文科物理學(xué)強(qiáng)化思考

時(shí)間:2022-04-26 05:41:03

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文科物理學(xué)強(qiáng)化思考

一提高文科大學(xué)生科學(xué)素質(zhì)的必要性

21世紀(jì)是科學(xué)與技術(shù)高度發(fā)達(dá)的時(shí)代,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,尊重科學(xué)、崇尚科學(xué),才能告別愚昧,才能挺起胸膛自強(qiáng)于世界民族之林。大學(xué)生是國(guó)民中的特殊群體,他們科學(xué)素質(zhì)的高低將直接影響國(guó)民的科學(xué)素質(zhì)水平。由于我國(guó)教育體制和中等教育培養(yǎng)模式還不夠完善,一個(gè)十分突出的問(wèn)題擺在面前:學(xué)生在高中階段便分文理科,文科學(xué)生除數(shù)學(xué)學(xué)科外,幾乎不再接受其他自然科學(xué)教育,從而導(dǎo)致進(jìn)入高校之后,文科大學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)普遍較低。因此,提高文科大學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)應(yīng)是我國(guó)高校文科教育的重要組成部分。物理學(xué)作為一門自然科學(xué),是自然科學(xué)中的領(lǐng)軍學(xué)科,是整個(gè)自然科學(xué)和工程技術(shù)的基礎(chǔ),兼有哲學(xué)的概括性、抽象性,數(shù)學(xué)的邏輯性、嚴(yán)謹(jǐn)性以及實(shí)驗(yàn)的實(shí)踐性和操作性的特點(diǎn),能很好地提高學(xué)生的思維能力、觀察能力、動(dòng)手能力、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力,可同時(shí)培養(yǎng)文科學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和人文精神。那么在高等院校文史、管理、財(cái)會(huì)、語(yǔ)言、藝體等文科類專業(yè)開(kāi)設(shè)基于物理學(xué)的科學(xué)素質(zhì)課程,是提高文科學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的一種很好的途徑和方法。2011年8月,國(guó)務(wù)委員、現(xiàn)國(guó)務(wù)院副總理劉延?xùn)|在全民科學(xué)素質(zhì)行動(dòng)實(shí)施工作電視電話會(huì)議上強(qiáng)調(diào),要深入實(shí)施《全民科學(xué)素質(zhì)行動(dòng)計(jì)劃綱要》,充分調(diào)動(dòng)社會(huì)各界力量,弘揚(yáng)科學(xué)精神,普及科學(xué)知識(shí),倡導(dǎo)科學(xué)方法,傳播科學(xué)思想,讓講科學(xué)、愛(ài)科學(xué)、用科學(xué)在全社會(huì)蔚然成風(fēng),使公民科學(xué)素質(zhì)再上新水平。劉延?xùn)|強(qiáng)調(diào),公民科學(xué)素質(zhì)是落實(shí)科學(xué)發(fā)展的有力支撐、建設(shè)創(chuàng)新型國(guó)家的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)、衡量現(xiàn)代化強(qiáng)國(guó)的重要標(biāo)志和社會(huì)文明進(jìn)步的強(qiáng)大動(dòng)力,加強(qiáng)公民科學(xué)素質(zhì)建設(shè)具有重要而深遠(yuǎn)的意義。而高等院校是實(shí)施全民科學(xué)素質(zhì)教育的最佳場(chǎng)所之一。近年來(lái),我國(guó)部分高校已開(kāi)始在文科類專業(yè)開(kāi)設(shè)基于物理學(xué)的科學(xué)素質(zhì)教育課程,這一舉措將有利于提高文科學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和實(shí)踐創(chuàng)新能力,對(duì)于我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展無(wú)疑會(huì)起較大的促進(jìn)作用。

二文科大學(xué)生應(yīng)具備的基本科學(xué)素養(yǎng)

