“大学物理”课堂教学与文化元素相融合的探索与研究

黄田浩　虞凤英

摘要：“大学物理”是理工类大学生在大学阶段接触最早的一门多学科内容交叉的课程。然而，理科生在中学阶段物理课程的学习中几乎就已经形成了死记硬背的思维定式，并把这种定式带到了“大学物理”的学习中。因此，本文针对“大学物理”课堂教学中所发现的实际问题，提出了一些教学模式的改革思路，将“大学物理”课堂教学与文化元素有机融合，最大化地激发学生的学习兴趣，达到培养“文理兼修”的综合型、创新型人才的目的。

关键词：“大学物理”；文化元素；文理兼修

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）06-0126-02

物理学作为自然科学的核心和现代工程技术发展的源泉，深刻地影响着人类的文明和进步。“大学物理”课程是由物理学的基本原理、基本思想和方法构成的，因而必然成为高等学校理工类专业学生的一门重要的基础理论必修课，在培养创新人才的过程中发挥着不可替代的重要作用。随着科技的发展，物理学的基础理论和应用都有了革命性的发展，使得其内容较早期更为丰富，很多新兴的知识点的延伸往往产生于学科的交叉点上，因而，“大学物理”成为学生大学阶段接触最早的一门多学科内容交叉的课程。数十年来，我国的大学基本是按照科类设置院校，文理工分校或是行业办学使得高校的科类更加单一，专业面更窄，严重阻碍了创新型、综合型人才的培养。上世纪60年代到“文革”结束前，高中教育是不分文理的。然而，“文革”结束恢复高考后，为了应对文理分科的高考制度，高中的课程也采取了文理分科形式。

时至今日，我国的大学教育仍然是高度专业化，并且很大程度上有“重理轻文”的现象。因此，虽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。当前我校的在读大学生参加的高考都是文理分科制度下的。对于理工类专业的大学生来说，高中时代就常常被灌输“学好数理化，走遍天下都不怕”的思想，因此，“重理轻文”的现象十分普遍。这些现状，必然导致了理工科大学生人文文化思维的急剧缺失，阻碍了学生科学素质和人文素质的全面发展。

一、当前“大学物理”课堂教学中发现的实际问题

1.学生只掌握了公式、定理，而对物理学发展的来龙去脉及物理学与生活的联系知之甚少。“大学物理”课程中，涉及到的知识点、公式、定理非常丰富。通常在教学过程中，学生只学会了用这些公式、定理去解决具体的题目，但对这些公式、定理的来龙去脉，学生了解的却较少。比如：大部分学生只是粗略的知道牛顿与“苹果落地”的故事、富兰克林放风筝的故事，而科学家通过这些事件发现规律、提出原理、导出公式的详细过程，学生并不了解。很多学生认为“大学物理”的理论与实际生活并没有必然联系，不知道这些理论在生活中有哪些方面的应用和体现，也不了解一些经典的物理现象在很多文学作品中有着哪些非常诗意的描述。

2.学生基础不同，掌握知识的能力也不尽相同，单一的教学方式不利于“因材施教”。每个学生的性格特点不同，兴趣爱好不同，擅长的学科也有所不同，因此物理基础是良莠不齐的。传统的“大学物理”教学方式，对一些数理基础较好的学生来说比较容易理解与接受。然而，有些学生并不是因为兴趣，而是出于其他原因选择了理工科专业，他们的数理基础并不是很强，所以对传统教学方法的接受能力也十分有限，经常出现上课听不懂、跟不上，对课程内容难以理解的情况。

3.学生认为“大学物理”的公式、定理较为枯燥，容易丧失兴趣。相对于高中物理来说，“大学物理”课程中所涉及到的内容更为深入，主要体现在研究对象由简单到复杂、由特殊到一般，研究的方法和工具从初等数学到高等数学，从标量到矢量。这使得很多公式、定理的表述看起来较为繁复，学生会感觉有些枯燥甚至丧失兴趣，觉得很难记牢所学的知识点。

