文科物理教學(xué)研究與實(shí)踐

摘要：理工科學(xué)生的人文素質(zhì)培養(yǎng)與文科學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)培養(yǎng)是高等教育發(fā)展的趨勢(shì)之一，于是通識(shí)教育被提出。作為文科學(xué)生，了解一定的物理知識(shí)、了解物理學(xué)在現(xiàn)代高新技術(shù)領(lǐng)域中的應(yīng)用、了解物理學(xué)與人文精神和人文學(xué)科之間的關(guān)系是提高其科學(xué)素養(yǎng)的重要內(nèi)容。如何提高文科學(xué)生的教學(xué)效率是物理教師值得探討的有意義課題。文中主要介紹了湖南某高校在文科物理教學(xué)的探索和實(shí)踐方面的成功經(jīng)驗(yàn)，為高校文科物理教學(xué)提供了一種全新模式。

關(guān)鍵詞：文科物理 素質(zhì)教育 科學(xué)素養(yǎng)

隨著高院教學(xué)改革的深入，本科教育已從精英教育過渡到大眾教育，高校學(xué)生的素質(zhì)教育開始全面普及，文理滲透已經(jīng)成為高等教育發(fā)展的趨勢(shì)之一。當(dāng)前，在很多高校的本科培養(yǎng)方案中往往要求理工科學(xué)生取得一定的人文知識(shí)學(xué)分，文科學(xué)取得一定的科學(xué)素質(zhì)類學(xué)分才能畢業(yè)。由于文理科學(xué)生的不同知識(shí)背景以及文理科的不同特性，理工科學(xué)生的人文素質(zhì)教育相對(duì)容易，因此已取得一定進(jìn)展。然而，文科學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)教育相對(duì)處于低級(jí)階段。如何提高文科學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)是一個(gè)值得研究和探討的有意義的課題。

眾所周知，物理學(xué)是探索物質(zhì)世界中最基本最普遍的規(guī)律的科學(xué)，處于“科技之母”的地位， 是絕大多數(shù)理工科專業(yè)的基礎(chǔ)。作為文科學(xué)生，了解一定的物理知識(shí)、了解物理學(xué)在現(xiàn)代高新技術(shù)領(lǐng)域中的應(yīng)用、了解物理學(xué)與人文精神和人文學(xué)科之間的關(guān)系是提高其科學(xué)素養(yǎng)的重要內(nèi)容。然而，由于文科學(xué)生的理工類知識(shí)背景弱，對(duì)理工類的興趣低，因此學(xué)習(xí)物理的積極性很低。我們對(duì)部分高校調(diào)查顯示，選修了文科物理的學(xué)生到課率平均不到40%。近年來，各個(gè)高校和各級(jí)物理學(xué)會(huì)對(duì)如何改進(jìn)文科物理的教學(xué)方法和內(nèi)容，提高教學(xué)效率一直在思考，相關(guān)報(bào)道時(shí)有出現(xiàn)[1，2，3]。在今年7月13日到7月16日的貴州省物理學(xué)會(huì)上，我們結(jié)合在湖南某高校在文科物理教學(xué)的探索和實(shí)際運(yùn)作方案作了簡要匯報(bào)，現(xiàn)將主要內(nèi)容總結(jié)如下。

1 在教學(xué)的內(nèi)容取舍原則

在教學(xué)的內(nèi)容上，要盡量避免有過多的深?yuàn)W知識(shí)和過多的推導(dǎo)，在可能的情況下，最好是沒有推導(dǎo)，甚至不應(yīng)當(dāng)有公式。其原因有二。其一是文科物理的課時(shí)一般很少，往往是36-72之間，短短的課時(shí)內(nèi)，做過多的推導(dǎo)，講的過細(xì)不可取，其二是過多的推導(dǎo)對(duì)文科學(xué)生來說是一種受罪，他們是沒有任何興趣，因此，他們的選擇只能是逃課或者睡覺。