進(jìn)入21世紀(jì),面對(duì)經(jīng)濟(jì)社會(huì)日新月異的快速變化,思想文化錯(cuò)綜復(fù)雜的高度融合,科學(xué)技術(shù)前所未有的創(chuàng)新發(fā)展,為適應(yīng)社會(huì)需求,跟上時(shí)代步伐,作為文科大學(xué)生,應(yīng)具備如下基本科學(xué)素養(yǎng)。1.必備的科學(xué)知識(shí)在西方,一些社會(huì)學(xué)家和物理學(xué)家提出這樣的觀點(diǎn):如果一個(gè)人未讀過(guò)莎士比亞的著作會(huì)被認(rèn)為沒(méi)有教養(yǎng);但是一個(gè)人如果不知道牛頓、愛(ài)因斯坦的理論,卻被看作沒(méi)有文化。進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái),以物理學(xué)為基礎(chǔ)的自然科學(xué)技術(shù)滲透到人們學(xué)習(xí)、生活、工作中的每一個(gè)角落,對(duì)社會(huì)發(fā)展與人們生活方式的影響更加寬廣和深刻。現(xiàn)代高科技的許多前沿問(wèn)題和應(yīng)用領(lǐng)域,如網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通信技術(shù)、激光技術(shù)、納米技術(shù)、核能技術(shù)、航天技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)以及微電子技術(shù)等,很多都囊括在基礎(chǔ)物理的研究領(lǐng)域之中。因此,在文科物理教學(xué)中,有必要讓學(xué)生學(xué)習(xí)、理解一些基本物理知識(shí)。如牛頓的三大運(yùn)動(dòng)定律和萬(wàn)有引力定律,熱力學(xué)第一定律和第二定律,麥克斯韋電磁理論的基礎(chǔ)知識(shí),原子物理和量子力學(xué)的基本觀念,愛(ài)因斯坦的狹義和廣義相對(duì)論,光的波粒二象性等。特別是對(duì)引領(lǐng)21世紀(jì)發(fā)展的高新科技應(yīng)有一個(gè)初步的了解,這對(duì)他們將來(lái)從事的工作會(huì)有很大的幫助。2.科學(xué)的思維方法科學(xué)的思維方法往往比知識(shí)本身更重要,眾多諾貝爾獎(jiǎng)獲得者都有同感,他們?cè)趯W(xué)習(xí)期間不僅要向?qū)煂W(xué)習(xí)科學(xué)知識(shí),更重要的是學(xué)習(xí)導(dǎo)師如何工作、如何思考、如何處理實(shí)際問(wèn)題等,這種思維方法上的訓(xùn)練是最為關(guān)鍵的。無(wú)論是物理概念的建立或物理定律的發(fā)現(xiàn),還是物理基礎(chǔ)理論的創(chuàng)立和突破,都離不開(kāi)科學(xué)的思維方法。而比較、分析、綜合、歸納和演繹等是科學(xué)思維的基本方法,在文科物理教學(xué)中,我們要善于挖掘物理學(xué)中蘊(yùn)含的豐富思維方式和科學(xué)研究方法,如模型方法、類比方法、分析綜合、歸納演繹、理想實(shí)驗(yàn)、科學(xué)假說(shuō)、數(shù)學(xué)建模方法等,傳授給學(xué)生,并努力讓學(xué)生應(yīng)用這些方法,去正確分析、理性判斷和初步計(jì)算一般難度的物理問(wèn)題,以提高他們的科學(xué)思維能力。3.執(zhí)著的科學(xué)精神物理學(xué)作為自然科學(xué)的基礎(chǔ)學(xué)科,不僅包含物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和物質(zhì)世界的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,同時(shí)蘊(yùn)含了豐富的哲理和無(wú)窮的智慧,閃耀著科學(xué)文化與人文精神的光輝。古今中外的著名物理學(xué)家,在追求真理的道路上所表現(xiàn)出來(lái)的求實(shí)精神、獻(xiàn)身精神、懷疑精神、創(chuàng)新精神,在科學(xué)研究和日常生活中所表現(xiàn)出來(lái)的謙虛、謹(jǐn)慎、誠(chéng)實(shí)、合作、淡泊名利的優(yōu)秀品質(zhì)以及他們對(duì)人類、對(duì)社會(huì)的高度責(zé)任感等,都是科學(xué)精神和人文情懷在他們身上完美結(jié)合的體現(xiàn)。因此,在文科物理教育中,應(yīng)注重樹(shù)立學(xué)生現(xiàn)代科學(xué)的自然觀、宇宙觀和辯證唯物主義世界觀,使學(xué)生具有科學(xué)的成敗觀和探索科學(xué)疑難問(wèn)題的信心和勇氣,培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)精神、堅(jiān)韌不拔的科學(xué)品格和人文關(guān)懷的優(yōu)秀品質(zhì)。4.較強(qiáng)的創(chuàng)新意識(shí)愛(ài)因斯坦曾說(shuō):“提出問(wèn)題往往比解決問(wèn)題更重要。因?yàn)榻鉀Q問(wèn)題或許只是一種技能,而提出新的問(wèn)題,新的可能性,從新的角度去看問(wèn)題,卻需要有創(chuàng)造性的想象力,而且標(biāo)志著科學(xué)的進(jìn)步?!薄跋胂罅Ρ戎R(shí)更重要,因?yàn)橹R(shí)是有限的,而想象力概括著世界上的一切,推動(dòng)著進(jìn)步,并且是知識(shí)進(jìn)步的源泉?!痹谖目莆锢斫虒W(xué)中,通過(guò)了解物理學(xué)史和物理學(xué)家成長(zhǎng)成才的經(jīng)歷,讓學(xué)生們體會(huì)創(chuàng)新思維的重要性,激發(fā)學(xué)生的求知熱情、探索精神和創(chuàng)新欲望,鼓勵(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)前人尚未揭示的事理敢于提問(wèn),培養(yǎng)學(xué)生勇于開(kāi)拓進(jìn)取的精神,使學(xué)生善于思考,勇于實(shí)踐,敢于向舊觀念挑戰(zhàn),從而培養(yǎng)學(xué)生較強(qiáng)的創(chuàng)新意識(shí)。這樣才能適應(yīng)社會(huì)進(jìn)步和時(shí)代變革對(duì)創(chuàng)新人才的要求。

