通識教育模式下大學物理教學內容改革探索

馬玲玲

【摘 要】本文介紹了通識教育的核心理念，以及探討了在通識教育背景下，大學物理教學如何定位，怎樣設計課程內容和采取什么樣的教學方式才能達到對學生通識教育培育的目的。

【關鍵詞】通識教育;物理;課程目標;課程內容;教學方法

中圖分類號： U464-4;G642 文獻標識碼： A 文章編號： 2095-2457（2019）01-0081-002

0 引言

21世紀是我國經濟發展和科技力量增強的時代，隨著我國社會經濟的轉型和產業結構的調整，國家的強國戰略對人才培養的模式也提出了新的要求：高等教育培育的人才不僅要具備扎實的專業功底和精準的專業實踐技能，而且還要有人文和科學素養、具備能夠獨立思考的能力和獨立人格氣質的高素質全才。目前，我國很多高校通過將通識教育和專業教育相結合的模式，力求達到這一人才培養目標。

通識教育是一種大學教育理念和教育模式，旨在培育具備通融見識、博雅精神和優美情感的博學和專精人才。和專業化教育相比，通識教育沒有硬性的專業劃分，對人才是非職業性和非功利性的培育，和專業課程相比，通識課程有兩個主要特征：首先，通識課不像專業課一樣，過多追求知識的“量”、“專”、“精”，而是強調知識體系的內在邏輯，保證受過教育的人能獲得多學科知識融會貫通的能力。其次，通識課的教學目標是對學生進行高品質的心智教育，而不是學生專業能力的培養和提高。 而物理學作為自然科學的基礎學科，是大學通識課程體系的重要組成部分。通過這門課程的學習，可以提高學生的科學素養、培育學生的理性思維和提高學生的綜合素質。

1 物理通識課教學定位和目標

物理學是研究物質基本規律的基礎自然學科，不但在工程科技領域有極其重要的地位，在人文精神方面也有深遠的影響。 通識理念指導下的大學物理教育，不再強調對學生專業知識體系的構建和專業能力的培養，而是通過對各種學科背景的學生講述物理學科的建立和發展的歷史過程，物理學的概念和理論體系，物理圖像，物理學的研究方法，物理學的研究現狀和前沿問題，以及物理學規律在生活中的應用，普及物理思想，展示物理問題研究方法，逐步培養學生的科學人文精神、創新精神、批判性思維，科學理性思維、以及分析和解決問題的能力。

為了達到以上通識教育的目標，在教學中有以下幾點問題需要注意：（1）物理通識課不是對“普通物理”內容進行簡單的壓縮和刪減，要避免以專業實用的角度拓寬專業知識面。要給學生傳授課程中最有價值的知識，應重點培養學生獲取知識的能力;（2）避免側重于物理知識的講解和單純的知識點灌輸，應將研究物理問題的方法、分析問題的思路和物理規律所揭示的內涵作為重點，從而培養學生的理性思維、分析和解決問題的能力。（3）作為一門自然學科，物理學并不只包含枯燥的理論公式，物理學同樣蘊含著豐富的人文哲學思想、社會倫理、美學和愛國情懷。通過講述科學家的傳記故事、物理學與社會和自然的關系，給學生傳輸物理學中的人文思想。

2 物理通識課教學內容框架和設計

按照物理學涉及的研究領域，物理通識課的教學內容可分為以下6個主題：經典力學、熱動力學、光學與電磁輻射學、電學與磁學、原子與分子物理學、粒子與宇宙。每個主題都是一個獨立的物理學研究分支，其教學內容包括對物理學規律深入淺出的講解，實例介紹物理學原理在生活中的廣泛應用，物理學前沿問題介紹，揭示科學研究方法及其中蘊含的科學和人文精神。

物理規律的講解要力求通俗易懂和深入淺出。例如，用“水會沿著高度梯度自發的由上而下流動”這個自然常識作類比，會讓學生易于掌握電勢差的概念以及和電流的關系。根據課堂教學實踐，一般通過分析生活中常見的自然現象所形成的原因，來解析其蘊含的物理規律，往往會收獲到良好的教學效果。例如，通過對一些著名的光學現象的解釋（例如海市蜃樓、色彩的視覺顯示、彩虹的形成等）來介紹光學原理（光的折射定律、反射定律、光的波長與色彩的關系等）。水存在一些特殊現象，比如有萬能溶劑之稱的水為何不能溶解所有物質，水為何可以抵抗重力的影響沿著毛細管向上爬，為什么4攝氏度時水的密度最大，通過分析和解釋這些現象來介紹極性分子的概念和性質。這樣不但可以使學生易于接受和理解這些知識而且也會激發他們的學習興趣。