在教學(xué)的內(nèi)容上，理論課程上盡量選取物理學(xué)與哲學(xué)、物理學(xué)與人文知識(shí)、物理學(xué)與美學(xué)性、物理學(xué)與史學(xué)等具有相關(guān)的內(nèi)容，同時(shí)最好理論課程與實(shí)驗(yàn)課程同時(shí)開設(shè)。

2 實(shí)際教學(xué)案例

從2008年以來的實(shí)際教學(xué)中，我們依托學(xué)校的示范物理演示實(shí)驗(yàn)室開設(shè)的總課時(shí)是36課時(shí)，其中40%的理論課，60%的實(shí)驗(yàn)課程，課程名稱為“物理趣味實(shí)驗(yàn)與前沿”

2.1 教學(xué)模式

在教學(xué)模式上，完全開放的方式。所有理論課程采用報(bào)告的形式，我們精心地選擇了9個(gè)方面的理論專題報(bào)告。所謂完全開放是指學(xué)生在開課前在規(guī)定時(shí)間內(nèi)選課，并且是理論課與實(shí)驗(yàn)課的內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)課上課時(shí)間、理論課與實(shí)驗(yàn)課的選課地點(diǎn)全部開放。由于學(xué)校實(shí)驗(yàn)綜合管理系統(tǒng)比較完善，我們將理論課講座當(dāng)作一個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，加入實(shí)驗(yàn)綜合管理系統(tǒng)里面。因此，所有選修“物理趣味實(shí)驗(yàn)與前沿”的學(xué)生可以在選課通知發(fā)布以后，在規(guī)定時(shí)間內(nèi)選課，在網(wǎng)上根據(jù)自己的興趣和自己的時(shí)間選擇任意時(shí)間段做任意相關(guān)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目（理論課的時(shí)間段嚴(yán)格確定，不能隨意選擇）。我們實(shí)驗(yàn)課的時(shí)間段如下：

1/2節(jié)第一時(shí)段8：00—9：30

3/4節(jié)第二時(shí)段 9：50—11：20

5/6節(jié)第三時(shí)段 14：30—16：00（冬），為15：00—16：30（夏）

7/8節(jié)第四時(shí)段 16：30—18：00（冬），為16：40—18：10（夏）

9/10節(jié)第五時(shí)段 19：00—20：30

11/12節(jié)第六時(shí)段 20：30—22：00

2.2 教學(xué)內(nèi)容

在物理理論課程的教學(xué)內(nèi)容上，我們總共選擇了物理學(xué)史、量子論、相對(duì)論、核能淺談、宇宙學(xué)、美與物理學(xué)、激光的發(fā)展與應(yīng)用、量子信息科學(xué)與技術(shù)簡介、納米的發(fā)展應(yīng)用與展望等9個(gè)專題報(bào)告，并且每個(gè)專題都是由物理背景知識(shí)豐富的博士或教授講授，其他的碩士或副教授一般不得講授。我們認(rèn)為，對(duì)這些專題報(bào)告來說，只有有豐富物理背景知識(shí)才能講的生動(dòng)，吸引學(xué)生的興趣。

在物理實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)內(nèi)容上，由于學(xué)校的示范物理演示實(shí)驗(yàn)室有力學(xué)演示實(shí)驗(yàn)室、光學(xué)演示實(shí)驗(yàn)室和電磁學(xué)演示實(shí)驗(yàn)室，總共有約150個(gè)演示實(shí)驗(yàn)。我們將每個(gè)演示實(shí)驗(yàn)室的實(shí)驗(yàn)分組，平均每組實(shí)驗(yàn)演示10個(gè)左右，共計(jì)分成15組。我們將每個(gè)演示實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)操作規(guī)程和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象在上課前放在相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)臺(tái)上，學(xué)生可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象對(duì)照自己所做的實(shí)驗(yàn)。