三深化教學(xué)改革,增強(qiáng)教學(xué)效果

為了增強(qiáng)文科物理教學(xué)效果,提高教育教學(xué)質(zhì)量,就應(yīng)當(dāng)更新教育觀念,明確教學(xué)目標(biāo),精選教學(xué)內(nèi)容,改進(jìn)教學(xué)方法。通過(guò)近年來(lái)的教學(xué)探索與實(shí)踐,大家逐漸認(rèn)識(shí)到:高校文科物理課程不應(yīng)是理工科物理課程的濃縮或稀釋;也不應(yīng)是一般科普性地傳授具體的物理知識(shí),文科物理課程應(yīng)更多地注重培養(yǎng)科學(xué)精神、科學(xué)方法和科學(xué)思維,重在提高文科學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。1.精心選擇教學(xué)內(nèi)容物理學(xué)內(nèi)容博大精深,包羅萬(wàn)象。同時(shí),文科物理課時(shí)有限,很多高校文科物理課程僅有32學(xué)時(shí)左右。在這有限的時(shí)間里,不可能面面俱到,必須對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行仔細(xì)甄選和取舍。為達(dá)到培養(yǎng)、提高文科學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的教學(xué)目標(biāo),我們可以嘗試在文科物理教學(xué)中從以下三個(gè)方面來(lái)組織教學(xué)內(nèi)容:(1)物理學(xué)基本概念,并結(jié)合物理學(xué)史適當(dāng)介紹一些物理學(xué)家的高尚品德和人格魅力,擴(kuò)大學(xué)生的物理基礎(chǔ)知識(shí)面,初步掌握物理學(xué)的思想和思維方法;(2)與物理學(xué)知識(shí)有關(guān)的社會(huì)熱點(diǎn)問(wèn)題,如臭氧枯竭、環(huán)境污染、全球變暖、PM2.5、光伏發(fā)電、核泄漏、核動(dòng)力、信息戰(zhàn)爭(zhēng)等,培養(yǎng)文科生在這方面的興趣,使他們感到物理學(xué)是鮮活的,是具有重要社會(huì)影響的;(3)結(jié)合現(xiàn)代物理學(xué),關(guān)注日常生活與生產(chǎn)技術(shù)中高科技所蘊(yùn)含的物理學(xué)知識(shí),通過(guò)介紹能源、材料、醫(yī)學(xué)、航天、激光、環(huán)保等領(lǐng)域中蘊(yùn)含的物理知識(shí),融課本中的物理內(nèi)容和現(xiàn)實(shí)中的科技前沿應(yīng)用的物理知識(shí)為一體,讓學(xué)生真切地感受到物理學(xué)無(wú)處不在,物理學(xué)與人們的生產(chǎn)、生活密切相關(guān)。2.注重科學(xué)精神的培養(yǎng)科學(xué)精神是在科學(xué)實(shí)踐的過(guò)程中被抽象出來(lái),并反作用于指導(dǎo)科學(xué)探究的一種價(jià)值取向和理性態(tài)度,其核心內(nèi)涵和基本要求是獨(dú)立思考、嚴(yán)謹(jǐn)規(guī)范、求真務(wù)實(shí)、開(kāi)拓創(chuàng)新,其中求真是目標(biāo),創(chuàng)新是靈魂,即科學(xué)精神是科學(xué)的本質(zhì)和靈魂。在文科物理教學(xué)中,要鼓勵(lì)學(xué)生大膽猜想、大膽提問(wèn),樂(lè)于表現(xiàn)自己,敢于與眾不同;要結(jié)合教學(xué)內(nèi)容,激發(fā)學(xué)生對(duì)大自然奧秘的好奇心;要引導(dǎo)學(xué)生相信科學(xué)、尊重科學(xué)、學(xué)習(xí)科學(xué)、運(yùn)用科學(xué)。同時(shí),我們提倡的科學(xué)精神應(yīng)當(dāng)充滿人文關(guān)懷,科學(xué)精神與人文精神應(yīng)緊密地結(jié)合起來(lái)。愛(ài)因斯坦曾說(shuō):“學(xué)校的目標(biāo)始終應(yīng)當(dāng)是青年人在離開(kāi)學(xué)校時(shí),是作為一個(gè)和諧的人,而不是作為一個(gè)專家?!睈?ài)因斯坦在這里所指的“和諧的人”,其實(shí)就是科學(xué)精神和人文精神統(tǒng)一的人。這就要求我們?cè)诮虒W(xué)過(guò)程中,必須同時(shí)要重視學(xué)生人文素質(zhì)的培養(yǎng),以人文精神作為科學(xué)精神的底蘊(yùn),使科學(xué)真正造福于人類。