基于上述问题，对于“大学物理”课堂教学改革的探索已迫在眉睫。

二、“大学物理”课堂教学与文化元素相融合的思路

1.把与物理定律、公式相关的历史故事及文化背景融入“大学物理”的教学内容中。“大学物理”中的每一个定律和公式都不是凭空产生的，回溯历史，我们会在物理学大厦构建的背后，发现许多或惊心动魄、或引人入胜的故事。为了让学生对物理学的发展有一个更为清晰的认识，在课程内容的讲述过程中，需要穿插介绍一些物理规律背后的生动故事。例如：牛顿是怎样在伽利略和笛卡儿等人的基础上，建立了成熟的经典力学理论；机械运动的两种量度——动量和动能是怎样通过激烈的争论最终确定下来；奥斯特、法拉第、麦克斯韦等人是怎样深信“自然力的统一性”，最终建立了完善的电磁场理论。相信通过引入这些生动的故事，一定会有助于提升学生对物理学规律的理解和兴趣。

2.系统地归纳、总结“大学物理”中的重要公式及定理在现实生活中的应用和体现。“大学物理”的诸多重要公式和定理绝对不是和现实生活毫不相关的，它们在我们的现实生活和科技发展中都起到了不可或缺的作用。例如：地面上的人能够向前行走，就是依靠了摩擦力，摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关，所以雨雪天气地面湿滑时，人容易摔倒；跳高运动员下落时要落在沙地或软垫上，是为了延长作用时间，达到减小冲力的效果，这是动量定理在实际生活中的应用；而麦克风、发电机等现代设备，都是电磁感应现象在科技领域上的应用。因此，在讲述物理学公式、定理的同时，也要向学生列举出这些公式、定理在我们身边的实际应用，这样才会使学生不至于觉得枯燥和乏味，进而提升学生的学习积极性。

3.广泛调研与物理学基本规律和原理相对应的文学描述，构建材料库。很多学生认为物理学是纯自然科学的知识，和人文科学毫不相干，因此导致科学文化和人文文化的割裂。其實，物理学的基本规律和原理，在很多古代诗文作品中都有所体现，而古诗文又是我国文化的精粹。因此，有必要广泛地调研与物理学规律相对应的经典文学语句，构建一个较为完善的材料库，并在讲解知识点的过程中，把相应的文化元素灌输给学生，让理科生能重新感受到人文文化的美。

4.引导学生从文化的角度探索适合掌握“大学物理”课程内容的学习方法，并建立学习微博。“大学物理”中涉及到的知识点非常丰富，单靠死记硬背是很难牢记并掌握的。那些数理基础好的学生掌握起来较为容易，但对于基础不好的学生来说，就需要探索一种更为适合的理解和记忆方法。比如有些学生感性思维会强于理性思维，那么就可以引导他们从文化的角度出发去加深记忆。例如：在讲到“光电效应”时，“遏止电压”的“遏”字很多同学不熟悉，因此对于这个概念的理解会有障碍。针对这一知识点，笔者在授课过程中提到了中学时学过的毛泽东《沁园春·长沙》一词中的“曾记否、到中流击水，浪遏飞舟”一句，并激情洋溢地背诵了整首词，活跃了课堂气氛，达到了增强学生理解和记忆的目的。或是可以自己创作一些琅琅上口的诗化语言，去描述难以记忆的知识点。笔者曾在物理学和文学的融合上有所尝试，例如：2007年创作五律《激光器》：“供能唯泵浦，激励发强光。输反平凹镜，构成谐振腔。农渔医尽揽，生理化全帮。几代勤研索，光坛好景长。”；2009年硕士期间创作七律《随感》来表述自己当时在科研中的心境：“荒了诗心废了餐，冥思未果夜阑珊。学文皆道读书易，格物尤谙行路难。墨尽纸穿磨定理，眼迷步乱探微观。研门一入深如海，已是无缘回首看。”此外，还将建立一个“大学物理”学习微博，让学生把自己创作出的相关诗句或者是其他独到的“大学物理”学习方法和心得发表到微博上，供师生讨论和分享。

三、结语

本文对“大学物理”课堂教学中存在的实际问题进行了系统的分析，并结合实例提出了课堂教学改革的详细思路。把“大学物理”课堂教学与文化元素相融合，在学生综合素质的培养方面具有重大的意义，主要体现在以下几方面。

1.使学生“知其然，更知其所以然”，不仅掌握“大学物理”教材中的重要公式、定理，更要了解物理学建立和发展的整体脉络。只有这样，才能使学生对“大学物理”有一个更全面的认识。

2.使学生在掌握科学文化的同时，也对人文文化有所涉猎，实现科学文化和人文文化的有机融合，达到培养“文理相通”的高素质人才的目的。

3.因材施教，使思维方式、学习能力迥异的学生都能认清自身特点，找到最适合自己的“大学物理”学习方法，把看似枯燥的理论和生动有趣的文化元素相融合，激发出学生的学习潜能。