大學文科物理導入課教學探討與思考＊

何瑩松

（北方民族大學 寧夏 銀川 750021）

李 芒

（北京師范大學 北京 100875）

物理學是自然科學的基礎，其科學的思想、方法已滲透到其他領域，科技的發展與物理學的發展密不可分.雖然文科大學生研究的領域不是自然科學，但科學技術迅速發展，各學科相互交叉、促進，較強的科學觀察能力必將有助于文科大學生日后的工作.我國從20世紀90年代就開始開展文科物理教學，但因地域等不同情況，各個高校對這項工作的要求進展不盡相同.筆者結合自己從事的工作來探討大學文科物理教學.

1 大學文科物理課程簡介

大學文科物理是北方民族大學依據學生特點面向文科學生開設的一門公共課.它不同于中學物理也不同于物理專業和工科類專業的物理課.是文科學生了解自然科學對人類文明進程的重大作用的窗口，學習科學研究方法，提高自身思考能力和創新能力的有力途徑.文科大學物理課程內容主要涵蓋物理基本概念定律（可節選）、物理與文化、物理學與人類文明三部分.教師在具體講授時可根據學生情況選擇兩個部分，甚至三個部分內容都涉及.作為一門培養文科學生科學素養、人文素養的課程，大學文科物理發揮著優勢與作用.而且，從物理學視角審視人類文明進程，是當代大學生綜合素質教育的一個重要層面.筆者結合自己課程講授過程中導入課的教學進行探討.

2 大學文科物理導入課概念界定及導入課的重要性

2.1 何為導入課

俗話說：“萬事開頭難”“好的開頭是成功的一半”.在講授新課之前，教師就應該考慮如何激發學生的學習興趣和求知欲望，使其一開始就有一個明確的探索目標和正確的思維方向.筆者把課程開始時的導入部分稱為導入課.導入課是一堂課效果優劣的重要參數.

2.2 導入課的重要性

以往大學物理教學對導入課的關注度不高，所以導致許多教師不注重導入課的授課方法，更沒有多少人對其進行探索.近年來隨著物理教學的不斷改革，導入課在大學教學中顯得越來越重要.認知心理學的研究指出，學習過程是從外界刺激產生感覺和由個體的學習動機產生對感覺信息的選擇性注意開始［1］.信息從感覺刺激到被送到記憶系統的過程“注意”起到了關鍵作用.這說明導入課在整個授課過程中起著重要作用，為一堂成功課鋪下了基石.如果教師能對導入課做深入探究，在課堂的開始就能吸引學生，會對課程學習起到非常重要的促進作用.可見，導入課影響著課程的進展，如果能夠有效地設計導入課會讓課堂教學達到很好的效果，既讓教者感到滿意，也讓學者感到有興趣.

大學文科物理與其他自然科學課程一樣，總會出現物理語言即科學語言的陳述，它不同于日常語言，科學語言具有簡潔（即術語的定義使用數學公式表達）、精確（即詞語的含義一經確定，就相對不再改變）、客觀（即科學報告的客觀性和非個性化）等特點，能準確表達物理規律［2］.可見，科學語言與學生的日常語言之間是有差別的.而用科學語言描述的物理現象、規律與學生的已有經驗有所出入，這更增加了學習的難度.文科物理課面向文科生開設，而文科生的物理基礎薄弱，一定會遇到上述接受困難的問題.于是學生產生畏懼心理，影響了學習的積極性.大學物理教師應該深入研究導入課教學，使其一開始就被吸引，進而提高學習興趣和學習主動性.

3 如何有效上好導入課

李政道先生曾說過，“最重要的東西往往是最簡單的”，“那些最基本的東西，恰恰是最簡單的，但卻最重要”.筆者非常認同李先生的觀念，在教學中始終持這樣的原則，選取物理學中最重要的內容，導入課教學設計以簡潔明了為原則，引導學生體會物理學的簡單美.

另外，大學文科物理在整個大學課程中，對文科生而言，長期受非智力因素的影響存在學習不適應性，有時即使是容易的問題，他們仍會有理解誤區，導致物理學習的畏懼心理.愛因斯坦在74歲高齡時說過這樣一段話，“我現在已經很清楚了，我并沒有特別高的才能.在好奇、求知欲、忍耐固執與自我批評的帶領下找到我的理論.我并沒有特別強的思考力，或者只有中等程度.很多人有比我更好的腦筋，但并沒有做出任何有價值的新貢獻”.這是對非智力因素在物理學習中影響最好的詮釋.導入課中教師要特別注意學生非智力因素對學習的影響.

筆者依據自己多年的教學實踐體會，并根據北方民族大學文科學生數理底子薄等特點，在注意上述所提的兩方面問題的前提下，總結了文科物理導入課一些值得關注的教學內容，與廣大物理同行共同交流.

