摘要：提出了在物理實驗室開設(shè)文科大學(xué)物理課程，貫穿一些基礎(chǔ)操作實驗，靈活掌握教學(xué)方法，在實驗與理論結(jié)合的學(xué)習(xí)過程中提高文科學(xué)生綜合能力，培養(yǎng)其多種科學(xué)素養(yǎng)的一種方法。探析了在文科物理教學(xué)過程中，教學(xué)內(nèi)容、方法的選擇及具體教學(xué)過程中需要注意的幾點。

關(guān)鍵詞：物理實驗室 科學(xué)素養(yǎng) 文科大學(xué)物理 課程內(nèi)容 趣味實驗 理論知識與實驗技能相結(jié)合

0 引言

面對著日益發(fā)展的科學(xué)技術(shù)以及未來職業(yè)的要求，需要文科學(xué)生學(xué)習(xí)一定的物理知識。文科物理是高校實施文化素質(zhì)教育的一門重要課程，它體現(xiàn)了科學(xué)教育與人文教育的融合，特別對提高非理工科學(xué)生的科學(xué)文化素質(zhì)起著重要作用[1-3]。近年來，我國有不少院校嘗試著為文科生開設(shè)了物理課并作了不少工作，在理論與實踐中進行了一

些思考與探索[4-6]，但延安大學(xué)物理與電子信息學(xué)院的文科物理教與學(xué)還在探索之中，本文從以下幾個方面進行了探索。

1 對文科開設(shè)大學(xué)物理課程現(xiàn)狀及面臨的問題

鑒于全國多數(shù)高校對文科大學(xué)物理沒有全面的開設(shè)[1]，僅僅有一些選修課，（有的選修課也沒有），但這樣的選修課僅僅限于很少的課時、固定的理論課教室講解，涉及的內(nèi)容也很淺顯，無法實現(xiàn)對于物理這樣一門以實驗為基礎(chǔ)的自然科學(xué)的重要性的理解，無法使學(xué)生樹立“理論指導(dǎo)實驗，實驗驗證理論”這樣科學(xué)嚴謹?shù)闹螌W(xué)理念。如果把這樣的選修課做一些調(diào)整包括內(nèi)容的調(diào)整、授課方式的自由結(jié)合等，能讓學(xué)生在實驗的過程中，邊發(fā)現(xiàn)問題，邊用實驗來驗證，將對學(xué)生相信科學(xué)事實，培養(yǎng)實事求是的科學(xué)態(tài)度起到重要的作用。通過實驗，既可以使學(xué)生把一定的直接知識同書本知識聯(lián)系起來以獲得比較完整的知識，又能培養(yǎng)他們獨立探索能力、實際操作能力和對科學(xué)研究的興趣。

2 教學(xué)過程中教學(xué)內(nèi)容、方法的選擇

在教學(xué)過程中，教師要結(jié)合教學(xué)內(nèi)容，盡可能要滲透現(xiàn)代物理知識，要切實把物理知識與日常生活、生產(chǎn)實際結(jié)合起來從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)場所、教學(xué)方法等幾個方面闡述。

2.1 教學(xué)內(nèi)容的安排上可以分為若干個知識模塊

面對文科學(xué)生物理基礎(chǔ)知識相對薄弱的教學(xué)對象，我們?nèi)匀蛔裱岸ㄐ园攵俊痹瓌t[7]利用文科物理課程，有針對性地向文科學(xué)生介紹一些物理基礎(chǔ)知識，可以按知識結(jié)構(gòu)實施模塊教學(xué)。分模塊教學(xué)不是簡單的拼盤，知識的系統(tǒng)性聯(lián)系性不可分割，知識在側(cè)重點方面有所區(qū)分。在分模塊教學(xué)中可以使相關(guān)知識系統(tǒng)化，模塊與模塊之間有一定的銜接關(guān)系，可以方便地進行組合。內(nèi)容上的相對獨立性、綜合性和開放性，結(jié)構(gòu)上的多層次性，使模塊課程表現(xiàn)出綜合、開放、靈活的特點，可以涵蓋更為廣泛的主題，打破不同知識的界限壁壘，靈活地進行組合，既為學(xué)生提供更多的選擇，又可以及時進行更新。文科物理可授課內(nèi)容可以分為：物理學(xué)史、力熱，電磁、光學(xué)、近代幾個知識模塊。除了物理學(xué)史的教學(xué)場所可以自由選擇外，其余可以分別在力熱，電磁、光學(xué)、近代實驗室進行。

