“大學物理”課堂教學與文化元素相融合的探索與研究

黃田浩　虞鳳英

摘要：“大學物理”是理工類大學生在大學階段接觸最早的一門多學科內容交叉的課程。然而，理科生在中學階段物理課程的學習中幾乎就已經形成了死記硬背的思維定式，并把這種定式帶到了“大學物理”的學習中。因此，本文針對“大學物理”課堂教學中所發(fā)現(xiàn)的實際問題，提出了一些教學模式的改革思路，將“大學物理”課堂教學與文化元素有機融合，最大化地激發(fā)學生的學習興趣，達到培養(yǎng)“文理兼修”的綜合型、創(chuàng)新型人才的目的。

關鍵詞：“大學物理”；文化元素；文理兼修

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）06-0126-02

物理學作為自然科學的核心和現(xiàn)代工程技術發(fā)展的源泉，深刻地影響著人類的文明和進步?！按髮W物理”課程是由物理學的基本原理、基本思想和方法構成的，因而必然成為高等學校理工類專業(yè)學生的一門重要的基礎理論必修課，在培養(yǎng)創(chuàng)新人才的過程中發(fā)揮著不可替代的重要作用。隨著科技的發(fā)展，物理學的基礎理論和應用都有了革命性的發(fā)展，使得其內容較早期更為豐富，很多新興的知識點的延伸往往產生于學科的交叉點上，因而，“大學物理”成為學生大學階段接觸最早的一門多學科內容交叉的課程。數十年來，我國的大學基本是按照科類設置院校，文理工分校或是行業(yè)辦學使得高校的科類更加單一，專業(yè)面更窄，嚴重阻礙了創(chuàng)新型、綜合型人才的培養(yǎng)。上世紀60年代到“文革”結束前，高中教育是不分文理的。然而，“文革”結束恢復高考后，為了應對文理分科的高考制度，高中的課程也采取了文理分科形式。

時至今日，我國的大學教育仍然是高度專業(yè)化，并且很大程度上有“重理輕文”的現(xiàn)象。因此，雖然很多教育界人士提倡取消高中文理分科，但高考模式的改革并非一蹴而就。當前我校的在讀大學生參加的高考都是文理分科制度下的。對于理工類專業(yè)的大學生來說，高中時代就常常被灌輸“學好數理化，走遍天下都不怕”的思想，因此，“重理輕文”的現(xiàn)象十分普遍。這些現(xiàn)狀，必然導致了理工科大學生人文文化思維的急劇缺失，阻礙了學生科學素質和人文素質的全面發(fā)展。

一、當前“大學物理”課堂教學中發(fā)現(xiàn)的實際問題

1.學生只掌握了公式、定理，而對物理學發(fā)展的來龍去脈及物理學與生活的聯(lián)系知之甚少?！按髮W物理”課程中，涉及到的知識點、公式、定理非常豐富。通常在教學過程中，學生只學會了用這些公式、定理去解決具體的題目，但對這些公式、定理的來龍去脈，學生了解的卻較少。比如：大部分學生只是粗略的知道牛頓與“蘋果落地”的故事、富蘭克林放風箏的故事，而科學家通過這些事件發(fā)現(xiàn)規(guī)律、提出原理、導出公式的詳細過程，學生并不了解。很多學生認為“大學物理”的理論與實際生活并沒有必然聯(lián)系，不知道這些理論在生活中有哪些方面的應用和體現(xiàn)，也不了解一些經典的物理現(xiàn)象在很多文學作品中有著哪些非常詩意的描述。

2.學生基礎不同，掌握知識的能力也不盡相同，單一的教學方式不利于“因材施教”。每個學生的性格特點不同，興趣愛好不同，擅長的學科也有所不同，因此物理基礎是良莠不齊的。傳統(tǒng)的“大學物理”教學方式，對一些數理基礎較好的學生來說比較容易理解與接受。然而，有些學生并不是因為興趣，而是出于其他原因選擇了理工科專業(yè)，他們的數理基礎并不是很強，所以對傳統(tǒng)教學方法的接受能力也十分有限，經常出現(xiàn)上課聽不懂、跟不上，對課程內容難以理解的情況。

3.學生認為“大學物理”的公式、定理較為枯燥，容易喪失興趣。相對于高中物理來說，“大學物理”課程中所涉及到的內容更為深入，主要體現(xiàn)在研究對象由簡單到復雜、由特殊到一般，研究的方法和工具從初等數學到高等數學，從標量到矢量。這使得很多公式、定理的表述看起來較為繁復，學生會感覺有些枯燥甚至喪失興趣，覺得很難記牢所學的知識點。

