文科大学物理课程教学改革

摘 要：文科大学物理课程是高等院校加强文化素质教育的一门重要课程.阐述了开设文科大学物理课程的意义,分析了教学现状和存在的主要问题,在此基础上结合教学实践,从教学内容、教学手段和实践教学三个方面进行了一些有益探讨,对提高文科大学物理课程教学质量具有一定的借鉴意义.

关 键 词：文科大学物理；素质教育；教学改革

作者简介：张巧丽（1980-）,女,河南洛阳人,华北水利水电大学数学与信息科学学院,讲师.（河南郑州450011）刘德伟（1979-）,男,河南濮阳人,郑州轻工业学院物理与电子工程学院,讲师.（河南郑州450002）

中图分类号：G642.0文献标识码：A文章编号：1007-0079（2014）02-0154-02

随着我国高等教育教学改革的深入开展与素质教育的全面普及,文理渗透和学科交叉已成为现代高等教育的发展趋势,提高大学文科生的科学素养和综合素质,培养文理兼通的复合型人才已成为一种社会共识.物理学是一门探讨物质结构和运动基本规律的学科,是整个自然科学的基础,其思维方式和研究方法几乎渗透到了各个学科领域,大学物理课程对提高文科学生的科学素养具有无可替代的作用.然而,由于目前我国高校文科生的数理基础相对较弱,在大学物理课程的学习过程中存在一定难度.因此,如何有效提高文科大学物理课程的教学质量已成为教学改革的重点与热点.

一、开设文科大学物理课程的意义

当今世界科技发展日新月异,学科交叉频结硕果,科学思想层出不穷,只有文理兼通的复合型人才才能满足时代的要求.然而由于目前教育体制和高考制度存在严重的文理分科,早在高中二年级就开始分文理科,物理、化学等理科知识从此与文科生无缘,导致学生严重偏科.进入大学以后又偏重于专业知识教育,文科生对自然科学知识了解甚少,严重制约了他们今后的发展.

物理学具有数学的逻辑性与严谨性、哲学的概括性与抽象性、实验的操作性与实践性等特点,[1]是自然科学与工程技术的基础和支柱,其基础知识有利于构建和完善文科学生合理的知识结构,其研究方法和物理思想有利于促进文科学生科学素养与人文精神的有机融合.因此,在高等院校中对文科大学生开设大学物理课程,对提高文科学生的逻辑思维能力、观察能力、实践能力、创新能力、分析问题和解决问题的能力具有重要的实际意义.

二、文科大学物理课程教学现状

结合文科大学物理课程的特点与教学实践,教学过程中主要存在以下问题与不足：[2-4]

1.教学内容缺乏针对性与时效性

目前很多高等院校开设文科大学物理课程,所用教材种类虽然较多,但与各校的具体情况以及学生的要求尚有一定差距.特别是在教学内容安排方面未能解决文科大学物理课程课时压缩与知识增多之间的矛盾,教学内容有些为“压缩版”或“稀释版”的理工科大学物理,对于文科大学生这一特殊教学对象缺乏针对性和时效性.

由于不同专业不同背景的学生要求不同,部分高校开设的文科物理课程没能做到区分生源,因材施教.另外,由于物理学与数学密切相关,很多物理知识的学习都需要用到比较深奥的数学知识,例如量子力学、原子物理和相对论等相关内容,使数理基础较差的文科学生产生畏惧与厌学情绪,以至于最终达不到教学目的.

2.教学模式重理论轻实践

物理是一门以观察、实验为基础的自然科学,绝大部分物理概念和规律都可以从实验中归纳总结得出.实践是检验真理的唯一标准,由于文科学生动手能力不强、实践相对较少,更应重视实验教学环节.然而,部分授课教师在讲授文科大学物理课程的过程中仍然采取传统的灌输式教学模式,忽视了物理演示实验在教学过程中的辅助作用.

三、文科大学物理课程的教学改革措施

文科大学物理课程既不是理工科大学物理课程的简单浓缩,也不是大量物理学史的简单罗列,更不是相关科技前沿的简单拼凑.[4]文科大学物理课程应该根据学生的数理基础、接受能力以及专业特点合理安排教学内容,丰富教学手段,理论与实践并重,激发学生的主观能动性,提高学生学习物理知识的兴趣,使学生在学习过程中认识科学,从而培养学生的科学精神,提高学生的科学素质,实现科学素养与人文精神的有机融合.