3.1 以物引思教學模式

不論是理科生還是文科生，直觀的視覺刺激，總能給他們帶來意外的收獲.因此視覺的刺激往往比簡單的語言描述更能讓學生產生共鳴.通過物理實驗演示，通過實物創設物理情境，引起學生的視覺注意，吸引學生積極投入課堂.演示實驗盡可能簡單明了、直觀，能反映物理現象，引發學生的思考，激起學生的興趣.例如，在讓學生認識了解電容器時，通常教師都是在黑板上畫電容器，然后給學生介紹它的特點，很枯燥，學生接受起來很困難，很難在頭腦中構建電容器的概念，最終也沒有搞清楚電容器為何物.如果換成做這樣的實驗，效果就會大為改觀.實驗儀器和器材有盛飲料的高橙瓶一支、導線若干、錫箔紙兩張、范氏起電機，如圖1所示.

圖1 認識了解電容器的演示實驗

高橙瓶與錫箔紙構成一個電容器，利用范氏起電機充電，這樣做既直觀有又能引起學生的興趣，可謂事半功倍.既認識了電容器也弄清了它的特點.在這里教師還可以選擇實物投影儀讓學生對實驗有更為清晰的視覺認識.

3.2 以史為鏡教學模式

故事是最能激發學生興趣的手段，通過物理故事引入課程內容效果甚好.文科學生具有較強的形象思維能力和語言能力，在表達故事時利用多媒體配上形象的圖片和優美的文字，他們還是很有興致的.自然科學的發展歷史對大多數文科學生來講是知之甚少，而科學史對學生科學素養的培養大有裨益.科學小故事比理論推演更能引發文科學生的參與意識.運用物理學史的材料，在分析史料中，了解知識產生的社會背景.針對所學知識，以物理學史為背景，拓展學生思維，培養學生科學的態度、情感、價值觀.讓學生認識到科學的社會價值.通過分析史料，使學生意識到科學發展就是一種探究的過程，培養他們的科學探究意識.

例如，在講運動問題時可以介紹伽利略及他的科學精神與科學態度［3］.在講運動與力的聯系時，可以先給學生講講日心說［4］，講講哥白尼的故事，再介紹牛頓和他的研究方法.介紹電磁學內容時，可以將法拉第、安培、麥克斯韋的故事引入［5］，讓文科生在人文氣息中進入學習，可能更容易讓他們接受.科學史中對人類發展有重大意義的人、事件，以故事的形式呈現給學生會讓他們對物理學有全新的認識，對物理學在人類文明歷程中所起的關鍵作用有一定認識.從全新視角認識物理學，不僅是技術發展的基礎，也是社會發展不可或缺的部分.在導入課中選取合適的史料，有針對性地、有明確目標地引起學生的學習欲望，不失為一種好的方法.

3.3 觸類旁通教學模式

3.3.1 引用學生生活經驗為實例（基于問題引入）

筆者認為盡可能用學習者已有經驗作為導入課的素材.生活中的經驗有正確的和錯誤的兩種，有時利用學生生活中的錯誤經驗來引入新課，會產生導通的效果.文科生不同于理科生，他們對一些基本物理現象可能還會存在誤解，這時正好可以利用這一點.在介紹慣性時，可先提問學生：“維持物體的運動是否一定要有力的作用？”“速度大的物體是不是一定受一個較大力的作用？”對這些問題肯定的答案是錯誤的，但學生常常會認為是正確的.產生這種錯誤的根源在于學生的生活經驗被假象所迷惑.

例如靜止的車，人推它才動；靜止的樹枝，風吹它才動；靜止的球，腳踢它才滾，如此等等.如果不推、不吹、不踢，這些物體是不會動的.當教師把學生認為是“千真萬確”的生活經驗，給予否定時，學生的思維一下子被激活了（盡管這些內容他們中學時有學到，但真正能透徹領悟的卻寥寥無幾），注意力頓時集中到教師所提出的問題上來，這樣就巧妙地引入了新課.這種引入方法不僅可集中學生的注意力，更重要的是能使學生明白生活中的經驗在沒有經過嚴謹的科學分析之前還是粗淺的、片面的，甚至是錯誤的.要正確認識世界，掌握自然界的客觀規律，還必須經過嚴格的科學分析［6］，透過表象挖掘事物的本質特征.通過課程使文科生學會用科學的方法認識物質世界.

通過學習，對培養文科生科學思維方式有很大作用.他們自己對原有的感性知識作一番分析后，獲得一個比較全面的認識，認識能力有所攀升，理性思維顯著提升.在解決問題中培養文科學生一種認識問題的方法，讓他們學會在處理問題時思維更加理性化.同時使學生認識到物理現象不是孤立存在的，它與生活息息相關，打破過去那種孤立思考問題的方法，正確運用聯系發展的視角認識物質世界，引導他們樹立一種哲學自然觀.在教師的引導下，文科學生能對一些物理現象有深入的科學認識，激發他們對科學的熱愛也是開設這門課程的目的之一.

