【摘 要】民族高校文科大學(xué)物理課程對于普及科學(xué)、提高少數(shù)民族學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)、促進(jìn)少數(shù)民族地區(qū)穩(wěn)定繁榮具有重要的意義。編寫民族高校文科物理教材時,遵從一般文科大學(xué)物理教材的編寫原則,也要考慮少數(shù)民族學(xué)生的特點,要更加貼近民族地區(qū)學(xué)生的生活、更加直觀呈現(xiàn),用通俗語言描述;物理知識點要精選;要增加科學(xué)與宗教、民族地區(qū)傳統(tǒng)文化與民族文明進(jìn)步的關(guān)系的內(nèi)容,并且要精選編入的實驗內(nèi)容。
【關(guān)鍵詞】民族高校 文科 大學(xué)物理教材
【中圖分類號】N41 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】1674-4810(2016)02-0013-03
如今的時代是科學(xué)技術(shù)的時代,科學(xué)是探索宇宙和微觀世界及人類自身的前沿研究?,F(xiàn)代科學(xué)技術(shù)是經(jīng)濟(jì)建設(shè)和國防建設(shè)的強(qiáng)大手段,它也是改善我們?nèi)粘I钯|(zhì)量的工具,影響到社會生活的各個方面,并已成為人類文化的一部分,正確的世界觀和價值觀、正確的思想方法、各種觀念和思潮、立法和決策都必須以科學(xué)為依據(jù)。物理學(xué)是探索物質(zhì)世界中最基本、最普遍運(yùn)動規(guī)律的學(xué)科,是最成熟的自然科學(xué)之一。既涉及自然客體,又涉及哲學(xué)思辨,其研究方法和思維方式已經(jīng)滲透到社會科學(xué)的各個領(lǐng)域,并發(fā)揮著重要的作用,其方法是科學(xué)方法的典型代表。
我國高等教育的一個重要任務(wù),就是要提高公民的科學(xué)素養(yǎng)。在高等院校,理工科學(xué)生都會接受系統(tǒng)的科學(xué)思想教育和科學(xué)方法訓(xùn)練。而非理工科專業(yè)學(xué)生(通稱為文科生)如經(jīng)濟(jì)、金融、管理、法律和商學(xué)等社會科學(xué)相關(guān)專業(yè)的學(xué)生及藝術(shù)、語言、文學(xué)、哲學(xué)等人文科學(xué)相關(guān)專業(yè)的學(xué)生則一般很少有與科學(xué)相關(guān)的必修課程。文科生作為國家的重要人才,他們是教育、經(jīng)濟(jì)、管理、文學(xué)等社會領(lǐng)域的核心力量,是社會管理高效運(yùn)轉(zhuǎn)的保障。在當(dāng)今的科技時代,如果他們不了解基本的科學(xué)技術(shù)知識,沒有必要的科學(xué)素養(yǎng),他們就無法勝任現(xiàn)代社會決策和管理的職責(zé),他們的文學(xué)藝術(shù)作品也不能夠展現(xiàn)時代的風(fēng)貌……
因此,對文科學(xué)生開展必要的科學(xué)教育是非常重要的。我國高等教育工作者已經(jīng)認(rèn)識到這一點,從20世紀(jì)90年代后期陸續(xù)開展科學(xué)通識教育,開設(shè)文科物理課程就是重要舉措之一。教材建設(shè)是課程建設(shè)的核心內(nèi)容,國內(nèi)物理教育工作者從學(xué)習(xí)參考國外優(yōu)秀文科物理教材到自己開發(fā)文科物理教材,經(jīng)歷了20多年的探索,取得了一定的成就。
一 國內(nèi)外文科物理教材概況
1.國內(nèi)外文科物理教材