3.強(qiáng)化科學(xué)方法的訓(xùn)練科學(xué)方法,是指人們?cè)谡J(rèn)識(shí)和改造客觀世界中遵循或運(yùn)用的、符合科學(xué)一般原則的各種途徑和手段,包括在理論研究、應(yīng)用研究、技術(shù)開(kāi)發(fā)、推廣應(yīng)用等科學(xué)活動(dòng)過(guò)程中采用的思路、程序、規(guī)則、技巧和模式。簡(jiǎn)而言之,科學(xué)方法就是人類在所有認(rèn)識(shí)和實(shí)踐活動(dòng)中所運(yùn)用的全部正確方法。物理學(xué)蘊(yùn)含著豐富的思維方法,如歸納、總結(jié)、演繹、類比、建模、假說(shuō)、數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)、實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)等,這些方法不僅適用于物理學(xué)的研究,而且也適用于其他學(xué)科。我們?cè)诮虒W(xué)中通過(guò)對(duì)物理學(xué)問(wèn)題探究的學(xué)習(xí)過(guò)程,能使學(xué)生掌握一種科學(xué)思維的方法。如果能做好這個(gè)環(huán)節(jié),學(xué)生們也就具備了學(xué)習(xí)和掌握新知識(shí)的本領(lǐng)。4.展現(xiàn)物理實(shí)驗(yàn)的魅力根據(jù)物理學(xué)根植于實(shí)驗(yàn)事實(shí)這一特點(diǎn),結(jié)合文科物理課程性質(zhì),為培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力和動(dòng)手能力,激發(fā)他們探索創(chuàng)新的意識(shí),在文科物理教學(xué)中,適當(dāng)安排一些實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和操作環(huán)節(jié)是很有必要的。首先,應(yīng)充分發(fā)揮演示實(shí)驗(yàn)在文科物理教學(xué)中的重要作用。物理演示實(shí)驗(yàn)具有內(nèi)容豐富、現(xiàn)象直觀、趣味性強(qiáng)的特點(diǎn),通過(guò)對(duì)演示實(shí)驗(yàn)的觀察和分析,可以使學(xué)生獲得生動(dòng)直觀的感性認(rèn)識(shí),有助于學(xué)生觀察物理現(xiàn)象,增強(qiáng)學(xué)習(xí)興趣,培養(yǎng)探索精神。其次,應(yīng)充分利用高校物理實(shí)驗(yàn)室,在現(xiàn)有物理實(shí)驗(yàn)室的基礎(chǔ)上,打破常規(guī),適當(dāng)增加投入,積極組建集實(shí)物展示、儀器演示、動(dòng)手制作、仿真操作以及影像展播于一體的文科物理實(shí)驗(yàn)室。讓學(xué)生有機(jī)會(huì)在教師的指導(dǎo)下,自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)裝置,自行準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)器材,自行擬定實(shí)驗(yàn)步驟等,并允許失敗和重做,鼓勵(lì)探索和創(chuàng)新。這種教學(xué)模式能充分展現(xiàn)物理實(shí)驗(yàn)的無(wú)窮魅力,可以大大激發(fā)文科學(xué)生參與動(dòng)手實(shí)踐、探求科學(xué)奧秘的興趣和熱情。在高校開(kāi)展文科物理教育是一項(xiàng)處于不斷探索之中的教學(xué)活動(dòng),有很多未知領(lǐng)域有待認(rèn)識(shí)與開(kāi)拓。只要我們勤于探索、勇于實(shí)踐、大膽改革、善于創(chuàng)新,不斷改進(jìn)教學(xué)方法,努力提高教學(xué)質(zhì)量,善于用教師的科學(xué)激情去點(diǎn)燃學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情,就一定能夠發(fā)揮出文科物理在開(kāi)啟心智、陶冶性情、引導(dǎo)創(chuàng)新、提高素質(zhì)等方面的獨(dú)特魅力。

作者:李鐵胡南工作單位:重慶理工大學(xué)光電信息學(xué)院