大学文科生物理科学素养现状调查及分析

2021-12-15冷新丽韩跃军李辉

科教导刊 2021年32期

冷新丽韩跃军李辉

摘要本研究对江西省南昌市大学文科生物理科学素养现状进行调查并分析。结果显示：南昌市大学文科生对物理科学技术具有一定的兴趣，对于物理科学技术也抱有较大的信心，但是文科生的物理知识存在着知识结构不平衡、知识偏重明显的特征，对物理科学方法也缺乏了解，特别是对于理想实验法的理解和认识有一定的局限性。针对这些问题，本研究为提高南昌市大学文科生物理科学素养提供了三点建议，即对南昌市大学文科生实施物理实验教育、物理学史教育和物理专题科普教育。

关键词大学文科生;物理科学素养;现状调查

中图分类号：G642 文献标识码：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdk.2021.32.051

Investigation and Analysis of Physical Science Literacy of College Liberal Arts Students

——Case Study of Nanchang in Jiangxi Province

LENG Xinli[1]， HAN Yuejun[2]， LI Hui[3]

（[1]Physics and Electronic Information College， Nanchang Normal University， Nanchang， Jiangxi 330032;

[2] No.5 High School of Xiaoshan District， Hangzhou， Zhejiang 311202;

[3] The Attached Middle School To Jiangxi Normal University， Nanchang， Jiangxi 330046）

Abstract This study investigates present situation of the physical science literacy status of college liberal arts students in Nanchang in Jiangxi province. The result shows： the college liberal arts students in Nanchang have a certain interest and great confidence for physical science and technology. However， the physical knowledge of liberal arts students has the characteristics of unbalanced knowledge structure and obvious emphasis on knowledge， and lack of understanding of physical science methods， especially for the understanding and recognition of ideal experimental method. In view of these problems， this study provides three suggestions to improve the physical science literacy of college liberal arts students in Nanchang， namely， to carry out physical experiment education， physics history education and physics topic popular science education.

Keywords college liberal arts students; physical science literacy; present situation investigation

1996年，作为具有国际权威的竞争力评价研究机构，瑞士国际管理发展学院发布了《2000年世界竞争力年鉴》（WCY），国民素质和科学技术被列为国际竞争力的八个要素之一。报告中指出，唯有科学素质较为完备的人才能担负得起知识的生产、传播和应用等一系列环节的工作。[1]2019年，教育部联合13个部委决定实施“六卓越一拔尖”计划2.0，把新文科建设纳入新工科、新医科、新农科建设体系，为全面推进高等教育高质量建设指明方向。新文科作为新一轮教学改革的政策被教育部正式提出后，在國内学界和教育界引起了巨大反响。[2]对于新文科，学术界还没有完全统一的定义，但普遍的观点指出，新文科的建设旨在推动文科与当今新科技革命交叉融合。[3-5]在新科技革命涌现的新技术中，作为物理学对全人类的贡献——人工智能[6-7]、物联网[8-9]、量子计算[10-12]、先进材料[13]、太空科技[14-15]、通信技术[16-17]等技术不断改变着我们的生产生活方式，物理科学素养的培养和新文科建设强调的交叉融合遥相呼应。因此，在新文科背景下，如何评估新时代大学文科生的物理科学素养成为一个重要的问题。本文以南昌市大学文科生为调查对象，通过问卷调查的方式，切实了解其物理科学素养现状，为高等院校教学改革和促进大学文科生物理科学素养的提高提供参考依据。

1 大学文科生物理科学素养的问卷设计

本次针对大学文科生物理科学素养的调查采取问卷调查的方式。该问卷以国际上公认的物理科学素养定义为基础，参阅了我国2010年中国公众科学素养调查问卷、物理科学素养相关的科普类博士、硕士论文，[18-21]设计了针对大学文科生的物理科学素养调查表。问卷设计内容主要包括：（1）被调查者的基本信息。包括被调查者就读的学校、专业、专业类型、高中分科类型。（2）三个维度的调查信息：对物理科学知识的基本了解程度;对物理科学方法的基本了解程度;对物理科学技术与社会、个人之间关系的了解程度。用于测试学生的物理科学知识水平、科学能力、对物理科学方法的理解及所具备的物理科学精神和科学品质等方面。问卷共有21道题，采用SPSS13.0软件对调查数据进行处理。

