文科物理教学过程中的探索研究

摘要：为文科类大学生开设物理课，不仅可以拓宽学生知识面、锻炼学生的动手实践能力，而且能够培养他们细致严谨的思维方式，增强他们的科学文化素质。本文首先介绍了对大学文科专业学生开设物理课程的必要性和意义，然后从课程内容设置和授课方法以及考核方式等方面探索研究了怎样更好更有效地开设文科物理课。

关键词：文科物理；课程设置；授课方法；考核方式

中图分类号：G642.4 文献标识码：A 文章编号：1674-9324（2012）02-0119-02

一、开设文科物理课程的必要性

物理学作为当今科学技术发展中的一门基础自然科学，是许多新技术（例如核技术、激光技术以及航天技术）的基础。理工科学生必须学习物理，那么文科学生是否也要学习物理呢？这一问题将会引出人文文化与科学文化融合这一深层次的问题。人文文化与科学文化经历了由合到分，再由分到合的历史过程，早期的物理学属于自然哲学的一部分，到了欧洲文艺复兴时期，各门学科包括物理学开始从哲学中分离出来，实现了人文文化与科学文化的分裂。这种分裂有积极的一面也有消极的一面，积极的一面是促进了人文文化与科学文化的大发展；消极的一面是：离开了哲学的科学往往“只见树木，不见森林”，离开了科学的哲学，由于缺乏“营养”，对群众和社会的影响日益衰微[1]。从时代的发展来看，21世纪需要文理兼通的人，因此对文科学生开设文科文理是十分必要的。首先，开设文科文理可以使文科学生具有一个完备的知识结构。其次，开设文科文理可以使文科学生解决日常生活中的物理问题。物理与文、史、哲等学科是相辅相成，融会贯通的。首先，与文学相关的诗词歌赋中蕴含着物理内涵。例如“两岸青山相对出，孤帆一片日边来”，反映了物理学中的相对运动问题；再例如“花气袭人知骤暖，鹊声穿树喜新晴”，则与热扩散有关。其次，物理学史就是一部人类奋斗史……Francis Bacon曾经说过：“史书使人明智，……科学使人深刻……”最后物理学同哲学之间是既有联系又有区别的，早期的物理学起源于哲学，而物理学的发展反过来又推动了哲学的发展，但物理学与哲学的研究领域不同[2]。生活中处处存在着物理现象：①乘坐公交车，当公交车突然启动或刹车时，由于惯性人体会发生倾斜。②在路灯下行走，当人向着路灯行走时影子会变短；当人远离路灯时影子会变长，这儿涉及到了光的直线传播。③站在火车站台的人会发现，火车呼啸着向站台驶来和远离站台时，声音有所变化，这是由于多普勒效应。④去医院透视，则可能会用到X射线。⑤当使用电脑、手机、电磁炉以及微波炉等时则要考虑电磁辐射。⑥太阳无时无刻地向大地辐射电磁波，太阳辐射为人类提供了热量和光明，但是太阳黑子的活动也会影响地球上的气候变化甚至干扰地面上的通讯信号。……

二、开设文科物理课程的意义

文科学生的感性思维强于理性思维，而物理学中的各种方法包括理论与实践、归纳与演绎、分析与综合、类比联想与假设试探、理想化模型等方法，都是培养和提高人的观察能力、思维能力、表达能力、理论联系实际能力和创新能力等素质最有效的方法[3]。因此开设文科物理课程，可以提高学生的综合素质。本文主要针对以下几点进行讨论：创新能力的培养；观察动手能力的培养；理论联系实际能力的培养；人格魅力的培养。

1.创新能力的培养。培养学生敢于质疑、敢于挑战权威的创新精神，比传授学生现成的知识更为重要。例如伽利略就是对亚里士多德的运动理论提出质疑，通过理想实验否定了物体下落的速度与物体的重量成正比的错误论断，为牛顿的经典力学的建立提供了基础；哥白尼就是通过质疑地心说开始提出了日心说，推翻了统治人们思想几千年的以地心说为核心的错误观点。其实物理学的发展过程就是后人对于前人理论的继承和创新的过程。通过开设文科物理课程，让学生了解物理学家的研究经历，可以使他们逐步认识到创新思维的重要性，从而培养其创新意识和科研方法。

2.观察动手能力的培养。物理学是从实验中产生的，科学家进行科学研究总是进行科学实验。伽利略的单摆实验和斜面实验为研究力学规律提供了重要的依据；托马斯杨的双缝干粒子例子性；法拉第发现电磁感应现象和电解定律，以及欧姆定律的建立，无一不是通过大量的实验发现的。文科学生经过物理实验这一环节，可以培养和提高他们的观察动手能力，并且激发学习兴趣。通过对物理实验现象的观察和分析，将会逐步提高文科学生分析问题解决问题的能力，这对他们将来所从事的行业也是有利的。

3.理论联系实际能力的培养。物理现象和规律大部分来自于生活，又必将服务于生活。人们日常生活的各个方面，以及现代高科技的前沿问题都与基础物理的研究有关。学习了力学知识，学生就能够对天上，地上的各种宏观低速物体的运动有所了解，并且能够分析交通部门为什么规定坐在汽车前排的人必须系安全带；通过电磁学知识的学习，使学生可以了解各种通讯工具的工作原理；通过光学知识的学习，使学生能够分析海市蜃楼是怎么形成的。

