大學文科生物理科學素養現狀調查及分析

冷新麗 韓躍軍 李輝

摘 要 本研究對江西省南昌市大學文科生物理科學素養現狀進行調查并分析。結果顯示：南昌市大學文科生對物理科學技術具有一定的興趣，對于物理科學技術也抱有較大的信心，但是文科生的物理知識存在著知識結構不平衡、知識偏重明顯的特征，對物理科學方法也缺乏了解，特別是對于理想實驗法的理解和認識有一定的局限性。針對這些問題，本研究為提高南昌市大學文科生物理科學素養提供了三點建議，即對南昌市大學文科生實施物理實驗教育、物理學史教育和物理專題科普教育。

關鍵詞 大學文科生;物理科學素養;現狀調查

中圖分類號：G642? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? DOI：10.16400/j.cnki.kjdk.2021.32.051

Investigation and Analysis of Physical Science Literacy of College Liberal Arts Students

——Case Study of Nanchang in Jiangxi Province

LENG Xinli[1]， HAN Yuejun[2]， LI Hui[3]

（[1]Physics and Electronic Information College， Nanchang Normal University， Nanchang， Jiangxi 330032;

[2] No.5 High School of Xiaoshan District， Hangzhou， Zhejiang 311202;

[3] The Attached Middle School To Jiangxi Normal University， Nanchang， Jiangxi 330046）

Abstract This study investigates present situation of the physical science literacy status of college liberal arts students in Nanchang in Jiangxi province. The result shows： the college liberal arts students in Nanchang have a certain interest and great confidence for physical science and technology. However， the physical knowledge of liberal arts students has the characteristics of unbalanced knowledge structure and obvious emphasis on knowledge， and lack of understanding of physical science methods， especially for the understanding and recognition of ideal experimental method. In view of these problems， this study provides three suggestions to improve the physical science literacy of college liberal arts students in Nanchang， namely， to carry out physical experiment education， physics history education and physics topic popular science education.

Keywords college liberal arts students; physical science literacy; present situation investigation

1996年，作為具有國際權威的競爭力評價研究機構，瑞士國際管理發展學院發布了《2000年世界競爭力年鑒》（WCY），國民素質和科學技術被列為國際競爭力的八個要素之一。報告中指出，唯有科學素質較為完備的人才能擔負得起知識的生產、傳播和應用等一系列環節的工作。[1]2019年，教育部聯合13個部委決定實施“六卓越一拔尖”計劃2.0，把新文科建設納入新工科、新醫科、新農科建設體系，為全面推進高等教育高質量建設指明方向。新文科作為新一輪教學改革的政策被教育部正式提出后，在國內學界和教育界引起了巨大反響。[2]對于新文科，學術界還沒有完全統一的定義，但普遍的觀點指出，新文科的建設旨在推動文科與當今新科技革命交叉融合。[3-5]在新科技革命涌現的新技術中，作為物理學對全人類的貢獻——人工智能[6-7]、物聯網[8-9]、量子計算[10-12]、先進材料[13]、太空科技[14-15]、通信技術[16-17]等技術不斷改變著我們的生產生活方式，物理科學素養的培養和新文科建設強調的交叉融合遙相呼應。因此，在新文科背景下，如何評估新時代大學文科生的物理科學素養成為一個重要的問題。本文以南昌市大學文科生為調查對象，通過問卷調查的方式，切實了解其物理科學素養現狀，為高等院校教學改革和促進大學文科生物理科學素養的提高提供參考依據。

1 大學文科生物理科學素養的問卷設計

本次針對大學文科生物理科學素養的調查采取問卷調查的方式。該問卷以國際上公認的物理科學素養定義為基礎，參閱了我國2010年中國公眾科學素養調查問卷、物理科學素養相關的科普類博士、碩士論文，[18-21]設計了針對大學文科生的物理科學素養調查表。問卷設計內容主要包括：（1）被調查者的基本信息。包括被調查者就讀的學校、專業、專業類型、高中分科類型。（2）三個維度的調查信息：對物理科學知識的基本了解程度;對物理科學方法的基本了解程度;對物理科學技術與社會、個人之間關系的了解程度。用于測試學生的物理科學知識水平、科學能力、對物理科學方法的理解及所具備的物理科學精神和科學品質等方面。問卷共有21道題，采用SPSS13.0軟件對調查數據進行處理。

