、放射性、電子的發現過程，在了解物理知識的同時我們還能學到正確的分析問題和解決問題的方法，并能領略到科學家的大師風范。
第六章：物質觀的革命——量子論。屬于近代物理的范疇，帶學生們走入微觀世界，了解神秘的量子理論。
第七章：統計規律，混沌，熵與信息。屬經典熱學范疇，研究了生活中遇到的熱現象的微觀實質。
第八章：時空觀的革命——相對論。屬于近代物理范疇，它將帶學生們走進高速的研究領域，在這里大家根深蒂固的時空觀將被推翻。
第九章：天體物理學的新發展將給學生們簡單介紹天空中各種星體的運行。演化和研究手段。
第十章：物理亦文化再次給大家展示物理學的魅力所在。
物理學在研究和發展過程中所形成的各種方法、理論與實踐、歸納與演繹、分析與綜合、類比聯想和假設試探、理想化方法與模型化方法等都是培養和提高人的觀察能力、思維能力、表達能力、理論聯系實際能力和創新能力等素質最有效的方法。文科物理中不僅蘊含著先進的生產力，同時也蘊含著先進文化，對人類的未來能夠起到決定性的作用。
三、文科物理課程的授課方法及其可行性分析
在高等教育從精英教育向大眾化教育的轉型時期，在教學中首先要提高學生的學習興趣，這就要求教師在課堂上追求全方位的精彩。講出物理學中的科學之美，簡捷與統一之美，深邃與含蓄的內在之美，奇異與對稱的和諧之美。讓學生在浩繁的物理概念和推理下感受物理大師們賦予自然科學的真善美。出于這方面的考慮，文科物理教學過程一定要優化教學方法。
文科物理的教學過程中綜合采用了知識結構法教學、發現法教學、案例法教學、討論法教學。
知識結構是指一門學科的基本概念、基本原理以及這些基本概念和原理之間的內部聯系。運用知識結構法教學，一方面可以增強學生對知識的理解力，另一方面可以提高學生對知識的記憶能力。文科物理教學過程不是不要完整的知識結構，也不是簡單的刪減知識體系，而是要精講文科物理的知識體系，給學生提供一個非常明確的知識理論框架。發現法教學是一種典型的啟發性教學方法，“發現”并不是要求學生去發現和創造新的科學理論和概念，而是把前人的發現創造的過程從教育的角度加以改造，加以精簡，引導學生沿著簡化的思維路線去“尋找”解決方法。案例法教學是在文科物理的教學中，結合實際問題進行講解，能很好的激發學生的好奇心。討論法教學是選擇學生感興趣的話題或和學生專業相關的話題，讓學生們自己準備資料展開討論。在交流和討論過程中，要善于引導，激發學生積極探索知識的欲望，使學生的思維活躍起來，從而有利于學習能力的提高。一個成功的教學活動，并不在于通過這一活動交給了學生多少既定問題的答案，而在于通過這一活動給學生擴展了多大的自主進行創造性學習活動的天地，在于引發了學生多么強烈的自主追求和創造的沖動。
將上述文科物理教學理念及教學方法應用到大學物理課時較少的管理類學生和工業設計類學生的教學過程中。兩個學期的教學實踐表明教學效果較好，能很好地激發學生了解自然的好奇心，培養了學生本應具有的科學文化素養。
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