基于上述問題，對于“大學物理”課堂教學改革的探索已迫在眉睫。

二、“大學物理”課堂教學與文化元素相融合的思路

1.把與物理定律、公式相關的歷史故事及文化背景融入“大學物理”的教學內容中?！按髮W物理”中的每一個定律和公式都不是憑空產生的，回溯歷史，我們會在物理學大廈構建的背后，發(fā)現(xiàn)許多或驚心動魄、或引人入勝的故事。為了讓學生對物理學的發(fā)展有一個更為清晰的認識，在課程內容的講述過程中，需要穿插介紹一些物理規(guī)律背后的生動故事。例如：牛頓是怎樣在伽利略和笛卡兒等人的基礎上，建立了成熟的經典力學理論；機械運動的兩種量度——動量和動能是怎樣通過激烈的爭論最終確定下來；奧斯特、法拉第、麥克斯韋等人是怎樣深信“自然力的統(tǒng)一性”，最終建立了完善的電磁場理論。相信通過引入這些生動的故事，一定會有助于提升學生對物理學規(guī)律的理解和興趣。

2.系統(tǒng)地歸納、總結“大學物理”中的重要公式及定理在現(xiàn)實生活中的應用和體現(xiàn)?！按髮W物理”的諸多重要公式和定理絕對不是和現(xiàn)實生活毫不相關的，它們在我們的現(xiàn)實生活和科技發(fā)展中都起到了不可或缺的作用。例如：地面上的人能夠向前行走，就是依靠了摩擦力，摩擦力的大小與接觸面的粗糙程度有關，所以雨雪天氣地面濕滑時，人容易摔倒；跳高運動員下落時要落在沙地或軟墊上，是為了延長作用時間，達到減小沖力的效果，這是動量定理在實際生活中的應用；而麥克風、發(fā)電機等現(xiàn)代設備，都是電磁感應現(xiàn)象在科技領域上的應用。因此，在講述物理學公式、定理的同時，也要向學生列舉出這些公式、定理在我們身邊的實際應用，這樣才會使學生不至于覺得枯燥和乏味，進而提升學生的學習積極性。

3.廣泛調研與物理學基本規(guī)律和原理相對應的文學描述，構建材料庫。很多學生認為物理學是純自然科學的知識，和人文科學毫不相干，因此導致科學文化和人文文化的割裂。其實，物理學的基本規(guī)律和原理，在很多古代詩文作品中都有所體現(xiàn)，而古詩文又是我國文化的精粹。因此，有必要廣泛地調研與物理學規(guī)律相對應的經典文學語句，構建一個較為完善的材料庫，并在講解知識點的過程中，把相應的文化元素灌輸給學生，讓理科生能重新感受到人文文化的美。

4.引導學生從文化的角度探索適合掌握“大學物理”課程內容的學習方法，并建立學習微博。“大學物理”中涉及到的知識點非常豐富，單靠死記硬背是很難牢記并掌握的。那些數理基礎好的學生掌握起來較為容易，但對于基礎不好的學生來說，就需要探索一種更為適合的理解和記憶方法。比如有些學生感性思維會強于理性思維，那么就可以引導他們從文化的角度出發(fā)去加深記憶。例如：在講到“光電效應”時，“遏止電壓”的“遏”字很多同學不熟悉，因此對于這個概念的理解會有障礙。針對這一知識點，筆者在授課過程中提到了中學時學過的毛澤東《沁園春·長沙》一詞中的“曾記否、到中流擊水，浪遏飛舟”一句，并激情洋溢地背誦了整首詞，活躍了課堂氣氛，達到了增強學生理解和記憶的目的?；蚴强梢宰约簞?chuàng)作一些瑯瑯上口的詩化語言，去描述難以記憶的知識點。筆者曾在物理學和文學的融合上有所嘗試，例如：2007年創(chuàng)作五律《激光器》：“供能唯泵浦，激勵發(fā)強光。輸反平凹鏡，構成諧振腔。農漁醫(yī)盡攬，生理化全幫。幾代勤研索，光壇好景長?！?；2009年碩士期間創(chuàng)作七律《隨感》來表述自己當時在科研中的心境：“荒了詩心廢了餐，冥思未果夜闌珊。學文皆道讀書易，格物尤諳行路難。墨盡紙穿磨定理，眼迷步亂探微觀。研門一入深如海，已是無緣回首看?！贝送?，還將建立一個“大學物理”學習微博，讓學生把自己創(chuàng)作出的相關詩句或者是其他獨到的“大學物理”學習方法和心得發(fā)表到微博上，供師生討論和分享。

三、結語

本文對“大學物理”課堂教學中存在的實際問題進行了系統(tǒng)的分析，并結合實例提出了課堂教學改革的詳細思路。把“大學物理”課堂教學與文化元素相融合，在學生綜合素質的培養(yǎng)方面具有重大的意義，主要體現(xiàn)在以下幾方面。

1.使學生“知其然，更知其所以然”，不僅掌握“大學物理”教材中的重要公式、定理，更要了解物理學建立和發(fā)展的整體脈絡。只有這樣，才能使學生對“大學物理”有一個更全面的認識。

2.使學生在掌握科學文化的同時，也對人文文化有所涉獵，實現(xiàn)科學文化和人文文化的有機融合，達到培養(yǎng)“文理相通”的高素質人才的目的。

3.因材施教，使思維方式、學習能力迥異的學生都能認清自身特點，找到最適合自己的“大學物理”學習方法，把看似枯燥的理論和生動有趣的文化元素相融合，激發(fā)出學生的學習潛能。