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論如何將大學(xué)物理教學(xué)轉化為通識論文
在諸多的工科院校中，大學(xué)物理是工科學(xué)生中必修的基礎課之一。作為高等教育中的自然科學(xué)類(lèi)基礎課程，大學(xué)物理是研究物質(zhì)基本運動(dòng)規律的科學(xué)，是自然科學(xué)的核心,是傳播科學(xué)思維、加強科學(xué)素養的重要承載體。物理學(xué)的精神是求真、求實(shí)和創(chuàng )新氣雖然理工科的課程都能通過(guò)潛移默化,而起到提升學(xué)生科學(xué)素養的作用;但是只有大學(xué)物理課程，可以把這個(gè)問(wèn)題作為一項專(zhuān)門(mén)的議題來(lái)對待,教師講課的宗旨也可以由知識的傳授而轉變?yōu)榭茖W(xué)素質(zhì)的培養。
一、我校工科大學(xué)物理教學(xué)的現狀
我校的大學(xué)物理教學(xué)目前還是沿襲傳統的教學(xué)模式,分為理論授課和實(shí)驗教學(xué)兩個(gè)部分。理論教學(xué)根據所在學(xué)科的不同，主要分成96學(xué)時(shí)和72學(xué)時(shí)兩種。主要承擔質(zhì)點(diǎn)力學(xué)、剛體力學(xué)、電磁學(xué)、振動(dòng)和波動(dòng)理論、光學(xué)、熱力學(xué)與統計物理學(xué)的教學(xué)內容。學(xué)時(shí)數多一些的會(huì )簡(jiǎn)單講授狹義相對論和量子論的基本內容。實(shí)驗教學(xué)一般為40~60學(xué)時(shí),主要完成經(jīng)典物理學(xué)中—些代表性實(shí)驗的內容。除了課堂教學(xué)外,還有網(wǎng)絡(luò )課程教學(xué);任課教師會(huì )根據教學(xué)實(shí)際情況,節選一些和教學(xué)內容有關(guān)聯(lián)的課外內容,放在學(xué)校的網(wǎng)絡(luò )教學(xué)平臺上,供學(xué)生們自己學(xué)習或者練習。理論課程的學(xué)習效果檢測，由標準化試題庫里選題組卷,通過(guò)閉卷考試來(lái)完成�，F行的這套教學(xué)模式已經(jīng)延續了近三十年，對提升工科學(xué)生的物理基礎、學(xué)習科學(xué)的思想方法和研究方法起了積極的影響,充當了基礎課程和專(zhuān)業(yè)課程之間的橋梁,對我校培養出合格的本科畢業(yè)生發(fā)揮了非常重要的作用。
但隨著(zhù)社會(huì )的發(fā)展,大學(xué)物理的這套教學(xué)模式面臨著(zhù)越來(lái)越多的問(wèn)題。包景東對現有的教學(xué)流程作了精辟的總結“教師在課堂上講授正確的知識，學(xué)生在課后做正確的練習，但缺乏批判性思維的訓練和科學(xué)精神的引導�！弊罱K,這樣的教學(xué)變成了以考試要求的“解題”內容為中心的教學(xué),教師講課的重點(diǎn)變成了基本的物理概念、重要公式及其解題中的應用，使得大學(xué)物理變成了一項枯燥無(wú)趣的課程。
這樣乏味的教學(xué)對學(xué)生的學(xué)習熱情也是毀滅性的打擊。學(xué)生的學(xué)習熱情往往是靠功課的“有用性”和“有趣性”來(lái)激發(fā)的。理工性質(zhì)的基礎課程就是數學(xué)類(lèi)課程和大學(xué)物理課程,其他課程都是專(zhuān)業(yè)課或者專(zhuān)業(yè)基礎課程。大部分的學(xué)生以就業(yè)或考研為導向來(lái)進(jìn)行學(xué)習。大學(xué)物理課程不像具體的專(zhuān)業(yè)課那樣直接面向就業(yè),又不像數學(xué)類(lèi)課程那樣與考研息息相關(guān)，更何況,物理學(xué)概念和公式理解和應用起來(lái)又具有相當的難度，從而大學(xué)物理變成了廣大工科學(xué)生覺(jué)得既“無(wú)趣”又“無(wú)用”,還很“難”的“雞肋”課程。對于“985”或者“211”學(xué)校,很多學(xué)生為了出國深造,會(huì )努力把大學(xué)物理學(xué)中的基本概念和公式吃透，因為國外高校一般都很看重平均成績(jì)點(diǎn)數(GPA, Grade Point Average)和基礎類(lèi)課程成績(jì);而對于普通的二本院校，能夠出國深造的學(xué)生是極少數，因此有熱情來(lái)學(xué)習大學(xué)物理的少之又少。從筆者所在的學(xué)校及兄弟工科院校從事大學(xué)物理教學(xué)的同行們反饋的信息來(lái)看,在大學(xué)物理課堂上能夠積極主動(dòng)學(xué)習的學(xué)生，除了極少數是延續了中學(xué)對自然科學(xué)的興趣的,基本都是為了高分而獲得獎學(xué)金而學(xué)習。