在西方發(fā)達(dá)國家,較早就開展了文科的大學(xué)物理教學(xué),課程和教材建設(shè)比較成熟,出現(xiàn)了很多專用的優(yōu)秀教材,比較著名的有美國A.Hobson教授編寫的教科書Physics:Concepts and Connections(《物理學(xué):基本概念及其與方方面面的聯(lián)系》)。A. Hobson教授于20世紀(jì)70年代開設(shè)了一門以提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)為目的的文科物理課程,并編寫了這部教材。這本書極有特色,是一本充滿人文色彩的物理書,現(xiàn)在已出了很多版,在130多所美國大學(xué)中使用,目前我國也有譯本,并逐步推廣使用。由于這本書和他提倡在物理教學(xué)中聯(lián)系社會問題,2006年美國物理教師協(xié)會(AAPT)授予他密立根獎(AAPT的最高獎之一)。加拿大Paul G.Hewitt編寫的Conceptual Physics(《概念物理》),作為高校文科物理的經(jīng)典教材,也被許多知名大學(xué)使用,普遍為美國大學(xué)文科學(xué)生所鐘愛。近年來也被中國一些高校,譬如中山大學(xué)、中國農(nóng)業(yè)大學(xué)等選為文科物理教材。風(fēng)靡一時的《費(fèi)曼講物理》雖然內(nèi)容較多,但也很適用于文科學(xué)生學(xué)習(xí),在中國有較多譯本。
在我國文科大學(xué)物理課程建設(shè)的探索中,已先后出現(xiàn)不少文科用的大學(xué)物理教材,如復(fù)旦大學(xué)倪光炯等編著的《改變世界的物理學(xué)》、同濟(jì)大學(xué)吳翔等編著的《文明之源——物理學(xué)》、南開大學(xué)宋峰主編的《文科物理——生活中的物理學(xué)》、東南大學(xué)吳宗漢編著的《文科物理十
五講》、西南大學(xué)謝東等編著的《人文物理》、西安交通大學(xué)張淳民主編的《文科大學(xué)物理》等等。這些教材既借鑒了國外優(yōu)秀教材的優(yōu)點,也各有特色。
2.文科物理教材的特點
國外優(yōu)秀文科物理教材有其重要特點:強(qiáng)調(diào)科學(xué)的認(rèn)知過程,注重介紹知識來自實踐并最終由實踐檢驗;講究文字描述和圖表直觀展現(xiàn),盡量避免數(shù)學(xué)公式;重視近現(xiàn)代物理學(xué)知識的介紹;關(guān)注與物理學(xué)有關(guān)的社會問題。
我國物理教育工作者吸取了國外文科物理教育的優(yōu)秀經(jīng)驗,通過長期的教育教學(xué)實踐,進(jìn)行了大量的經(jīng)驗總結(jié)和理論研究,提出了適合于國情的文科物理教育乃至科學(xué)普及工作的一些理論構(gòu)想和指導(dǎo)原則。趙凱華先生指出,文科的物理課不應(yīng)是理工科物理課的壓縮或稀釋,而應(yīng)當(dāng)有自己的特色。文科物理教材的內(nèi)容大體上可以著重于三個方面:一是物理學(xué)基本概念的人文含義,如物理學(xué)發(fā)展史和物理學(xué)中蘊(yùn)涵的世界觀、方法論,物理理論的哲學(xué)意義等問題;二是與物理有關(guān)的社會問題,如能源、環(huán)境、軍備等;三是高科技和現(xiàn)代化日常生活中的物理學(xué)。
國內(nèi)不少學(xué)者針對文科物理教材的編寫提出了一些具體的建議。比如注重生活實例,從生活中與人們息息相關(guān)的物理學(xué)現(xiàn)象出發(fā);重在講述概念,用生動的語言揭示自然現(xiàn)象背后隱含的物理學(xué)規(guī)律,最大限度地避免用方程式等物理、數(shù)學(xué)語言來表達(dá);增加實例插圖等等。梁志國先生直接提出了編寫大學(xué)文科物理教材的四條原則:(1)采用學(xué)生容易接受的呈現(xiàn)方式;(2)精選內(nèi)容,以點代面;(3)注重思想性和科學(xué)精神教育;(4)注意滲透STS教育。
二 關(guān)于民族高校文科大學(xué)物理教材建設(shè)的設(shè)想
