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工科大學物理教學轉(zhuǎn)變?yōu)榭茖W通識教學的思考論文
在諸多的工科院校中，大學物理是工科學生中必修的基礎(chǔ)課之一。作為高等教育中的自然科學類基礎(chǔ)課程，大學物理是研究物質(zhì)基本運動規(guī)律的科學，是自然科學的核心,是傳播科學思維、加強科學素養(yǎng)的重要承載體。物理學的精神是求真、求實和創(chuàng)新氣雖然理工科的課程都能通過潛移默化,而起到提升學生科學素養(yǎng)的作用;但是只有大學物理課程，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素質(zhì)的培養(yǎng)。
一、我校工科大學物理教學的現(xiàn)狀
我校的大學物理教學目前還是沿襲傳統(tǒng)的教學模式,分為理論授課和實驗教學兩個部分。理論教學根據(jù)所在學科的不同，主要分成96學時和72學時兩種。主要承擔質(zhì)點力學、剛體力學、電磁學、振動和波動理論、光學、熱力學與統(tǒng)計物理學的教學內(nèi)容。學時數(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。實驗教學一般為40~60學時,主要完成經(jīng)典物理學中—些代表性實驗的內(nèi)容。除了課堂教學外,還有網(wǎng)絡課程教學;任課教師會根據(jù)教學實際情況,節(jié)選一些和教學內(nèi)容有關(guān)聯(lián)的課外內(nèi)容,放在學校的網(wǎng)絡教學平臺上,供學生們自己學習或者練習。理論課程的學習效果檢測，由標準化試題庫里選題組卷,通過閉卷考試來完成�，F(xiàn)行的這套教學模式已經(jīng)延續(xù)了近三十年，對提升工科學生的物理基礎(chǔ)、學習科學的思想方法和研究方法起了積極的影響,充當了基礎(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,大學物理的這套教學模式面臨著越來越多的問題。包景東對現(xiàn)有的教學流程作了精辟的總結(jié)“教師在課堂上講授正確的知識，學生在課后做正確的練習，但缺乏批判性思維的訓練和科學精神的引導。”最終,這樣的教學變成了以考試要求的“解題”內(nèi)容為中心的教學,教師講課的重點變成了基本的物理概念、重要公式及其解題中的應用，使得大學物理變成了一項枯燥無趣的課程。
這樣乏味的教學對學生的學習熱情也是毀滅性的打擊。學生的學習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)學類課程和大學物理課程,其他課程都是專業(yè)課或者專業(yè)基礎(chǔ)課程。大部分的學生以就業(yè)或考研為導向來進行學習。大學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)學類課程那樣與考研息息相關(guān)，更何況,物理學概念和公式理解和應用起來又具有相當?shù)碾y度，從而大學物理變成了廣大工科學生覺得既“無趣”又“無用”,還很“難”的“雞肋”課程。對于“985”或者“211”學校,很多學生為了出國深造,會努力把大學物理學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，能夠出國深造的學生是極少數(shù)，因此有熱情來學習大學物理的少之又少。從筆者所在的學校及兄弟工科院校從事大學物理教學的同行們反饋的信息來看,在大學物理課堂上能夠積極主動學習的學生，除了極少數(shù)是延續(xù)了中學對自然科學的興趣的,基本都是為了高分而獲得獎學金而學習。
這種教學模式還帶來了一個更嚴重的后果,就是各個工科專業(yè)建設(shè)者們也覺得大學物理課程是“費力且無用”的,從而會大力壓縮大學物理的課時。以筆者所在的學校為例,信息類專業(yè)中大學物理的課時數(shù)就設(shè)置成了48學時,如果不是教育部教學大綱的指導要求,大學物理課程很可能會從工科教學中消失。
大學物理教學面臨的現(xiàn)狀讓我們不得不深入思考:作為自然科學的核心課程，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?筆者認為，現(xiàn)有的教學模式是不合時宜的，要大力改革，教學的基本指導思想要從“掌握基本概念和公式而解題”轉(zhuǎn)變?yōu)椤傲私饪茖W常識以提高科學素養(yǎng)”課程的定位要從“物理學原理教學”轉(zhuǎn)變?yōu)椤翱茖W通識教學”。
二、工科學生有提高科學素養(yǎng)的需求
根據(jù)2010年11月第八次中國公民科學素養(yǎng)調(diào)查報告顯示，中國大陸具備基本科學素養(yǎng)的公民比例達到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歷水平人口為8.9%,這說明大部分大學畢業(yè)生還不具備基本科學素養(yǎng)n。而在這份調(diào)査數(shù)據(jù)中，崇尚科學精神的公民比例達到64.94%'這表明我國大學生的科學素養(yǎng)還有極大的提升需求。科學素養(yǎng)包括很多方面,很難得有標準的定義,但普遍認為包括三個方面：即對于科學知識達到基本的了解程度;科學的研究過程和方法達到基本的了解程度;對于科學技術(shù)對社會和個人所產(chǎn)生的影響達到基本的了解程度。
很顯然，科學素養(yǎng)的提高是一個社會性工程,絕不可能僅僅由課堂教學來完成。課堂教學能夠傳遞的是認識物質(zhì)世界的基本規(guī)律和基本方法，以及批判的科學思維方式;即廣博的自然科學知識面以及科學的探究方法,也就是“科學通識”。工科類學生的專業(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)注重實踐技能的培養(yǎng),忽略了科學通識的教學和傳播。因而,工科學生是有提升科學素養(yǎng)，了解科學通識的需求的,科學通識教學應當專門作為一個課題來認真研究。
三、科學通識教學由大學物理課程完成的合理性
很多學者認識到在大學教育中應該加強科學通識教學的重要性(見文獻及其引用文獻)，甚至文科類專業(yè)也有這樣的呼吁。但是關(guān)于科學通識教學具體怎么實現(xiàn),還沒有相關(guān)報道。在我國現(xiàn)行的教育體系下,只靠學生自主學習、電子刊物宣傳、學者講座等形式是不夠的，還是需要開設(shè)專門的課程來進行教學。物理學是一切自然科學的基礎(chǔ),處于諸多核心自然科學的基礎(chǔ)地位,是研究自然界物質(zhì)最基本形態(tài)的科學。物理學是通過觀察、實驗、抽象、假設(shè)等研究方法并經(jīng)實踐的檢驗而建立起來的，是一門理論和實驗高度結(jié)合的精確科學，是最能體現(xiàn)科學發(fā)展過程、研究方法和思維方式的學科。相比較數(shù)學課程和工科專業(yè)課程，大學物理是最合適來承擔科學通識教學的課程。
情形越來越清楚,大學物理課程不轉(zhuǎn)變?yōu)榭茖W通識教學,將會成為一個高校專業(yè)建設(shè)者和學生眼中越來越邊緣化的學科，將會繼續(xù)“無趣”且“無用”下去，廣大的大學物理授課從業(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)的教學而轉(zhuǎn)變?yōu)橐蕴岣呖茖W素養(yǎng)為目的的教學，才能為大學教育做出應有的貢獻。
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