“大學(xué)物理”課堂教學(xué)與文化元素相融合的探索與研究

黃田浩　虞鳳英

摘要：“大學(xué)物理”是理工類大學(xué)生在大學(xué)階段接觸最早的一門多學(xué)科內(nèi)容交叉的課程。然而，理科生在中學(xué)階段物理課程的學(xué)習(xí)中幾乎就已經(jīng)形成了死記硬背的思維定式，并把這種定式帶到了“大學(xué)物理”的學(xué)習(xí)中。因此，本文針對“大學(xué)物理”課堂教學(xué)中所發(fā)現(xiàn)的實(shí)際問題，提出了一些教學(xué)模式的改革思路，將“大學(xué)物理”課堂教學(xué)與文化元素有機(jī)融合，最大化地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，達(dá)到培養(yǎng)“文理兼修”的綜合型、創(chuàng)新型人才的目的。

關(guān)鍵詞：“大學(xué)物理”；文化元素；文理兼修

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）06-0126-02

物理學(xué)作為自然科學(xué)的核心和現(xiàn)代工程技術(shù)發(fā)展的源泉，深刻地影響著人類的文明和進(jìn)步。“大學(xué)物理”課程是由物理學(xué)的基本原理、基本思想和方法構(gòu)成的，因而必然成為高等學(xué)校理工類專業(yè)學(xué)生的一門重要的基礎(chǔ)理論必修課，在培養(yǎng)創(chuàng)新人才的過程中發(fā)揮著不可替代的重要作用。隨著科技的發(fā)展，物理學(xué)的基礎(chǔ)理論和應(yīng)用都有了革命性的發(fā)展，使得其內(nèi)容較早期更為豐富，很多新興的知識點(diǎn)的延伸往往產(chǎn)生于學(xué)科的交叉點(diǎn)上，因而，“大學(xué)物理”成為學(xué)生大學(xué)階段接觸最早的一門多學(xué)科內(nèi)容交叉的課程。數(shù)十年來，我國的大學(xué)基本是按照科類設(shè)置院校，文理工分校或是行業(yè)辦學(xué)使得高校的科類更加單一，專業(yè)面更窄，嚴(yán)重阻礙了創(chuàng)新型、綜合型人才的培養(yǎng)。上世紀(jì)60年代到“文革”結(jié)束前，高中教育是不分文理的。然而，“文革”結(jié)束恢復(fù)高考后，為了應(yīng)對文理分科的高考制度，高中的課程也采取了文理分科形式。

時(shí)至今日，我國的大學(xué)教育仍然是高度專業(yè)化，并且很大程度上有“重理輕文”的現(xiàn)象。因此，雖然很多教育界人士提倡取消高中文理分科，但高考模式的改革并非一蹴而就。當(dāng)前我校的在讀大學(xué)生參加的高考都是文理分科制度下的。對于理工類專業(yè)的大學(xué)生來說，高中時(shí)代就常常被灌輸“學(xué)好數(shù)理化，走遍天下都不怕”的思想，因此，“重理輕文”的現(xiàn)象十分普遍。這些現(xiàn)狀，必然導(dǎo)致了理工科大學(xué)生人文文化思維的急劇缺失，阻礙了學(xué)生科學(xué)素質(zhì)和人文素質(zhì)的全面發(fā)展。

一、當(dāng)前“大學(xué)物理”課堂教學(xué)中發(fā)現(xiàn)的實(shí)際問題

1.學(xué)生只掌握了公式、定理，而對物理學(xué)發(fā)展的來龍去脈及物理學(xué)與生活的聯(lián)系知之甚少。“大學(xué)物理”課程中，涉及到的知識點(diǎn)、公式、定理非常豐富。通常在教學(xué)過程中，學(xué)生只學(xué)會了用這些公式、定理去解決具體的題目，但對這些公式、定理的來龍去脈，學(xué)生了解的卻較少。比如：大部分學(xué)生只是粗略的知道牛頓與“蘋果落地”的故事、富蘭克林放風(fēng)箏的故事，而科學(xué)家通過這些事件發(fā)現(xiàn)規(guī)律、提出原理、導(dǎo)出公式的詳細(xì)過程，學(xué)生并不了解。很多學(xué)生認(rèn)為“大學(xué)物理”的理論與實(shí)際生活并沒有必然聯(lián)系，不知道這些理論在生活中有哪些方面的應(yīng)用和體現(xiàn)，也不了解一些經(jīng)典的物理現(xiàn)象在很多文學(xué)作品中有著哪些非常詩意的描述。