文科學(xué)生加強(qiáng)科學(xué)教育的必要性前已述及。邊疆少數(shù)民族地區(qū)的穩(wěn)定和民族地區(qū)的經(jīng)濟(jì)繁榮、發(fā)展,也決定了必須大力提高少數(shù)民族學(xué)生的科技素養(yǎng),促進(jìn)少數(shù)民族的科學(xué)教育。加強(qiáng)少數(shù)民族學(xué)生的教育迫在眉睫。
民族高校承擔(dān)著少數(shù)民族高等教育的主要責(zé)任。但是在眾多的關(guān)于文科物理教材的文獻(xiàn)中,很少提到民族高校文科學(xué)生科學(xué)教育的話題,也很少提到民族高校文科物理課程及文科物理教材的適應(yīng)性問題。少數(shù)民族學(xué)生有其特殊的地域特點和文化背景及由此形成的知識結(jié)構(gòu)和思維特征,因此民族高校文科學(xué)生的科學(xué)教育和普及的問題需要進(jìn)一步研究?,F(xiàn)有的文科物理教材在民族高校文科物理課程中的實用性亦有研究的必要。
1.民族高校學(xué)生的特點
民族高校學(xué)生以少數(shù)民族為主。很多少數(shù)民族地區(qū)的宗教文化非常濃厚,學(xué)生自小沉浸在寺院教育、宗教思想及宗教儀式的氛圍之中,受宗教的文化影響而輕視科學(xué)或用宗教思考方式對待科學(xué);語言障礙又造成了課外閱讀范圍狹窄,限制了對主流文化的接受;少數(shù)民族學(xué)生生活的地域大多是邊遠(yuǎn)落后地區(qū),沒有受到現(xiàn)代科技社會環(huán)境的熏陶,抽象思維能力較弱;很多學(xué)生中學(xué)學(xué)習(xí)中并沒有形成系統(tǒng)的科學(xué)知識,更缺乏對科學(xué)發(fā)展歷史的了解。調(diào)查表明民族地區(qū)中小學(xué)生普遍重文輕理,理科學(xué)生人數(shù)太少、理科學(xué)習(xí)資料短缺、學(xué)生缺少練習(xí)、實驗教學(xué)嚴(yán)重不足、理科成績差。在青海民族大學(xué)2012年的一項調(diào)查中發(fā)現(xiàn),理工科“民考民”學(xué)生高考理科綜合卷的成績平均為93.4分(滿分為300分),僅占總分的31.1%,有85.5%的同學(xué)覺得自己在中學(xué)時物理學(xué)習(xí)成績不好或成績一般,文科學(xué)生的成績更是可想而知。中央民族大學(xué)楊清霞教授2010年的調(diào)查也表明少數(shù)民族學(xué)生的高考數(shù)學(xué)平均成績偏低。
2.民族高校文科物理教材應(yīng)有的特點
適用于民族高校學(xué)生的文科物理教材首先遵從大學(xué)文科物理教材的一般特點,在此基礎(chǔ)上應(yīng)該做適當(dāng)?shù)奶幚硪赃m應(yīng)少數(shù)民族學(xué)生的特點。
第一,更加貼近生活,更加直觀呈現(xiàn),用通俗語言描述。大多數(shù)少數(shù)民族學(xué)生生活于邊遠(yuǎn)農(nóng)牧區(qū)或靠近農(nóng)牧地區(qū),雖然從電視、電影、網(wǎng)絡(luò)等媒體中能夠了解到現(xiàn)代主流的社會生活方式。但是他們的生活環(huán)境、生活經(jīng)歷和日常生活中所接觸的事物、現(xiàn)象有其濃郁的農(nóng)牧區(qū)特色。更加貼近生活是指盡可能貼近他們的生活。數(shù)學(xué)能力和抽象思維能力弱,要求內(nèi)容的呈現(xiàn)更加直觀和通俗。更多地采用卡通式插圖示例,減少物理數(shù)學(xué)專業(yè)術(shù)語,用通俗易懂的語言闡明物理思想。特別是應(yīng)使用大量插圖。張立彬、李廣平在《美國一流大學(xué)文科物理經(jīng)典教材的特色與啟示》中談到生動的插圖在展示物理狀態(tài)、呈現(xiàn)物理過程、表達(dá)物理規(guī)律、解釋物理原理、說明物理條件、化解物理難點等物理內(nèi)容的展示、降低物理難度及幫助學(xué)生理解物理本質(zhì)等方面有很大的作用。
