文科大学物理教学探索

吴军

摘要：在当今教育改革的背景下，就大学文科物理课程开设的现状、意义及所遇到的挑战进行了概述。通过对教学内容、教学方式和教学手段的一些调整，将“物理案例”与“人物情感”、“艺术美感”相结合，激发学生学习热情，发挥学习主观能动性，进一步提高文科物理课程的教学质量。

关键词：文科物理；素质教育；科學素养；教学方法

中图分类号： G642文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）09（C）-00

The study on college physics teaching for liberal arts

WU Jun

（Department of Mathematics and Physics， Nanjing Institute of Technology， Nanjing 211167，China）

Abstract： Under the background of today's educational reform， the importance of establishing arts physics， the present condition and the challenge of the arts physics curriculum are summarized. Based on adjustment of teaching contents， teaching methods and teaching means， it will motivate the learners to fully employ their learning potential and further improve the quality of arts physics course teaching by integration of “Physical cases”， “characters emotions” and “aesthetic feelings”.

Key words： arts physics；quality education；scientific literacy；teaching method

引言：

自上个世纪90年代以来，随着我国高等教育教学改革的深入开展与素质教育的全面普及，文理渗透和学科交叉已成为现代高等教育的发展趋势。物理学贯穿人类活动始终，与社会的发展密切相关联，不仅是自然科学与工程技术学科的基础，同时也是文化和哲学[1]。将物理学的理念与人文知识相结合，对提高文科学生的科学素养、促进文科专业的发展均起到重大的作用。因此，物理学是最适合作为对大学文科学生进行科学素养通识教育的学科[2]。

1科大学物理课程现状

全国多数高校对文科大学物理课程没有全面的开设，部分工科院校仅仅有一些选修课[3]。文科大学物理也往往不被重视，知识讲解俗套，教学内容陈旧过时，授课形式不够灵活，这些无疑都增加了文科学生学习的难度和惰性。而学生也认为文科专业与物理学没有关联，物理对于自己没有用处或用处不大，学习物理的积极性自然不高。这种境况使得高校文科物理教学举步维艰，面临巨大挑战。

其实当今社会科技发展日新月异，文理兼通无异于增加了自己的求职砝码，提高了自身的竞争力，满足时代的需求。而且物理学知识有利于构建和完善文科学生合理的知识结构，其研究方法和物理思想也有利于促进文科学生科学素养与人文精神的有机融合[4]。在学习这门课程的过程中，如何通过物理概念的建立或物理定律的发现，培养文科学生科学的思维能力，使之应用到各自专业？如何通过物理学家“奇闻轶事”，培养学生严谨求实的科学态度和坚韧不拔的科学品格？这些都对新时代文科大学物理教学提出了更高的要求。

2科大学物理教学调整

在文科大学物理教学过程当中，应以培养文科生科学素养为核心，这就自然不能要求与理科物理一样，追求公式、数学推导、物理概念理解，而应该体现物理学中的哲学思想和创新思维[5]。鉴于文科学生对语言文字的感悟能力强，逻辑性较理科学生稍差的这种特点，可以从以下三个方面着手开拓文科学生知识面，从而提高文科学生学习物理的兴趣，激励热爱科学，学习科学的决心。

2.1内容噱头有新意

教学的内容不应该是枯燥的讲授物理的理论知识，须具有一定的新鲜感，要能够吸引学生的注意力。教师可以从身边的“物理案例”出发，有针对的解决物理问题，以至于让学生融会贯通、学以致用，从而培养学生分析问题、解决问题的能力。比如在经典力学理论中，先读一段金庸小说《倚天屠龙记》中关于俞岱岩使用武当派轻功绝学“梯云纵”救人的一段话，然后向学生发问：“梯云纵，一跃三丈开外，真的可以实现么？”，由此提问式开头引入所需讲解的各知识点，让学生结合具体物理参数，自己动手估算找出问题答案。这种围绕“物理案例”的教学，能够发散学生的思维，往往能强烈地激发学生求知欲，提高学生学习的主动性。

在教学内容上，对文科学生还可以加强物理学史的教育，揭示物理学发展的每一次重大革命中的创新点，融入物理学家的学养才情，体验人物鲜活的内心情感。例如“地心说”与“日心说”在“科学”与“宗教”之间的碰撞，感受哥白尼“求真”、布鲁诺为科学献身以及伽利略的科学精神。再比如，近代哥本哈根学派和爱因斯坦学派学术争论的“奇闻轶事”，这些都能够极大的吸引学生的兴趣。从讲述物理基础知识到所包含的物理思想、思维模式、研究方法、科学精神以及科学观点，通过融入知识背后的“人物情感”，充分发挥文科生的感悟能力，以提高学习趣味，促进文科学生科学素养与人文精神的有机融合。