這種教學(xué)模式還帶來(lái)了一個(gè)更嚴重的后果,就是各個(gè)工科專(zhuān)業(yè)建設者們也覺(jué)得大學(xué)物理課程是“費力且無(wú)用”的,從而會(huì )大力壓縮大學(xué)物理的課時(shí)。以筆者所在的學(xué)校為例,信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)中大學(xué)物理的課時(shí)數就設置成了48學(xué)時(shí),如果不是教育部教學(xué)大綱的指導要求,大學(xué)物理課程很可能會(huì )從工科教學(xué)中消失。
大學(xué)物理教學(xué)面臨的現狀讓我們不得不深入思考:作為自然科學(xué)的核心課程，本質(zhì)上是既“有趣”又“有用”的,為什么會(huì )面臨如此尷尬的局面?筆者認為，現有的教學(xué)模式是不合時(shí)宜的，要大力改革，教學(xué)的基本指導思想要從“掌握基本概念和公式而解題”轉變?yōu)椤傲私饪茖W(xué)常識以提高科學(xué)素養”課程的定位要從“物理學(xué)原理教學(xué)”轉變?yōu)椤翱茖W(xué)通識教學(xué)”。
二、工科學(xué)生有提高科學(xué)素養的需求
根據2010年11月第八次中國公民科學(xué)素養調查報告顯示，中國大陸具備基本科學(xué)素養的公民比例達到3.27%,而同期人口普査數據的結果表明中國大陸大專(zhuān)以上學(xué)歷水平人口為8.9%,這說(shuō)明大部分大學(xué)畢業(yè)生還不具備基本科學(xué)素養n。而在這份調査數據中，崇尚科學(xué)精神的公民比例達到64.94%'這表明我國大學(xué)生的科學(xué)素養還有極大的提升需求�？茖W(xué)素養包括很多方面,很難得有標準的定義,但普遍認為包括三個(gè)方面：即對于科學(xué)知識達到基本的了解程度;科學(xué)的研究過(guò)程和方法達到基本的了解程度;對于科學(xué)技術(shù)對社會(huì )和個(gè)人所產(chǎn)生的影響達到基本的了解程度。
很顯然，科學(xué)素養的提高是一個(gè)社會(huì )性工程,絕不可能僅僅由課堂教學(xué)來(lái)完成。課堂教學(xué)能夠傳遞的是認識物質(zhì)世界的基本規律和基本方法，以及批判的科學(xué)思維方式;即廣博的自然科學(xué)知識面以及科學(xué)的探究方法,也就是“科學(xué)通識”。工科類(lèi)學(xué)生的專(zhuān)業(yè)課程往往是針對某些具體問(wèn)題的理論和解決方法，有“深度”而無(wú)“廣度”;側重于技術(shù)手段的改進(jìn)和提高，忽略了技術(shù)所依靠的基本物理原理的局限性和暫時(shí)性。尤其是“卓越工程師培養計劃出臺以來(lái),我校越發(fā)注重實(shí)踐技能的培養,忽略了科學(xué)通識的教學(xué)和傳播。因而,工科學(xué)生是有提升科學(xué)素養，了解科學(xué)通識的需求的,科學(xué)通識教學(xué)應當專(zhuān)門(mén)作為一個(gè)課題來(lái)認真研究。
三、科學(xué)通識教學(xué)由大學(xué)物理課程完成的合理性
很多學(xué)者認識到在大學(xué)教育中應該加強科學(xué)通識教學(xué)的重要性(見(jiàn)文獻及其引用文獻)，甚至文科類(lèi)專(zhuān)業(yè)也有這樣的呼吁。但是關(guān)于科學(xué)通識教學(xué)具體怎么實(shí)現,還沒(méi)有相關(guān)報道。在我國現行的教育體系下,只靠學(xué)生自主學(xué)習、電子刊物宣傳、學(xué)者講座等形式是不夠的，還是需要開(kāi)設專(zhuān)門(mén)的課程來(lái)進(jìn)行教學(xué)。物理學(xué)是一切自然科學(xué)的基礎,處于諸多核心自然科學(xué)的基礎地位,是研究自然界物質(zhì)最基本形態(tài)的科學(xué)。物理學(xué)是通過(guò)觀(guān)察、實(shí)驗、抽象、假設等研究方法并經(jīng)實(shí)踐的檢驗而建立起來(lái)的，是一門(mén)理論和實(shí)驗高度結合的精確科學(xué)，是最能體現科學(xué)發(fā)展過(guò)程、研究方法和思維方式的學(xué)科。相比較數學(xué)課程和工科專(zhuān)業(yè)課程，大學(xué)物理是最合適來(lái)承擔科學(xué)通識教學(xué)的課程。
情形越來(lái)越清楚,大學(xué)物理課程不轉變?yōu)榭茖W(xué)通識教學(xué),將會(huì )成為一個(gè)高校專(zhuān)業(yè)建設者和學(xué)生眼中越來(lái)越邊緣化的學(xué)科，將會(huì )繼續“無(wú)趣”且“無(wú)用”下去，廣大的大學(xué)物理授課從業(yè)者將會(huì )處于“空有滿(mǎn)腹經(jīng)綸，卻無(wú)人可與交流”的尷尬境地，唯有主動(dòng)變革，放棄以公式為基礎的教學(xué)而轉變?yōu)橐蕴岣呖茖W(xué)素養為目的的教學(xué)，才能為大學(xué)教育做出應有的貢獻。
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