本次调查共计发放调查问卷488份，其中有效答卷为465份，有效率为95.29%。调查对象为南昌市高校在读本科生中的文科生，以大一、大二、大三三个年级的学生为主。调查选取的四所高校分别为南昌师范学院、江西科技师范大学、江西财经大学、华东交通大学。被调查学生所属专业包含思想政治教育、汉语言文学、音乐学、金融学、新闻学、商务英语、旅游管理、秘书学、会展经济与管理、人力资源管理等多达十几个文科类专业。

2 大学文科生物理科学素养的问卷调查分析

本研究对所有收回的有效问卷进行统计后，从不同维度进行了分析。

2.1 文科生物理科学素养中知识的现状分析

问卷中的6-18 题是关于物理知识的。第6题“地心非常热（对）”，正确率仅为79.57%，仍有20.43%的同学回答错误。第7题“光速比声速快（对）”正确率为96.77%，仅有3.23%的同学回答错误。第8题“地球围绕太阳转，转一圈为一年（对）”正确率仅为86.67%，仍有13.33%的同学回答错误。第9题“激光因汇聚声波而产生（错）”正确率仅为57.2%，仍有42.8%的同学回答错误。第10题“热气流上升，冷气流下降（对）”正确率为93.12%，仅有6.88%的同学回答错误。第11题“月亮本身不发光（对）”正确率为97.63%，仅有2.37%的同学回答错误。第12题“电子比原子小（对）”正确率仅为68.17%，仍有31.83%的同学回答错误。第13题“宇宙产生于大爆炸（对）”正确率仅为88.17%，仍有11.83%的同学回答错误。第14题“质量可以转化为能量（对）”正确率仅为79.78%，仍有20.22%的同学回答错误。第15题“无线电波是电磁波，而可见光不属于电磁波（错）”正确率仅为40.65%，仍有59.35%的同学回答错误。第16题“原子核是由原子和分子构成的（错）”正确率仅为51.4%，仍有48.6%的同学回答错误。第17题“请想一想，地球、太阳系、银河系和宇宙哪一个最大？（宇宙）”正确率仅为89.68%，仍有10.32%的同学回答错误。第18题“波长最短的可见光是什么光（紫光）”正确率仅为23.87%，仍有67.13%的同学回答错误。

表1给出了按正确率（从大到小）排列的物理知识题目，不难看出，文科生对于一些肤浅的、日常的、传统的物理概念的理解状况相对较好，回答的准确率较高，但是对于一些专业领域性较强的知识回答的正确率不高。正确率低于60%的题目考查的知识点为激光的产生、分子原子基本结构、光的电磁波本质、可见光波长的比较。这些知识与新科技革命有密切联系，但在课堂上学不到，需要课后通过查阅资料或阅读相关科普读物才能获取，故文科生在面对这些题目时显现出一种相对比较低的水平。这反映出文科生的物理知识存在着知识结构不平衡、知识偏重明显的特征。

2.2 文科生物理科学素养中科学方法和技能的现状分析

问卷中的19-21 题是关于物理科学方法和技能的。题目19“科学研究是指以下哪一种”的正确率是72.9%，这部分文科生认为科学研究是观察、推理、实验。有17.2%的文科生认为科学研究就是引进新的技术、推广新技术和使用新技术;5.38%的文科生认为科学研究就是观察、推理、结论;4.52%的文科生不清楚。该问题的调查结果表明仍有不少文科生对于科学研究的本质缺乏深入理解。

第20题“下列过程中运用了等效替代方法的是哪一项”的正确率是67.74%，这部分文科生在四个备选答案中选择了曹冲称象。而17.42%的文科生选择了研究电流与电压、电阻的关系;10.11%的文科生选择了测量一张白纸的厚度;4.73%的文科生选择了牛顿总结惯性关系。第21题“下列哪个成果是运用理想實验法得出的”的正确率是44.52%，仅这些文科生认为伽利略指出的“力不是维持物体运动的原因”是通过理想实验法得出的。16.56%的文科生选择了卢瑟福的“原子核式结构模型”。13.33%的文科生选择了麦克斯韦提出的“电磁场理论”;25.59%的文科生选择了爱因斯坦的“光子假说”。从这两个小问题可以看出，多数文科生对物理科学方法缺乏了解，特别是对于理想实验法的理解和认识，存在着一定的局限性。究其原因，理想实验是理想化的，在现实生活实践和所处水平的实验条件下难以实现，对于文科生而言，学习它不仅需要非常丰富的想象与联想能力，还需要一定的推理判断能力，而这正是他们所欠缺的。