4.人格魅力的培养。通过课堂讨论物理学家和科学技术专家应该具备什么样的品格，同学们积极参与，踊跃发言，他们认为无论是物理学家和科学技术专家，还是当代大学生都应该具备以下品格：正义，忠诚，责任、真善美、淡薄名利等。有了正义，物理学家和科学技术专家才不会利用手中的技术去危害人类，而是造福于人类。有了忠诚，才不会背叛自己的国家和人民，著名科学家钱学森正是怀着忠于中国的心，历经千辛万苦回到了祖国的怀抱，投身于中国的科技事业。正是出于一种责任心，核技术人员在核电站发电站之前力争确保每一个环节都不会出错。日本福岛核电站核泄漏事故正是疏忽大意、责任心不够造成的。……

三、文科物理课程的内容设置

我国的文科物理教学开始于20世纪90年代，纵观各高校开设文科物理课程情况，有些高校有具体的课程名，有的则没有具体的课程名称。由于可借鉴的文科物理教材几乎没有，许多高校根据实际情况编写了教材以满足教学需要，如同济大学的《文明之源一物理学》、东南大学的《物理学概念一文科院系用大学物理教学用书》和《文科物理十五讲》、西安交通大学文科用的《大学物理》，哈尔滨工程大学的《“触摸”科学体验发现-物理原理展示》等，这些教材的出现说明了我国文科物理教材的多元化，也显露出我国文科物理教学还不成熟，有待进一步完善[4]。怎样开设文科物理课，从而收到较好的教学效果仍然是一个非常值得探讨的问题。文科学生在高中开始就实行了文理分科，他们中大部分学生物理基础较差，有些人曾经惧怕物理、讨厌物理，针对这一情况，文科物理课程在内容设置上不能像理科物理课程那么专那么深，在文科物理教学过程中要尽量避免较难数学公式的推导，应该多讲授物理的研究方法、物理学史以及物理在日常生活和其他研究领域中的应用，并且海要有一定的时间进行物理实验课的学习[5]。我们的教学内容可以安排如下：①物理学基本概念的人文涵义，如物理学发展史和物理学中的世界观、方法论、哲学意义等问题。②与物理有关的社会问题，如能源（太阳能、核能、风能、水能等）、环境（环境污染、臭氧空洞、室温效应等）、武器（核武器、激光武器等）等方面的问题。③高科技和现代化日常生活中的物理学。④开设形式多样的实验课，可以给学生观看有趣的物理演示实验；带领学生参观科学实验室，感受科学家的实验方法；以及学生自己动手实验等。⑤安排学生写相关的学习论文，即有助于学生加深对课程的理解，又有助于教师了解学生的学习情况[6]。

四、文科物理课程的授课方法

教学名师以及优秀主讲教师的经验告诉我们：任何成功的教学背后都有一套行之有效的教学方法。因此要想开设好文科物理课程，也应当有适合文科物理课程的教学方法。无论使用何种教学方法，首要的就是要提高学生的学习兴趣。①为了提高学生的学习兴趣，可以播放一些图文并茂的视频资料，例如海市蜃楼，如果只靠黑板和粉笔讲解海市蜃楼是由于光线经过密度分布不均匀的大气层折射形成的，学生将会感觉很枯燥；如果借助于视频资料，学生仿佛置身于仙境中，也很容易掌握海市蜃楼的形成原理。再例如激光武器和激光键盘等视频资料的播放，学生非常惊叹科技如此神奇。②为了提高学生的学习兴趣，可以在课堂上与学生们一起做一些演示实验。③为了提高学生的学习兴趣，还可以采取案例法教学[3]，例如蝴蝶效应，美国麻省理工学院气象学家洛伦兹提出过一个著名的混沌理论——“蝴蝶效应”：一只蝴蝶在巴西扇动翅膀，有可能会在美国的德克萨斯引起一场龙卷风。给文科学生讲解混沌理论可能比较困难，但是如果将混沌理论——“蝴蝶效应”与实际生活相结合，例如结合经济、政治、军事以及日常生活讲解，学生就非常感兴趣，还容易接受[7]。

五、文科物理的考核方式

文科物理的考核方式与理工科物理的考核方式不同，理工科物理的考核方式一般是平时作业成绩加期末卷面成绩，并且分别加权，平时作业以以及期末考试题以计算题为主；文科物理的考核方式虽然也是平时作业加期末卷面成绩，但是作业以小论文为主；考试试题以论述题为主。另外还课堂讨论中表现突出的同学成绩为优秀和良好[8]。

通过学生的调查问卷发现，大多数文科学生对物理有一种畏惧心理，最初对开设文科物理课程有抵触情绪，但是随着课程的学习，慢慢地喜欢上了文科物理。他们发现文学中的诗词歌赋与物理学结合得如此紧密，物理学还与哲学、历史有联系。物理学的发展史，也是人类社会的发展史。是一篇震古烁今的壮丽史诗。日常生活中的方方面面都离不开物理。

参考文献：

[1]倪光炯，王炎森.物理与文化——物理思想与人文精神的融合[M].第2版.高等教育出版社，2011：18-19.

[2]王登龙，丁建文.浅论对文科类大学生开设物理课程的必要性[J].教育教学论坛，2010，（7）：5.

[3]刘丽妹.开设文科物理课程的初步探索[J].河北理工大学学报（社会科学版）.2008，（11）：25.

[4]杨娟.文科类大学物理课程的设置及教学研究与实践[D].合肥工业大学，2007.

[5]樊振军，周惟公，张自力，高华.也谈文科物理课的开设[J].中国地质教育，2008，（6）：25.

[6]李柳青，曹跃祖，李福芸，马涛.关于文科大学物理课程的设想[J].物理与工程，2006，（12）：30.

[7]苑立波，孙伟民，刘志海，张羽.“触摸”科学体验发现——物理原理展示[M].国防教育出版社，2009：55.

[8]张莉.文科物理教学初探[J].当代教育论坛，2011，（8）：90-92.

基金项目：哈尔滨工程大学基础课程教学改革研究基金（理工科院校《文科物理》课程教学改革与实践）

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