本次調查共計發放調查問卷488份，其中有效答卷為465份，有效率為95.29%。調查對象為南昌市高校在讀本科生中的文科生，以大一、大二、大三三個年級的學生為主。調查選取的四所高校分別為南昌師范學院、江西科技師范大學、江西財經大學、華東交通大學。被調查學生所屬專業包含思想政治教育、漢語言文學、音樂學、金融學、新聞學、商務英語、旅游管理、秘書學、會展經濟與管理、人力資源管理等多達十幾個文科類專業。

2 大學文科生物理科學素養的問卷調查分析

本研究對所有收回的有效問卷進行統計后，從不同維度進行了分析。

2.1 文科生物理科學素養中知識的現狀分析

問卷中的6-18 題是關于物理知識的。第6題“地心非常熱（對）”，正確率僅為79.57%，仍有20.43%的同學回答錯誤。第7題“光速比聲速快（對）”正確率為96.77%，僅有3.23%的同學回答錯誤。第8題“地球圍繞太陽轉，轉一圈為一年（對）”正確率僅為86.67%，仍有13.33%的同學回答錯誤。第9題“激光因匯聚聲波而產生（錯）”正確率僅為57.2%，仍有42.8%的同學回答錯誤。第10題“熱氣流上升，冷氣流下降（對）”正確率為93.12%，僅有6.88%的同學回答錯誤。第11題“月亮本身不發光（對）”正確率為97.63%，僅有2.37%的同學回答錯誤。第12題“電子比原子小（對）”正確率僅為68.17%，仍有31.83%的同學回答錯誤。第13題“宇宙產生于大爆炸（對）”正確率僅為88.17%，仍有11.83%的同學回答錯誤。第14題“質量可以轉化為能量（對）”正確率僅為79.78%，仍有20.22%的同學回答錯誤。第15題“無線電波是電磁波，而可見光不屬于電磁波（錯）”正確率僅為40.65%，仍有59.35%的同學回答錯誤。第16題“原子核是由原子和分子構成的（錯）”正確率僅為51.4%，仍有48.6%的同學回答錯誤。第17題“請想一想，地球、太陽系、銀河系和宇宙哪一個最大？（宇宙）”正確率僅為89.68%，仍有10.32%的同學回答錯誤。第18題“波長最短的可見光是什么光（紫光）”正確率僅為23.87%，仍有67.13%的同學回答錯誤。

表1給出了按正確率（從大到小）排列的物理知識題目，不難看出，文科生對于一些膚淺的、日常的、傳統的物理概念的理解狀況相對較好，回答的準確率較高，但是對于一些專業領域性較強的知識回答的正確率不高。正確率低于60%的題目考查的知識點為激光的產生、分子原子基本結構、光的電磁波本質、可見光波長的比較。這些知識與新科技革命有密切聯系，但在課堂上學不到，需要課后通過查閱資料或閱讀相關科普讀物才能獲取，故文科生在面對這些題目時顯現出一種相對比較低的水平。這反映出文科生的物理知識存在著知識結構不平衡、知識偏重明顯的特征。

2.2 文科生物理科學素養中科學方法和技能的現狀分析

問卷中的19-21 題是關于物理科學方法和技能的。題目19“科學研究是指以下哪一種”的正確率是72.9%，這部分文科生認為科學研究是觀察、推理、實驗。有17.2%的文科生認為科學研究就是引進新的技術、推廣新技術和使用新技術;5.38%的文科生認為科學研究就是觀察、推理、結論;4.52%的文科生不清楚。該問題的調查結果表明仍有不少文科生對于科學研究的本質缺乏深入理解。

第20題“下列過程中運用了等效替代方法的是哪一項”的正確率是67.74%，這部分文科生在四個備選答案中選擇了曹沖稱象。而17.42%的文科生選擇了研究電流與電壓、電阻的關系;10.11%的文科生選擇了測量一張白紙的厚度;4.73%的文科生選擇了牛頓總結慣性關系。第21題“下列哪個成果是運用理想實驗法得出的”的正確率是44.52%，僅這些文科生認為伽利略指出的“力不是維持物體運動的原因”是通過理想實驗法得出的。16.56%的文科生選擇了盧瑟福的“原子核式結構模型”。13.33%的文科生選擇了麥克斯韋提出的“電磁場理論”;25.59%的文科生選擇了愛因斯坦的“光子假說”。從這兩個小問題可以看出，多數文科生對物理科學方法缺乏了解，特別是對于理想實驗法的理解和認識，存在著一定的局限性。究其原因，理想實驗是理想化的，在現實生活實踐和所處水平的實驗條件下難以實現，對于文科生而言，學習它不僅需要非常豐富的想象與聯想能力，還需要一定的推理判斷能力，而這正是他們所欠缺的。

