文科物理学强化思考

一提高文科大学生科学素质的必要性

21世纪是科学与技术高度发达的时代，一个民族只有普及科学知识，受到科学精神的熏陶，尊重科学、崇尚科学，才能告别愚昧，才能挺起胸膛自强于世界民族之林。大学生是国民中的特殊群体，他们科学素质的高低将直接影响国民的科学素质水平。由于我国教育体制和中等教育培养模式还不够完善，一个十分突出的问题摆在面前：学生在高中阶段便分文理科，文科学生除数学学科外，几乎不再接受其他自然科学教育，从而导致进入高校之后，文科大学生的科学素质普遍较低。因此，提高文科大学生的科学素质应是我国高校文科教育的重要组成部分。物理学作为一门自然科学，是自然科学中的领军学科，是整个自然科学和工程技术的基础，兼有哲学的概括性、抽象性，数学的逻辑性、严谨性以及实验的实践性和操作性的特点，能很好地提高学生的思维能力、观察能力、动手能力、分析问题和解决问题的能力，可同时培养文科学生的科学素养和人文精神。那么在高等院校文史、管理、财会、语言、艺体等文科类专业开设基于物理学的科学素质课程，是提高文科学生科学素养的一种很好的途径和方法。2011年8月，国务委员、现国务院副总理刘延东在全民科学素质行动实施工作电视电话会议上强调，要深入实施《全民科学素质行动计划纲要》，充分调动社会各界力量，弘扬科学精神，普及科学知识，倡导科学方法，传播科学思想，让讲科学、爱科学、用科学在全社会蔚然成风，使公民科学素质再上新水平。刘延东强调，公民科学素质是落实科学发展的有力支撑、建设创新型国家的坚实基础、衡量现代化强国的重要标志和社会文明进步的强大动力，加强公民科学素质建设具有重要而深远的意义。而高等院校是实施全民科学素质教育的最佳场所之一。近年来，我国部分高校已开始在文科类专业开设基于物理学的科学素质教育课程，这一举措将有利于提高文科学生的科学素养和实践创新能力，对于我国社会经济可持续发展无疑会起较大的促进作用。

二文科大学生应具备的基本科学素养

进入21世纪，面对经济社会日新月异的快速变化，思想文化错综复杂的高度融合，科学技术前所未有的创新发展，为适应社会需求，跟上时代步伐，作为文科大学生，应具备如下基本科学素养。1．必备的科学知识在西方，一些社会学家和物理学家提出这样的观点：如果一个人未读过莎士比亚的著作会被认为没有教养；但是一个人如果不知道牛顿、爱因斯坦的理论，却被看作没有文化。进入21世纪以来，以物理学为基础的自然科学技术渗透到人们学习、生活、工作中的每一个角落，对社会发展与人们生活方式的影响更加宽广和深刻。现代高科技的许多前沿问题和应用领域，如网络技术、通信技术、激光技术、纳米技术、核能技术、航天技术、计算机技术以及微电子技术等，很多都囊括在基础物理的研究领域之中。因此，在文科物理教学中，有必要让学生学习、理解一些基本物理知识。如牛顿的三大运动定律和万有引力定律，热力学第一定律和第二定律，麦克斯韦电磁理论的基础知识，原子物理和量子力学的基本观念，爱因斯坦的狭义和广义相对论，光的波粒二象性等。特别是对引领21世纪发展的高新科技应有一个初步的了解，这对他们将来从事的工作会有很大的帮助。2．科学的思维方法科学的思维方法往往比知识本身更重要，众多诺贝尔奖获得者都有同感，他们在学习期间不仅要向导师学习科学知识，更重要的是学习导师如何工作、如何思考、如何处理实际问题等，这种思维方法上的训练是最为关键的。无论是物理概念的建立或物理定律的发现，还是物理基础理论的创立和突破，都离不开科学的思维方法。而比较、分析、综合、归纳和演绎等是科学思维的基本方法，在文科物理教学中，我们要善于挖掘物理学中蕴含的丰富思维方式和科学研究方法，如模型方法、类比方法、分析综合、归纳演绎、理想实验、科学假说、数学建模方法等，传授给学生，并努力让学生应用这些方法，去正确分析、理性判断和初步计算一般难度的物理问题，以提高他们的科学思维能力。3．执着的科学精神物理学作为自然科学的基础学科，不仅包含物质的结构和物质世界的运动规律，同时蕴含了丰富的哲理和无穷的智慧，闪耀着科学文化与人文精神的光辉。古今中外的著名物理学家，在追求真理的道路上所表现出来的求实精神、献身精神、怀疑精神、创新精神，在科学研究和日常生活中所表现出来的谦虚、谨慎、诚实、合作、淡泊名利的优秀品质以及他们对人类、对社会的高度责任感等，都是科学精神和人文情怀在他们身上完美结合的体现。因此，在文科物理教育中，应注重树立学生现代科学的自然观、宇宙观和辩证唯物主义世界观，使学生具有科学的成败观和探索科学疑难问题的信心和勇气，培养学生严谨求实的科学精神、坚韧不拔的科学品格和人文关怀的优秀品质。4．较强的创新意识爱因斯坦曾说：“提出问题往往比解决问题更重要。因为解决问题或许只是一种技能，而提出新的问题，新的可能性，从新的角度去看问题，却需要有创造性的想象力，而且标志着科学的进步。”“想象力比知识更重要，因为知识是有限的，而想象力概括着世界上的一切，推动着进步，并且是知识进步的源泉。”在文科物理教学中，通过了解物理学史和物理学家成长成才的经历，让学生们体会创新思维的重要性，激发学生的求知热情、探索精神和创新欲望，鼓励学生对前人的科学理论和传统观点持大胆的质疑精神，对前人尚未揭示的事理敢于提问，培养学生勇于开拓进取的精神，使学生善于思考，勇于实践，敢于向旧观念挑战，从而培养学生较强的创新意识。这样才能适应社会进步和时代变革对创新人才的要求。