1.合理安排教学内容

文科大学物理课程的重点内容是物理思想、思维模式、研究方法、科学精神以及科学观点,注重的是物理思想与研究方法的应用,[5]目的是为了提高文科学生的科学素养.由于物理学内容包罗万象,知识点浩如烟海,而文科大学物理课的程课时有限,因此在知识体系的构建与教学内容的选取方面,必须充分考虑到文科学生的知识背景与接收能力,把文科大学物理课程作为提高文科大学生综合素质的通识教育课程来对待.基于以上分析,笔者认为文科大学物理课程的教学内容主要包括以下三个方面：一是物理基本概念,讲授过程中适当穿插物理学史,通过重点讲述著名物理学家的典型事迹,突出他们的高尚品德、人格魅力以及坚忍不拔的科学意志,从而扩大学生的基础知识面,使学生掌握相关的研究方法和物理思想,培养学生的科学精神；二是与物理相关的环境污染与社会问题,如大气污染、全球变暖、清洁能源、固态照明、核潜艇与等,使文科学生认识到物理知识与人类社会息息相关,对日常生活和国家安全具有重要的影响；三是日常生活中与物理相关的高新技术,结合教材相关内容介绍一些科技前沿,如太阳能电池、纳米材料、医疗技术、宇宙飞船、激光武器等,使科技前沿与教材中的物理基础知识融为一体,提高学生的科学素养与综合素质.[1]

对文科学生开设大学物理课程的主要目的是提高他们的科学素养与综合素质,并非培养物理方面的专业人才,学生不需要钻研物理学中的具体定义、定理及公式推导,教学内容应以物理基础知识为载体,突出基本概念和物理思想,展现物理学的文化内涵,融合科学精神和人文精神,不必纠缠于复杂繁琐的公式推导与理论计算,用一些生动形象的例子使学生对物理学建立起直观的理解.总之,授课教师应结合文科大学物理课程教学内容和教学对象的特点,重视文科物理与理工科物理课程的差异,通过不断加强学习人文知识,丰厚文化底蕴,关注科技前沿,优化教学内容,将复杂的物理问题深入浅出、言简意赅地传授给学生.2.丰富教学手段

由于文科学生的数学基础和物理知识相对薄弱,与理工科学生相比,在学习大学物理课程的过程中会遇到较多的困难.例如对于简单的数学运算和公式推导都会产生一种畏惧心理,学习过程中容易对物理课程产生抵触情绪,学习兴趣不高.授课教师如果采取丰富多样的教学手段,则有助于教学工作的顺利开展,例如在课堂上娴熟运用实物演示、多媒体技术、视频录像等多样化的教学手段,将抽象化的物理概念与物理定理形象化和具体化,从而使形象思维能力较强的文科学生易于接受和理解.关于文科大学物理课程的教学手段探索,主要概括为以下几点：[4-6]

首先,要充分发挥多媒体技术的优势.多媒体技术是现代化教学的重要手段,打破了传统的灌输式教学模式,利用多媒体技术可以随时通过网络查阅和下载相关资料,例如图片、教学动画和视频录像等素材,极大地激发了学生的学习兴趣,丰富了课堂的教学内容.多媒体课件的运用,使得较为抽象的物理概念变得形象化和直观化,大大提高了授课教师的讲课效率.

其次,文科学生的形象思维能力和语言能力较强,在讲授知识点时运用生动、直观、形象的语言对所研究的物理问题或物理过程进行描述,引导学生想象,使学生们能根据教师生动、形象的语言,在大脑中想象出清晰的物理图像或物理模型,帮助他们从形象思维向抽象思维过渡,逐步培养他们的抽象思维和逻辑思维能力.例如在讲角动量的概念时,学生很难理解角动量在现实生活中的应用,教师可以结合花样滑冰中的旋转、跳水中的翻转以及陀螺的旋转等生活中常见的实例,使学生们很快掌握角动量这类抽象的物理概念.

再者,结合与日常生活密切相关的物理知识,授课教师可以采用专题讲座的授课方式,集中向学生深入浅出地讲授一些科技前沿,例如太阳能光伏发电、半导体照明、磁悬浮列车、碳纳米管等,从而开阔学生的视野,拓展学生的知识面,激发学生学习的主动性与积极性,培养学生的理性思维能力.除此之外,授课教师还可以鼓励学生参加各种各样的小发明和小制作等科技实践活动,通过这些实践活动,不仅可以拓展学生的物理知识,激发学生学习大学物理课程的兴趣,还可以培养学生的动手能力,提高学生分析问题和解决问题的能力.

3.重视物理演示实验

物理演示实验具有较强的趣味性和实践性,有利于加强文科学生对物理现象的感性认识,帮助学生直观形象地理解物理现象和规律,启发学生思维,激发学生学习科学知识的兴趣和.教学过程中,除课堂教学中充分利用部分携带方便的演示实验来开展教学活动外,还应专门组织学生进入实验室亲自动手做物理演示实验,通过动手操作不仅可以巩固课本上学过物理知识,而且还可以锻炼学生的实际操作能力,让学生在动手过程中切身体会到学习物理知识的乐趣.

考虑到文科学生的特点,文科物理演示实验的选取应区别于理工科物理实验项目,以原理普遍、贴近生活、提高学生理性思维和反映科技前沿的演示实验为主.在开设实验项目方面,应根据不同专业学生的知识背景和具体需求区别对待,具有针对性的开设,不可盲目追求实验项目的全面性.

四、结束语

总之,文科大学物理课程有利于构建和完善文科学生的知识结构,对提高文科大学生的科学素养,培养文理兼通的复合型创新人才具有重要的作用.教学内容的合理设置、多种教学手段的娴熟运用以及授课教师丰富的人文知识和深厚的文化底蕴是提高文科大学物理课程教学质量的重要保证.