介紹物理學原理在生活中的應用實例，可以培養學生的理性思維和科學實踐能力。物理作為一門實用性非常強的學科，在工農業和日常生活中的應用不勝枚舉。例如，牛頓第三定律在火箭推進技術中的應用，萬有引力定律在衛星發射和選擇其運行軌道中的應用，角動量守恒在來復槍子彈直線射擊中的應用，無線電波在通訊和射電天文學中的使用，紅外線在生物、醫學和天文學中的應用，原子能在原子彈、核能反應堆和放射診療等中的應用等。通過對這些實例的介紹和分析，可以培養學生的實踐能力和創新思維，使學生深切體會到，物理學規律并非高深莫測和難以企及，物理規律的應用其實在我們的生產和生活中隨處可見。

通過對物理學前沿問題介紹有利于激發學生對自然學科的興趣，提高科學素養。物理學前沿涉及的研究課題非常廣泛，研究內容多而新，并且有多學科交叉的特點。在有限的教學時間內難以面面俱到。所以在教學中選擇前沿研究的重點和熱點進行介紹。例如暗物質的探尋、黑洞的研究、正反物質的不對稱性探索、微觀世界與宇宙的統一等。物理與其它學科交叉的前沿問題介紹，可以打開學生的思路，啟迪思維。

通過對一些物理重大發現的歷史背景介紹，來揭示物理學家的科學思想和研究方法。例如愛因斯坦提出相對論基本假設的歷史背景介紹，普朗克為了解釋黑體輻射第一次提出量子假說的背景介紹等著名的物理歷史事件。對一些著名科學家尤其對我國和華裔物理學家做出貢獻的介紹，可以培養學生的愛國主義情操。例如我國的科學泰斗錢學森，為了報效祖國，毅然決然放棄國外優越的生活條件，懷著滿腔的報國熱情、歷經艱難險阻才得以回國;居里夫人為紀念自己滅亡的國家，而將自己新發現的元素命名為“釙”。

3 物理通識課教學方法改革

物理類通識課面向的學生大部分為文科背景，如果依舊采用傳統的專業課教學模式：老師對知識點詳細深入的講解和推導，學生緊跟老師思路被動接收知識即可，是很難提起學生的學習興趣。這門課程要達到良好的教學效果，一方面需要培養學生的學習興趣;另一方面需要在教學中調動學生的學習積極性并引導學生主動學習。為了提起學生的學習興趣，課堂內容的講解要生動有趣、故事性強。例如，以“水”為例講解“極性分子”的性質，從與水有關的現象展開：（1）作為萬能溶劑“水”，可以溶解一些堅硬的固體，為什么不能溶解在泳池游泳的人;（2）常用真空泵抽水所達高度最高位10米，那么高度100米以上的杉樹，怎樣將水分從根部運送到樹冠;（3）昆蟲為何在水面可以行走。在實際教學中，這種教學方式很能吸引學生的聽課注意力和提高他們對該課程的興趣。

為了調動學生的學習積極性和自主性，在教學中我們嘗試采用“導學式”教學模式：老師首先給學生介紹所學內容的框架，并推薦參考文獻和參考書。然后設置具有導向性的問題引導學生通過查閱資料主動學習，最后在課堂就提出的問題展開討論并鼓勵學生表達自己的獨到見解。這種教學方式不但教學效率高，又能培養學生自主學習的能力、以及用科學的態度思考、分析和解決問題的能力。

4 結束語

通識教育是本科教育未來發展的趨勢，為了體現通識教育以人為本的理念，物理通識課的教學不僅僅普及物理科學知識，而要將學生培養為知識、能力和素質協調發展的高素質人才。為了實現這一教學目標，物理通識課的教學內容和教學方式需要不斷的探索與革新。

【參考文獻】

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