2.3 文科生物理科学素养中科学情感和态度的现状分析

问卷中的22-26 题是关于物理科学情感和态度的。题目22为“生活中一些有关物理科学和技术的新闻和话题，对这些新闻和话题你注意吗”，这个问题11.83%的人表示经常注意，69.46%的人表示偶尔注意，18.71%的人表示不注意。该题目调查结果显示大多数文科生对物理科学技术具有一定的兴趣。

题目23为“在您看来，物理科学技术对您的生活、工作将有怎样的影响”，这个问题的48.6%的人选择了好的影响，30.32%的人选择了好坏参半，1.51%的人选择了不好的影响，4.3%的人选择了没有影响，15.27%的人表示说不清楚。该结果表明，将近一半的文科生对物理科学技术的发展予以肯定，约三分之一的文科生在看待物理科学技术发展给人类带来的影响及作用方面，能够具有辩证唯物的观点：物理科学技术的发展给人类带来的影响既有积极的，也有消极的。题目26是关于空间探索的，16.56%的人认为利益远远超过危险，10.97%的人认为利益稍微超过危险，52.47%的人认为利益与危险参半，6.24%的人认为危险稍微超过利益，13.76%的人表示说不清楚。调查结果显示，选择利益与危险参半的文科生占最大比例，同样说明大多数文科生对待空间探索的态度客观，具有辩证思维。

题目24为“在您看来，未来25年内以科学研究或矿山开采目的向月球移民发生的可能性有多大”，16.13%的人认为很可能，56.34%的人认为有点可能，16.77%的人认为绝不可能，10.75%表示不知道。题目25询问的是：在您看来，未来25年内“精确预报地震”发生的可能性有多大？51.61%的人认为很可能，39.78%的人认为有点可能，3.66%的人认为绝不可能，4.95%的人表示不知道。通过比较不难发现，近一半的文科生认为未来25年内向月球移民有点可能，同样近一半的文科生认为未来25年内精确预报地震很有可能。说明文科生对于物理科学技术还是抱有较大的信心。

3 大学文科生物理科学素养的提高建议

3.1物理实验教育

物理科学素养的养成迫切需要文科生发挥学习主动性，才能打通最后一公里，攻克专业领域性较强的物理知识。物理实验教育可使文科生所处的学习环境变得生动形象，软化教学过程，激发文科生学习兴趣和主动学习意识，同时还能提高文科生的动手能力，培养他们优秀的科学品质和世界观。

3.2物理学史教育

科学意识、科学精神、科学方法和行为等科学素养的要素，大部分是在对科学知识和科学发展历程有了足够的认识的前提下慢慢产生的。经过物理学史教育，能够帮助文科生养成科学的思维模式，激起学生的求知欲和好奇心、投身到人类文明进步的事业中去。因此，加大物理学史教育力度，是培养文科生科学的思维方法的一种有效途径。

3.3物理专题科普教育

物理专题科普教育可以帮助文科生开拓视野、激发潜能，对于提高探究精神、创新意识有非常积极的意义。具体的方式方法有：开设人工智能、通信技术的奥妙、3D打印技术、天地演化的研究、近代对核能的认识的发展、激光及其应用、超导技术等科普讲座;播放相对论的介绍视频，地磁场、激光及其应用等录像专题片;播放人类探索太空、隐秘的星球、发射卫星、微观下的世界等科普教育片。

4 结束语

值得注意的是，物理科学素养的培养并不是处于某段时间段或单一方面的潜移默化就能达到目的的，它是一项需要长期坚持复杂而艰辛的任务。只有将物理科学素养的培养贯穿于整个教育过程，才能够获得比较理想的效果。

*通讯作者：冷新丽

基金项目：江西省自然科学基金项目“拓扑结构可控的表面二维共价网络的构筑”（项目编号：20202BABL20301）;江西省高等学校教学改革研究项目“《文科物理学》‘引-导-做趣味教学法研究”（项目编号：JXJG-18-23-13）

参考文献

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