2.3 文科生物理科學素養中科學情感和態度的現狀分析

問卷中的22-26 題是關于物理科學情感和態度的。題目22為“生活中一些有關物理科學和技術的新聞和話題，對這些新聞和話題你注意嗎”，這個問題11.83%的人表示經常注意，69.46%的人表示偶爾注意，18.71%的人表示不注意。該題目調查結果顯示大多數文科生對物理科學技術具有一定的興趣。

題目23為“在您看來，物理科學技術對您的生活、工作將有怎樣的影響”，這個問題的48.6%的人選擇了好的影響，30.32%的人選擇了好壞參半，1.51%的人選擇了不好的影響，4.3%的人選擇了沒有影響，15.27%的人表示說不清楚。該結果表明，將近一半的文科生對物理科學技術的發展予以肯定，約三分之一的文科生在看待物理科學技術發展給人類帶來的影響及作用方面，能夠具有辯證唯物的觀點：物理科學技術的發展給人類帶來的影響既有積極的，也有消極的。題目26是關于空間探索的，16.56%的人認為利益遠遠超過危險，10.97%的人認為利益稍微超過危險，52.47%的人認為利益與危險參半，6.24%的人認為危險稍微超過利益，13.76%的人表示說不清楚。調查結果顯示，選擇利益與危險參半的文科生占最大比例，同樣說明大多數文科生對待空間探索的態度客觀，具有辯證思維。

題目24為“在您看來，未來25年內以科學研究或礦山開采目的向月球移民發生的可能性有多大”，16.13%的人認為很可能，56.34%的人認為有點可能，16.77%的人認為絕不可能，10.75%表示不知道。題目25詢問的是：在您看來，未來25年內“精確預報地震”發生的可能性有多大？51.61%的人認為很可能，39.78%的人認為有點可能，3.66%的人認為絕不可能，4.95%的人表示不知道。通過比較不難發現，近一半的文科生認為未來25年內向月球移民有點可能，同樣近一半的文科生認為未來25年內精確預報地震很有可能。說明文科生對于物理科學技術還是抱有較大的信心。

3 大學文科生物理科學素養的提高建議

3.1物理實驗教育

物理科學素養的養成迫切需要文科生發揮學習主動性，才能打通最后一公里，攻克專業領域性較強的物理知識。物理實驗教育可使文科生所處的學習環境變得生動形象，軟化教學過程，激發文科生學習興趣和主動學習意識，同時還能提高文科生的動手能力，培養他們優秀的科學品質和世界觀。

3.2物理學史教育

科學意識、科學精神、科學方法和行為等科學素養的要素，大部分是在對科學知識和科學發展歷程有了足夠的認識的前提下慢慢產生的。經過物理學史教育，能夠幫助文科生養成科學的思維模式，激起學生的求知欲和好奇心、投身到人類文明進步的事業中去。因此，加大物理學史教育力度，是培養文科生科學的思維方法的一種有效途徑。

3.3物理專題科普教育

物理專題科普教育可以幫助文科生開拓視野、激發潛能，對于提高探究精神、創新意識有非常積極的意義。具體的方式方法有：開設人工智能、通信技術的奧妙、3D打印技術、天地演化的研究、近代對核能的認識的發展、激光及其應用、超導技術等科普講座;播放相對論的介紹視頻，地磁場、激光及其應用等錄像專題片;播放人類探索太空、隱秘的星球、發射衛星、微觀下的世界等科普教育片。

4 結束語

值得注意的是，物理科學素養的培養并不是處于某段時間段或單一方面的潛移默化就能達到目的的，它是一項需要長期堅持復雜而艱辛的任務。只有將物理科學素養的培養貫穿于整個教育過程，才能夠獲得比較理想的效果。

*通訊作者：冷新麗

基金項目：江西省自然科學基金項目“拓撲結構可控的表面二維共價網絡的構筑”（項目編號：20202BABL20301）;江西省高等學校教學改革研究項目“《文科物理學》‘引-導-做趣味教學法研究”（項目編號：JXJG-18-23-13）

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