三深化教学改革，增强教学效果

为了增强文科物理教学效果，提高教育教学质量，就应当更新教育观念，明确教学目标，精选教学内容，改进教学方法。通过近年来的教学探索与实践，大家逐渐认识到：高校文科物理课程不应是理工科物理课程的浓缩或稀释；也不应是一般科普性地传授具体的物理知识，文科物理课程应更多地注重培养科学精神、科学方法和科学思维，重在提高文科学生的科学素养。1．精心选择教学内容物理学内容博大精深，包罗万象。同时，文科物理课时有限，很多高校文科物理课程仅有32学时左右。在这有限的时间里，不可能面面俱到，必须对教学内容进行仔细甄选和取舍。为达到培养、提高文科学生科学素养的教学目标，我们可以尝试在文科物理教学中从以下三个方面来组织教学内容：（1）物理学基本概念，并结合物理学史适当介绍一些物理学家的高尚品德和人格魅力，扩大学生的物理基础知识面，初步掌握物理学的思想和思维方法；（2）与物理学知识有关的社会热点问题，如臭氧枯竭、环境污染、全球变暖、PM2.5、光伏发电、核泄漏、核动力、信息战争等，培养文科生在这方面的兴趣，使他们感到物理学是鲜活的，是具有重要社会影响的；（3）结合现代物理学，关注日常生活与生产技术中高科技所蕴含的物理学知识，通过介绍能源、材料、医学、航天、激光、环保等领域中蕴含的物理知识，融课本中的物理内容和现实中的科技前沿应用的物理知识为一体，让学生真切地感受到物理学无处不在，物理学与人们的生产、生活密切相关。2．注重科学精神的培养科学精神是在科学实践的过程中被抽象出来，并反作用于指导科学探究的一种价值取向和理性态度，其核心内涵和基本要求是独立思考、严谨规范、求真务实、开拓创新，其中求真是目标，创新是灵魂，即科学精神是科学的本质和灵魂。在文科物理教学中，要鼓励学生大胆猜想、大胆提问，乐于表现自己，敢于与众不同；要结合教学内容，激发学生对大自然奥秘的好奇心；要引导学生相信科学、尊重科学、学习科学、运用科学。同时，我们提倡的科学精神应当充满人文关怀，科学精神与人文精神应紧密地结合起来。爱因斯坦曾说：“学校的目标始终应当是青年人在离开学校时，是作为一个和谐的人，而不是作为一个专家。”爱因斯坦在这里所指的“和谐的人”，其实就是科学精神和人文精神统一的人。这就要求我们在教学过程中，必须同时要重视学生人文素质的培养，以人文精神作为科学精神的底蕴，使科学真正造福于人类。3．强化科学方法的训练科学方法，是指人们在认识和改造客观世界中遵循或运用的、符合科学一般原则的各种途径和手段，包括在理论研究、应用研究、技术开发、推广应用等科学活动过程中采用的思路、程序、规则、技巧和模式。简而言之，科学方法就是人类在所有认识和实践活动中所运用的全部正确方法。物理学蕴含着丰富的思维方法，如归纳、总结、演绎、类比、建模、假说、数学统计、实验检验等，这些方法不仅适用于物理学的研究，而且也适用于其他学科。我们在教学中通过对物理学问题探究的学习过程，能使学生掌握一种科学思维的方法。如果能做好这个环节，学生们也就具备了学习和掌握新知识的本领。4．展现物理实验的魅力根据物理学根植于实验事实这一特点，结合文科物理课程性质，为培养学生的观察能力和动手能力，激发他们探索创新的意识，在文科物理教学中，适当安排一些实验内容和操作环节是很有必要的。首先，应充分发挥演示实验在文科物理教学中的重要作用。物理演示实验具有内容丰富、现象直观、趣味性强的特点，通过对演示实验的观察和分析，可以使学生获得生动直观的感性认识，有助于学生观察物理现象，增强学习兴趣，培养探索精神。其次，应充分利用高校物理实验室，在现有物理实验室的基础上，打破常规，适当增加投入，积极组建集实物展示、仪器演示、动手制作、仿真操作以及影像展播于一体的文科物理实验室。让学生有机会在教师的指导下，自行设计实验装置，自行准备实验器材，自行拟定实验步骤等，并允许失败和重做，鼓励探索和创新。这种教学模式能充分展现物理实验的无穷魅力，可以大大激发文科学生参与动手实践、探求科学奥秘的兴趣和热情。在高校开展文科物理教育是一项处于不断探索之中的教学活动，有很多未知领域有待认识与开拓。只要我们勤于探索、勇于实践、大胆改革、善于创新，不断改进教学方法，努力提高教学质量，善于用教师的科学激情去点燃学生的学习热情，就一定能够发挥出文科物理在开启心智、陶冶性情、引导创新、提高素质等方面的独特魅力。

作者：李铁胡南工作单位：重庆理工大学光电信息学院