3.3.2 通過類比打通思路

對文科生而言，他們在科學素養方面缺失較多，在物理課堂上應培養他們建立物理現象與生活現象的聯系，關注學生已有思維在教學中的作用.例如，在介紹一些物理詞語時，雖然他們對這個詞并不陌生，可是真正用科學語言來理解，文科學生還是比較困難.究其原因是科學語言過于抽象，會帶來一些理解偏差.以下介紹幾個實例.

如在介紹加速度時，文科學生對變化率的概念理解透徹，出現了理解誤區.如果此時教師仍然用數學語言去講解會很費勁，這時可以類比生活中的具體實例，可以達到觸類旁通的效果.例舉簡單事例，如學生自己身高的變化快慢，或者樹和樹苗高度的變化，這些都是他們身邊耳熟能詳的事.總之越簡單越好，因為學習的目的不是將問題復雜化，越簡單的語言是越容易被受眾接受和理解的.

介紹電阻或電場強度時，它們都是用比值定義的反映本質屬性的物理量.而比值定義是物理概念比較常用的一種方法.可能有些教師會用數值計算的數據來引入新課，這種方法雖然可被學生接受，但也存在弊端.文科學生看到數學演算會感到懼怕，即使是很簡單的運算也會令他們撓頭.在這里建議教師利用多媒體課件借助幾何學知識，因為簡單的歐式幾何對大學文科生而言不困難，圖形往往比數值更直觀.這是培養科學思維的一個極好辦法.可用三角形邊角間關系作類比.如30°角所對的直角邊與斜邊之比是，45°角的兩直角邊之比是1.可見比值可反映三角形的角度，則密度和電場強度也是通過比值來定義的量，反應物質一種屬性.以此類比引導學生理解這兩個物理量.這樣可以更好地使學生的思維導通，借助多媒體手段使學生頭腦中構建數學表達形式與物理概念之間的模型.

4 對大學文科物理導入課教學的一點思考

筆者從事物理教學多年，對我校針對文科生開設的大學文科物理教學實踐過程親歷親為，有頗多感受，希望能與廣大物理同行共同交流.

大學文科物理課程對教師提出了新的要求，不論在教學目標、教學內容、還是教學手段，都需要突破傳統.

首先要注意授課對象是文科學生，需依據文科生的認知特點確定教學目標.他們與理工科學生不同，不需要強調專業技術性能力的培養，主要側重于培養他們用理科思想分析問題、解決問題，擴大他們在自然科學、技術科學領域的眼界，導入課設計在顧及上述方面的同時還需兼顧學生的新奇感，因為這是引發學生興趣的關鍵階段.

其次要注意教學內容也有不同.理工科學生強調教學內容的系統化”“邏輯化”“難度化”和“應用化”.文科學生則強調：定性與半定量，對計算能力要求不高；闡述物理概念的來龍去脈，加重物理學史的分量；弄清哲學與物理學的關系；內容可廣泛涉獵方法論方面.

最后，要注意文科生物理基礎較弱，在教學手段的選擇上必須注意采用多元化的方法調動其學習興趣.在大學文科物理教學中，充分利用多媒體及其軟件圖文聲像并茂、交互環境友好、信息資源豐富、學習路徑多樣的特點，還可以向學生介紹物理學發展前沿，熱點或現代物理知識，以及當今科技形勢與發展趨勢；展現物理學發展的歷史和物理理論的發展脈絡，體現物理思想方法的應用及其成果；揭示物理學神秘和諧的美.筆者認為這些豐富的內容，只要教師善思、善想，將其融入導入課一定會有很好的效果.

總之，導入課的教學方法有很多，只要積極探索，認真去想，認真去實踐，就會產生好的效果.文科生在高校是一個龐大的群體，要想使科學素養課能切實對他們發揮作用，需要廣大物理教師共同努力，提高自身綜合水平才能更好駕馭課程，讓學生在學習中有所收獲.

1 樂國安.當代美國認知心理學.北京：中國社會出版社，2001.23

2 田春鳳，郭玉英，王鳳.中學物理教學中的語言問題初探.物理教師，2004（5）：34～35

3 倪光炯，王炎森.物理與文化.北京：高等教育出版社，2009.45

4 趙崢.物理學與人類文明十六講.北京：高等教育出版社 ，2008.69

5 （美）Art Hobson.物理學的概念與文化素養 .秦克誠，劉培森，周國榮譯.北京：高等教育出版社，2008.12

6 劉輝.體現物理文化的大學物理教學審視 .湖南師范大學 ，2008.58