2.2化繁为简有动力

化繁为简不仅仅是将理论知识、数学推导等去繁存简，更要通过灵活的教学方式、教学手段使物理课程浅显易懂。物理学虽是逻辑性较强的学科，但也有很多需要发挥想象的空间[6-7]。例如在电磁学中关键性的突破，电力线的引入就是“文科生”法拉第的贡献。爱因斯坦说过，“想象力比知识更重要，因为知识是有限的，而想象力概括着世界上的一切，推动着进步，并且是知识进化的源泉。” 因而在教学中，充分发挥学生感官，把繁琐的物理运动过程和状态以直观、形象的语言进行描述，使之简洁降低学习难度。授课形式可以采取丰富多样的教学手段，例如在课堂上采用简单道具做一些验证性、趣味性小实验，或者采用微课形式播放视频录像等，可以将抽象化的物理概念与物理定理形象化和具体化，从而使文科学生易于接受和理解，提升学习物理的动力。例如，探险家贝尔·格里尔斯在《绝境求生》“掉落的电线”中的关于电势的描述极具时代感，能够极大的吸引学生的眼球。通过结合所学知识，易于解释其中的物理现象，从而加深对物理学的理解与应用。

2.3实践作花添锦衣

实践是检验真理的唯一标准，只有在实践中才能验证理论知识。教师应充分考虑到文科学生的知识背景与接受能力，可以在理论授课的同时，穿插一些演示实验。比如椎体上滚、超声雾化、高压静电反应“怒发冲冠”等妙趣横生的演示实验，一定能够给学生直观的视觉冲击，使其身临其境的体验物理学的美妙。此外，可以充分发挥学校的理工科硬件优势，对文科生开放实验基地，通过有“特色”的物理精品实验，提高实验技能和动手操作能力；还可以组织参观调研共建企业，在“学以致用”理念的指导下，感受科学与现代工艺结合迸发出的美感，获得丰富的感性认识，培养学生学习科学的兴趣，寓学于乐、寓乐于学。

3 文理浑然一体，达到升华

将物理学中的科学思维和科学方法，与文科专业知识相融合，是培养具有良好科学人文精神和自主创新能力人才的重要途径。物理学中的方法论和认知论，已然成为人们认知事物，分析问题的重要思维方法。例如，传统银行在“外力”余额宝的作用下，必须改变他们以往 垄断的状态，而面临金融转型；网络舆论的生成机制可以与混沌现象中的“蝴蝶效应”做类比[8]；而诺贝尔经济学奖得主M. S. Scholes建立了关于股市期权定价的模型，更是开创了“量子经济学”的先河[9]，等等。这些文科专业领域都可以找到物理学模型，从而运用物理学理念来提高认知世界的能力。

文理从来都是相辅相成的，而物理与艺术的联系更是密不可分。李政道先生说过：“事实上如一个硬币的两面，科学和艺术源于人类活动最高尚的部分，都追求着深刻性、普遍性、永恒和富有意义”。在很多情况下，物理和艺术是相通的。比如最为大众所熟知的就是西方画家利用透视法来创作艺术作品[10]，而花样滑冰中的旋转更是力与美结合的典范。这就要求文科物理教学要从更高层次培养学生的物理学审美思维，使之学会用科学去创造艺术，用艺术去欣赏和研究科学的内在规律。将科学和艺术两者相互融合，必将给文科学生以科学的启迪，使他们学会科学的思维方法， 做到文理互补、文理相通。

4 结语

21世纪人才将是文理兼通的复合型人才。随着经济、信息、生命、材料等学科的交叉渗透发展，对理科生提高人文素养，对文科生提高科学素养，正成为一种社会共识。开设文科大学物理课程，以物理学的发展为知识脉络，展现物理学的文化内涵，将物理思想与人文精神融合，既是高等教育素质发展的要求和体现，也是新时代人才培养的需要。将“物理案例”串联组织教学内容，辅以“人物情感”，加深学生对物理学的理解，锻炼其科学的思维方法，从而有效的培养学生发现问题、解决问题的能力；通过灵活多样的教学方式，重现“艺术美感”，使文科大学物理课程新鲜有趣，必定会激发文科生学习热情，从而进一步提高文科大学物理课程的教学质量。

参考文献

[1] R. P.费曼. 费曼讲物理入门 （走近费曼丛书） [M].秦克诚 ，译.长沙：湖南科技出版社，2004.

[2] 郑明学. 开设文科物理选修课程提高文科学生科学素质[J].国际物理教育通讯，2002（30）： 30-37.

[3] 周雨青. 东南大学文科物理教学改革的反思[J]. 高等工程教育研究，2000（2）： 89-92.

[4] 赵旺，陈永红等. 文科物理教育的实践与探索[J]. 中國电力教育，2011，（7）：6-7.

[5] 刘宇星，王越. 开展多样化的物理教学培养文科学生的科学素养——我校大学物理（文）教学介绍[J]. 物理与工程， 2014（S2）：78-80.

[6] 苏景顺，想象力比知识更重要——从相对论的起源谈起[J]. 物理与工程， 2014（S2）：60-62.

[7] 时钟，想象力比知识更重要——浅议青年学生思维能力的培养[J]. 2011（8）：52-55.

[8] 韩立新，霍江河. “蝴蝶效应”与网络舆论生成机制[J]. 当代传播，2008（6）：64-67.

[9] 欧阳芳平，黄生祥，赵新闻等. 中南大学文科物理课程教学的思考与探索[J]. 理工高教研究，2005（2）：51-54.

[10] 施大宁. 时间与空间-物理与艺术的共同主题[J]. 民主与科学，2006（3）：48-49.