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工科大學(xué)物理教學(xué)轉(zhuǎn)變?yōu)榭茖W(xué)通識教學(xué)的思考論文
在諸多的工科院校中，大學(xué)物理是工科學(xué)生中必修的基礎(chǔ)課之一。作為高等教育中的自然科學(xué)類基礎(chǔ)課程，大學(xué)物理是研究物質(zhì)基本運(yùn)動規(guī)律的科學(xué)，是自然科學(xué)的核心,是傳播科學(xué)思維、加強(qiáng)科學(xué)素養(yǎng)的重要承載體。物理學(xué)的精神是求真、求實(shí)和創(chuàng)新氣雖然理工科的課程都能通過潛移默化,而起到提升學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的作用;但是只有大學(xué)物理課程，可以把這個問題作為一項專門的議題來對待,教師講課的宗旨也可以由知識的傳授而轉(zhuǎn)變?yōu)榭茖W(xué)素質(zhì)的培養(yǎng)。
一、我校工科大學(xué)物理教學(xué)的現(xiàn)狀
我校的大學(xué)物理教學(xué)目前還是沿襲傳統(tǒng)的教學(xué)模式,分為理論授課和實(shí)驗教學(xué)兩個部分。理論教學(xué)根據(jù)所在學(xué)科的不同，主要分成96學(xué)時和72學(xué)時兩種。主要承擔(dān)質(zhì)點(diǎn)力學(xué)、剛體力學(xué)、電磁學(xué)、振動和波動理論、光學(xué)、熱力學(xué)與統(tǒng)計物理學(xué)的教學(xué)內(nèi)容。學(xué)時數(shù)多一些的會簡單講授狹義相對論和量子論的基本內(nèi)容。實(shí)驗教學(xué)一般為40~60學(xué)時,主要完成經(jīng)典物理學(xué)中—些代表性實(shí)驗的內(nèi)容。除了課堂教學(xué)外,還有網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué);任課教師會根據(jù)教學(xué)實(shí)際情況,節(jié)選一些和教學(xué)內(nèi)容有關(guān)聯(lián)的課外內(nèi)容,放在學(xué)校的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺上,供學(xué)生們自己學(xué)習(xí)或者練習(xí)。理論課程的學(xué)習(xí)效果檢測，由標(biāo)準(zhǔn)化試題庫里選題組卷,通過閉卷考試來完成。現(xiàn)行的這套教學(xué)模式已經(jīng)延續(xù)了近三十年，對提升工科學(xué)生的物理基礎(chǔ)、學(xué)習(xí)科學(xué)的思想方法和研究方法起了積極的影響,充當(dāng)了基礎(chǔ)課程和專業(yè)課程之間的橋梁,對我校培養(yǎng)出合格的本科畢業(yè)生發(fā)揮了非常重要的作用。
但隨著社會的發(fā)展,大學(xué)物理的這套教學(xué)模式面臨著越來越多的問題。包景東對現(xiàn)有的教學(xué)流程作了精辟的總結(jié)“教師在課堂上講授正確的知識，學(xué)生在課后做正確的練習(xí)，但缺乏批判性思維的訓(xùn)練和科學(xué)精神的引導(dǎo)�！弊罱K,這樣的教學(xué)變成了以考試要求的“解題”內(nèi)容為中心的教學(xué),教師講課的重點(diǎn)變成了基本的物理概念、重要公式及其解題中的應(yīng)用，使得大學(xué)物理變成了一項枯燥無趣的課程。
這樣乏味的教學(xué)對學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情也是毀滅性的打擊。學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情往往是靠功課的“有用性”和“有趣性”來激發(fā)的。理工性質(zhì)的基礎(chǔ)課程就是數(shù)學(xué)類課程和大學(xué)物理課程,其他課程都是專業(yè)課或者專業(yè)基礎(chǔ)課程。大部分的學(xué)生以就業(yè)或考研為導(dǎo)向來進(jìn)行學(xué)習(xí)。大學(xué)物理課程不像具體的專業(yè)課那樣直接面向就業(yè),又不像數(shù)學(xué)類課程那樣與考研息息相關(guān)，更何況,物理學(xué)概念和公式理解和應(yīng)用起來又具有相當(dāng)?shù)碾y度，從而大學(xué)物理變成了廣大工科學(xué)生覺得既“無趣”又“無用”,還很“難”的“雞肋”課程。對于“985”或者“211”學(xué)校,很多學(xué)生為了出國深造,會努力把大學(xué)物理學(xué)中的基本概念和公式吃透，因為國外高校一般都很看重平均成績點(diǎn)數(shù)(GPA, Grade Point Average)和基礎(chǔ)類課程成績;而對于普通的二本院校，能夠出國深造的學(xué)生是極少數(shù)，因此有熱情來學(xué)習(xí)大學(xué)物理的少之又少。從筆者所在的學(xué)校及兄弟工科院校從事大學(xué)物理教學(xué)的同行們反饋的信息來看,在大學(xué)物理課堂上能夠積極主動學(xué)習(xí)的學(xué)生，除了極少數(shù)是延續(xù)了中學(xué)對自然科學(xué)的興趣的,基本都是為了高分而獲得獎學(xué)金而學(xué)習(xí)。