2.3 教學(xué)過程

在實(shí)際的教學(xué)過程中，每個(gè)學(xué)生在9個(gè)專題報(bào)告和15組演示實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目中選擇7個(gè)專題和10個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，其中包括必選和任選專題或項(xiàng)目。我們的考核主要是以平時(shí)成績作為依據(jù)，每個(gè)專題和實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目都給出相應(yīng)的成績，所有成績之加權(quán)平均值即學(xué)生成績。同時(shí)規(guī)定有3個(gè)以上專題或?qū)嶒?yàn)項(xiàng)目缺席者不給成績。

我們每個(gè)學(xué)期都開設(shè)本課程。在我們的模式下，第一次開課選課學(xué)生共有240人，第二個(gè)學(xué)期以后，每個(gè)學(xué)期基本上都達(dá)物理系的師資和到了演示實(shí)驗(yàn)室最大容量480人，很少有不滿的。我們的理論課是大班形式，每個(gè)任課的教授或博士只主講3個(gè)專題，這樣既可以減輕教師的負(fù)擔(dān)，又可以讓學(xué)生接觸不同背景教師的講授，從而增加學(xué)生新鮮度。實(shí)驗(yàn)課程方面，由于實(shí)驗(yàn)課程的完全開放，我們每個(gè)演示實(shí)驗(yàn)室都配備了2-3名實(shí)驗(yàn)教師輪流上課。由于每組都有20個(gè)左右學(xué)生上課，而且多個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目開設(shè)，師資明顯不夠。為了解決這一問題，我們?cè)谖锢韺W(xué)高年級(jí)里選擇優(yōu)秀的學(xué)生，事先進(jìn)行培訓(xùn)，然后每組實(shí)驗(yàn)配備2名學(xué)生助教協(xié)助指導(dǎo)。

2.4 教學(xué)效果

由于給文科學(xué)生充分選擇的余地，學(xué)生能夠自由選擇對(duì)自己感興趣的專題和實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，因此上課消極的現(xiàn)象得到了很好的削弱或消除。我們發(fā)現(xiàn)文科學(xué)生在物理學(xué)史、量子論、相對(duì)論、核能淺談、宇宙學(xué)等課程的興趣非常大。在實(shí)驗(yàn)方面文科學(xué)生對(duì)一些從為未聽說過的現(xiàn)象，很有興趣，比如：滴水自激感應(yīng)起電、手觸式蓄電池、雅格布天梯、錐體上滾等，同時(shí)也對(duì)常見現(xiàn)象但不懂其原理的實(shí)驗(yàn)感興趣，比如：光學(xué)幻影演示、超導(dǎo)磁懸浮列、人造火焰等，由于每次實(shí)驗(yàn)都有其感到不可思議的現(xiàn)象出現(xiàn)，這極大地激發(fā)了文科學(xué)生對(duì)物理課程和物理實(shí)驗(yàn)的興趣，從而他們會(huì)積極自覺的來到實(shí)驗(yàn)室，不會(huì)缺席。在教學(xué)模式下，學(xué)生們?nèi)闭n3次以上有拿不到學(xué)分的大約5%-10%，這是目前文科物理教學(xué)中其他模式所不能達(dá)到的現(xiàn)象。

3 結(jié)論

實(shí)踐證明，這種教學(xué)方式是一種成功的模式，取得了巨大的成績。這為高校文科物理教學(xué)提供了一種全新模式。

參考文獻(xiàn)：

[1]歐陽芳平，黃生祥，趙新聞，胡照文，周克省.中南大學(xué)文科物理課程教學(xué)的思考與探索，《理工高教研究》.2005年02期.

[2]周雨東南大學(xué)文科物理教學(xué)改革的反思，高等工程教育研究2000年第02期.

[3]李芳瓊.文科大學(xué)物理教學(xué)初探，《貴州民族學(xué)院學(xué)報(bào)(哲學(xué)社會(huì)科學(xué)版)》2011年03期.

本文獲國家自然科學(xué)基金（NO：10947101）和湖南省自然科學(xué)基金（NO：10JJ4001）貴州省重點(diǎn)支持學(xué)科（黔教高發(fā)〔2011〕275號(hào)）資助。