2.學(xué)生基礎(chǔ)不同，掌握知識的能力也不盡相同，單一的教學(xué)方式不利于“因材施教”。每個(gè)學(xué)生的性格特點(diǎn)不同，興趣愛好不同，擅長的學(xué)科也有所不同，因此物理基礎(chǔ)是良莠不齊的。傳統(tǒng)的“大學(xué)物理”教學(xué)方式，對一些數(shù)理基礎(chǔ)較好的學(xué)生來說比較容易理解與接受。然而，有些學(xué)生并不是因?yàn)榕d趣，而是出于其他原因選擇了理工科專業(yè)，他們的數(shù)理基礎(chǔ)并不是很強(qiáng)，所以對傳統(tǒng)教學(xué)方法的接受能力也十分有限，經(jīng)常出現(xiàn)上課聽不懂、跟不上，對課程內(nèi)容難以理解的情況。

3.學(xué)生認(rèn)為“大學(xué)物理”的公式、定理較為枯燥，容易喪失興趣。相對于高中物理來說，“大學(xué)物理”課程中所涉及到的內(nèi)容更為深入，主要體現(xiàn)在研究對象由簡單到復(fù)雜、由特殊到一般，研究的方法和工具從初等數(shù)學(xué)到高等數(shù)學(xué)，從標(biāo)量到矢量。這使得很多公式、定理的表述看起來較為繁復(fù)，學(xué)生會感覺有些枯燥甚至喪失興趣，覺得很難記牢所學(xué)的知識點(diǎn)。

基于上述問題，對于“大學(xué)物理”課堂教學(xué)改革的探索已迫在眉睫。

二、“大學(xué)物理”課堂教學(xué)與文化元素相融合的思路

1.把與物理定律、公式相關(guān)的歷史故事及文化背景融入“大學(xué)物理”的教學(xué)內(nèi)容中。“大學(xué)物理”中的每一個(gè)定律和公式都不是憑空產(chǎn)生的，回溯歷史，我們會在物理學(xué)大廈構(gòu)建的背后，發(fā)現(xiàn)許多或驚心動魄、或引人入勝的故事。為了讓學(xué)生對物理學(xué)的發(fā)展有一個(gè)更為清晰的認(rèn)識，在課程內(nèi)容的講述過程中，需要穿插介紹一些物理規(guī)律背后的生動故事。例如：牛頓是怎樣在伽利略和笛卡兒等人的基礎(chǔ)上，建立了成熟的經(jīng)典力學(xué)理論；機(jī)械運(yùn)動的兩種量度——?jiǎng)恿亢蛣幽苁窃鯓油ㄟ^激烈的爭論最終確定下來；奧斯特、法拉第、麥克斯韋等人是怎樣深信“自然力的統(tǒng)一性”，最終建立了完善的電磁場理論。相信通過引入這些生動的故事，一定會有助于提升學(xué)生對物理學(xué)規(guī)律的理解和興趣。

2.系統(tǒng)地歸納、總結(jié)“大學(xué)物理”中的重要公式及定理在現(xiàn)實(shí)生活中的應(yīng)用和體現(xiàn)。“大學(xué)物理”的諸多重要公式和定理絕對不是和現(xiàn)實(shí)生活毫不相關(guān)的，它們在我們的現(xiàn)實(shí)生活和科技發(fā)展中都起到了不可或缺的作用。例如：地面上的人能夠向前行走，就是依靠了摩擦力，摩擦力的大小與接觸面的粗糙程度有關(guān)，所以雨雪天氣地面濕滑時(shí)，人容易摔倒；跳高運(yùn)動員下落時(shí)要落在沙地或軟墊上，是為了延長作用時(shí)間，達(dá)到減小沖力的效果，這是動量定理在實(shí)際生活中的應(yīng)用；而麥克風(fēng)、發(fā)電機(jī)等現(xiàn)代設(shè)備，都是電磁感應(yīng)現(xiàn)象在科技領(lǐng)域上的應(yīng)用。因此，在講述物理學(xué)公式、定理的同時(shí)，也要向?qū)W生列舉出這些公式、定理在我們身邊的實(shí)際應(yīng)用，這樣才會使學(xué)生不至于覺得枯燥和乏味，進(jìn)而提升學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。