這種教學(xué)模式還帶來了一個更嚴(yán)重的后果,就是各個工科專業(yè)建設(shè)者們也覺得大學(xué)物理課程是“費(fèi)力且無用”的,從而會大力壓縮大學(xué)物理的課時。以筆者所在的學(xué)校為例,信息類專業(yè)中大學(xué)物理的課時數(shù)就設(shè)置成了48學(xué)時,如果不是教育部教學(xué)大綱的指導(dǎo)要求,大學(xué)物理課程很可能會從工科教學(xué)中消失。
大學(xué)物理教學(xué)面臨的現(xiàn)狀讓我們不得不深入思考:作為自然科學(xué)的核心課程，本質(zhì)上是既“有趣”又“有用”的,為什么會面臨如此尷尬的局面?筆者認(rèn)為，現(xiàn)有的教學(xué)模式是不合時宜的，要大力改革，教學(xué)的基本指導(dǎo)思想要從“掌握基本概念和公式而解題”轉(zhuǎn)變?yōu)椤傲私饪茖W(xué)常識以提高科學(xué)素養(yǎng)”課程的定位要從“物理學(xué)原理教學(xué)”轉(zhuǎn)變?yōu)椤翱茖W(xué)通識教學(xué)”。
二、工科學(xué)生有提高科學(xué)素養(yǎng)的需求
根據(jù)2010年11月第八次中國公民科學(xué)素養(yǎng)調(diào)查報告顯示，中國大陸具備基本科學(xué)素養(yǎng)的公民比例達(dá)到3.27%,而同期人口普査數(shù)據(jù)的結(jié)果表明中國大陸大專以上學(xué)歷水平人口為8.9%,這說明大部分大學(xué)畢業(yè)生還不具備基本科學(xué)素養(yǎng)n。而在這份調(diào)査數(shù)據(jù)中，崇尚科學(xué)精神的公民比例達(dá)到64.94%'這表明我國大學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)還有極大的提升需求�？茖W(xué)素養(yǎng)包括很多方面,很難得有標(biāo)準(zhǔn)的定義,但普遍認(rèn)為包括三個方面：即對于科學(xué)知識達(dá)到基本的了解程度;科學(xué)的研究過程和方法達(dá)到基本的了解程度;對于科學(xué)技術(shù)對社會和個人所產(chǎn)生的影響達(dá)到基本的了解程度。
很顯然，科學(xué)素養(yǎng)的提高是一個社會性工程,絕不可能僅僅由課堂教學(xué)來完成。課堂教學(xué)能夠傳遞的是認(rèn)識物質(zhì)世界的基本規(guī)律和基本方法，以及批判的科學(xué)思維方式;即廣博的自然科學(xué)知識面以及科學(xué)的探究方法,也就是“科學(xué)通識”。工科類學(xué)生的專業(yè)課程往往是針對某些具體問題的理論和解決方法，有“深度”而無“廣度”;側(cè)重于技術(shù)手段的改進(jìn)和提高，忽略了技術(shù)所依靠的基本物理原理的局限性和暫時性。尤其是“卓越工程師培養(yǎng)計劃出臺以來,我校越發(fā)注重實(shí)踐技能的培養(yǎng),忽略了科學(xué)通識的教學(xué)和傳播。因而,工科學(xué)生是有提升科學(xué)素養(yǎng)，了解科學(xué)通識的需求的,科學(xué)通識教學(xué)應(yīng)當(dāng)專門作為一個課題來認(rèn)真研究。
三、科學(xué)通識教學(xué)由大學(xué)物理課程完成的合理性
很多學(xué)者認(rèn)識到在大學(xué)教育中應(yīng)該加強(qiáng)科學(xué)通識教學(xué)的重要性(見文獻(xiàn)及其引用文獻(xiàn))，甚至文科類專業(yè)也有這樣的呼吁。但是關(guān)于科學(xué)通識教學(xué)具體怎么實(shí)現(xiàn),還沒有相關(guān)報道。在我國現(xiàn)行的教育體系下,只靠學(xué)生自主學(xué)習(xí)、電子刊物宣傳、學(xué)者講座等形式是不夠的，還是需要開設(shè)專門的課程來進(jìn)行教學(xué)。物理學(xué)是一切自然科學(xué)的基礎(chǔ),處于諸多核心自然科學(xué)的基礎(chǔ)地位,是研究自然界物質(zhì)最基本形態(tài)的科學(xué)。物理學(xué)是通過觀察、實(shí)驗、抽象、假設(shè)等研究方法并經(jīng)實(shí)踐的檢驗而建立起來的，是一門理論和實(shí)驗高度結(jié)合的精確科學(xué)，是最能體現(xiàn)科學(xué)發(fā)展過程、研究方法和思維方式的學(xué)科。相比較數(shù)學(xué)課程和工科專業(yè)課程，大學(xué)物理是最合適來承擔(dān)科學(xué)通識教學(xué)的課程。
情形越來越清楚,大學(xué)物理課程不轉(zhuǎn)變?yōu)榭茖W(xué)通識教學(xué),將會成為一個高校專業(yè)建設(shè)者和學(xué)生眼中越來越邊緣化的學(xué)科，將會繼續(xù)“無趣”且“無用”下去，廣大的大學(xué)物理授課從業(yè)者將會處于“空有滿腹經(jīng)綸，卻無人可與交流”的尷尬境地，唯有主動變革，放棄以公式為基礎(chǔ)的教學(xué)而轉(zhuǎn)變?yōu)橐蕴岣呖茖W(xué)素養(yǎng)為目的的教學(xué)，才能為大學(xué)教育做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。
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