第二,物理知識點要精選。應(yīng)當(dāng)以點帶面,不要過于追求知識體系的完整性,不拘泥于傳統(tǒng)的力、熱、光、電、近代物理的體系和順序。應(yīng)當(dāng)先選取重要的知識點,然后針對這些知識點從生活中提出問題,解釋物理原理,再提出其他相關(guān)實例。掌握系統(tǒng)的物理知識并不是最重要的,通過重要物理原理的闡釋,讓學(xué)生了解物理文化,加深對物理思想和方法的理解才是最重要的。
第三,闡明科學(xué)與宗教的關(guān)系。少數(shù)民族學(xué)生大多深受宗教的思想和文化影響。宗教經(jīng)典中對于物理世界和自然規(guī)律也有自己的解釋,形成一套自圓其說的思想和方法。自小接受這些思想對學(xué)生接受科學(xué)思想方法必然有影響。因此,對于自然規(guī)律的宗教解釋和科學(xué)思想方法解釋之間的區(qū)別和類似之處,應(yīng)當(dāng)給予闡明。不要讓學(xué)生抵觸科學(xué)或輕視科學(xué),也可避免用宗教的思想方法理解科學(xué)。讓學(xué)生在宗教信仰的前提下,愉快地接受科學(xué)思想方法。
第四,解釋科學(xué)與民族地區(qū)傳統(tǒng)文化的關(guān)系。民族地區(qū)有濃厚的傳統(tǒng)文化氛圍,對少數(shù)民族學(xué)生影響很深,主要有與生活息息相關(guān)的中醫(yī)、藏醫(yī)、苗醫(yī)等醫(yī)學(xué),中國的傳統(tǒng)數(shù)術(shù)學(xué),在農(nóng)牧區(qū)根深蒂固的民間巫術(shù)等等。這些文化的存在雖然是非科學(xué)的,但在廣大的農(nóng)牧區(qū)廣泛流行、深受信賴。如果不闡明這些傳統(tǒng)文化與科學(xué)的關(guān)系,必將影響學(xué)生對科學(xué)思想方法的理解和接受。
第五,揭示科學(xué)與民族地區(qū)社會發(fā)展進(jìn)步的關(guān)系。少數(shù)民族學(xué)生大多單純、樸實,熱愛自己的民族,講義氣。如果對他們深刻揭示科學(xué)技術(shù)與人類社會文明進(jìn)步的關(guān)系、介紹科學(xué)技術(shù)的社會功能、了解科學(xué)技術(shù)與民族地區(qū)社會發(fā)展進(jìn)步的關(guān)系,必將激發(fā)他們學(xué)習(xí)科學(xué)技術(shù)的極大熱情?,F(xiàn)代科技應(yīng)用于農(nóng)牧區(qū)的實例很多。簡單的如聯(lián)合收割機(jī)、剪羊毛機(jī)等,先進(jìn)的如農(nóng)作物、草場的紅外遙感和畜群的遠(yuǎn)程監(jiān)控等非常豐富。
第六,重視物理實驗。目前流行的文科物理教材中一般沒有或較少有實驗的內(nèi)容。但也有一些學(xué)校比如東南大學(xué)、南京大學(xué)等給文科生開設(shè)了大學(xué)物理實驗課程。編寫民族高校文科物理教材時,不應(yīng)該忘記實驗的內(nèi)容,一些最基本的實驗應(yīng)該寫清楚,實驗的篇幅可以不多??稍O(shè)計定性或半定量的實驗,以提高學(xué)生興趣;加入演示實驗,可以增加教材內(nèi)容的趣味性,體現(xiàn)物理學(xué)是一門實驗科學(xué)的特點,并拓展學(xué)生視野,促進(jìn)其對物理規(guī)律的理解和掌握。
少數(shù)民族科技教育的急切需求呼喚著教育工作者去努力,民族高校文科學(xué)生的科技教育正是努力的方向之一。民族高校文科物理教材的編寫是非常重要的工作,需要關(guān)心民族教育的專家學(xué)者繼續(xù)關(guān)注并付諸實踐。
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〔責(zé)任編輯:龐遠(yuǎn)燕、汪二款〕