3.廣泛調(diào)研與物理學(xué)基本規(guī)律和原理相對應(yīng)的文學(xué)描述，構(gòu)建材料庫。很多學(xué)生認(rèn)為物理學(xué)是純自然科學(xué)的知識，和人文科學(xué)毫不相干，因此導(dǎo)致科學(xué)文化和人文文化的割裂。其實(shí)，物理學(xué)的基本規(guī)律和原理，在很多古代詩文作品中都有所體現(xiàn)，而古詩文又是我國文化的精粹。因此，有必要廣泛地調(diào)研與物理學(xué)規(guī)律相對應(yīng)的經(jīng)典文學(xué)語句，構(gòu)建一個(gè)較為完善的材料庫，并在講解知識點(diǎn)的過程中，把相應(yīng)的文化元素灌輸給學(xué)生，讓理科生能重新感受到人文文化的美。

4.引導(dǎo)學(xué)生從文化的角度探索適合掌握“大學(xué)物理”課程內(nèi)容的學(xué)習(xí)方法，并建立學(xué)習(xí)微博。“大學(xué)物理”中涉及到的知識點(diǎn)非常豐富，單靠死記硬背是很難牢記并掌握的。那些數(shù)理基礎(chǔ)好的學(xué)生掌握起來較為容易，但對于基礎(chǔ)不好的學(xué)生來說，就需要探索一種更為適合的理解和記憶方法。比如有些學(xué)生感性思維會強(qiáng)于理性思維，那么就可以引導(dǎo)他們從文化的角度出發(fā)去加深記憶。例如：在講到“光電效應(yīng)”時(shí)，“遏止電壓”的“遏”字很多同學(xué)不熟悉，因此對于這個(gè)概念的理解會有障礙。針對這一知識點(diǎn)，筆者在授課過程中提到了中學(xué)時(shí)學(xué)過的毛澤東《沁園春·長沙》一詞中的“曾記否、到中流擊水，浪遏飛舟”一句，并激情洋溢地背誦了整首詞，活躍了課堂氣氛，達(dá)到了增強(qiáng)學(xué)生理解和記憶的目的。或是可以自己創(chuàng)作一些瑯瑯上口的詩化語言，去描述難以記憶的知識點(diǎn)。筆者曾在物理學(xué)和文學(xué)的融合上有所嘗試，例如：2007年創(chuàng)作五律《激光器》：“供能唯泵浦，激勵(lì)發(fā)強(qiáng)光。輸反平凹鏡，構(gòu)成諧振腔。農(nóng)漁醫(yī)盡攬，生理化全幫。幾代勤研索，光壇好景長。”；2009年碩士期間創(chuàng)作七律《隨感》來表述自己當(dāng)時(shí)在科研中的心境：“荒了詩心廢了餐，冥思未果夜闌珊。學(xué)文皆道讀書易，格物尤諳行路難。墨盡紙穿磨定理，眼迷步亂探微觀。研門一入深如海，已是無緣回首看。”此外，還將建立一個(gè)“大學(xué)物理”學(xué)習(xí)微博，讓學(xué)生把自己創(chuàng)作出的相關(guān)詩句或者是其他獨(dú)到的“大學(xué)物理”學(xué)習(xí)方法和心得發(fā)表到微博上，供師生討論和分享。

三、結(jié)語

本文對“大學(xué)物理”課堂教學(xué)中存在的實(shí)際問題進(jìn)行了系統(tǒng)的分析，并結(jié)合實(shí)例提出了課堂教學(xué)改革的詳細(xì)思路。把“大學(xué)物理”課堂教學(xué)與文化元素相融合，在學(xué)生綜合素質(zhì)的培養(yǎng)方面具有重大的意義，主要體現(xiàn)在以下幾方面。

1.使學(xué)生“知其然，更知其所以然”，不僅掌握“大學(xué)物理”教材中的重要公式、定理，更要了解物理學(xué)建立和發(fā)展的整體脈絡(luò)。只有這樣，才能使學(xué)生對“大學(xué)物理”有一個(gè)更全面的認(rèn)識。

2.使學(xué)生在掌握科學(xué)文化的同時(shí)，也對人文文化有所涉獵，實(shí)現(xiàn)科學(xué)文化和人文文化的有機(jī)融合，達(dá)到培養(yǎng)“文理相通”的高素質(zhì)人才的目的。

3.因材施教，使思維方式、學(xué)習(xí)能力迥異的學(xué)生都能認(rèn)清自身特點(diǎn)，找到最適合自己的“大學(xué)物理”學(xué)習(xí)方法，把看似枯燥的理論和生動有趣的文化元素相融合，激發(fā)出學(xué)生的學(xué)習(xí)潛能。