2.2 讓文科學(xué)生走進物理實驗室

首先，文科學(xué)生基本上沒進過物理實驗室，從對實驗儀器的熟悉到安全使用常識及實驗室使用的規(guī)則、實驗基本原理等一竅不通，更談不上在這方面應(yīng)具有的實驗技能等方面的科學(xué)素養(yǎng)，所以走進物理實驗室就顯得尤為重要。其次，物理是一門實驗科學(xué)。物理實驗是學(xué)習(xí)物理必不可少的一種重要方法。實驗室是理論知識和實踐活動、間接經(jīng)驗和直接經(jīng)驗、抽象思維和形象思維相結(jié)合的教學(xué)場所[3]。在實驗室，可以熟悉儀器，操作實驗，觀察實驗現(xiàn)象，驗證理論知識；可以發(fā)現(xiàn)問題，解決問題，把所學(xué)知識與解決實際問題相結(jié)合；可以培養(yǎng)學(xué)生動手能力，觀察能力、實驗?zāi)芰Γ僮髂芰M而形成多種邏輯思維能力，培養(yǎng)創(chuàng)造性思維能力等多種能力素養(yǎng)。

2.3 教學(xué)方式方法上：課堂教學(xué)與演示實驗、學(xué)生動手實驗三者相結(jié)合

物理演示實驗具有較強的趣味性和知識性，有利于增強文科學(xué)生對物理現(xiàn)象的感性認識，幫助他們直觀、形象地理解物理現(xiàn)象和規(guī)律，啟發(fā)學(xué)生思維，激發(fā)他們學(xué)習(xí)科學(xué)的興趣和求知欲望。在物理實驗室中進行課堂教學(xué)過程中邊講授理論知識，邊演示簡單的實驗，也可以根據(jù)學(xué)生理解的深淺適時的進行動手實驗，鼓勵學(xué)生參與動手實踐。如大學(xué)光學(xué)部分在講解光的波動性時，有波的疊加，波的干涉，衍射，可以在講解的過程中讓學(xué)生用簡單的方法演示一下光的衍射現(xiàn)象，（用激光筆照射鋼尺反射得到許多衍射光等），觀察衍射條紋。

在干涉部分時，可以講授原理時可以直接觀察一凹一平凸玻璃疊放（如何疊放？發(fā)放給學(xué)生平凸透鏡各一個）在一起，在表面上可以觀察到什么現(xiàn)象，老師可以根據(jù)觀察現(xiàn)象引導(dǎo)學(xué)生得出光的干涉發(fā)生的條件。學(xué)生可以分組討論，動手親自操作。這樣就可以為下一節(jié)課“用牛頓環(huán)干涉測透鏡曲率半徑”做好理論知識的預(yù)習(xí)。在講授過程中可以引導(dǎo)學(xué)生回憶透鏡的判斷知識，如何辨別凸透鏡、凹透鏡、總結(jié)判別方法，為下一節(jié)判別透鏡的實驗做好準備。手摸、聚光性能、直接觀察、間接利用看書上的字來判斷。

講“光的偏振現(xiàn)象”時，讓學(xué)生明白人類是偏振盲，我們不借助儀器是不能觀察到偏振現(xiàn)象的，可以安排實驗“偏振現(xiàn)象的觀察與分析”偏振現(xiàn)象的產(chǎn)生可以由老師演示，學(xué)生只需了解觀察現(xiàn)象即可，可以加深對偏振光和自然光的理解?！靶猬F(xiàn)象和旋光儀”，得出線偏振光通過具有旋光性的物質(zhì)可以觀察到旋光現(xiàn)象及旋光儀在工業(yè)上的應(yīng)用。

在學(xué)習(xí)光的折射與色散時，可以和“阿貝折射儀測定液體折射率及其色散”聯(lián)系起來，利用實驗結(jié)果得出液體折射率和液體濃度及溫度的關(guān)系，也可以利用簡單的儀器，如激光筆照射不同濃度的蔗糖溶液，（把蔗糖放入玻璃試管使?jié)舛入S溶液的深度加深而濃度增大），觀察其光的折射程度有何異同，進而引導(dǎo)學(xué)生得出折射率與哪些因素相關(guān)（濃度越大，偏折越厲害，即折射率越大）。討論盛滿水的缸里的魚為何消失？利用光學(xué)什么原理解釋現(xiàn)象？（全反射原理導(dǎo)致魚的消失）在每個方位都能觀察到魚消失嗎？（魚要靠近相對魚缸內(nèi)壁，要選擇合適的觀察位置。）引導(dǎo)學(xué)生在不同的角度觀察，得出結(jié)論。了解激光的衍射，干涉的原理可以實現(xiàn)全息照相，進而揭開全息照相的神秘面紗，引起學(xué)生的求知欲，可以介紹全息照相技術(shù)發(fā)展歷史及現(xiàn)狀，使學(xué)生了解現(xiàn)代科技的進展等等。在力熱部分時，可以恰當?shù)谋扔?，新穎的設(shè)問，深入淺出的授課方法，把抽象的物理概念，轉(zhuǎn)化成身邊的常識。例如：在講解液體的表面張力時，可以設(shè)問：頭發(fā)淋濕后為什么會貼在頭上？衣服水洗后為什么會變緊，衣服縮水是怎么回事？引起學(xué)生的求知欲。進而了解表面張力與溫度有什么關(guān)系，可以實驗用一角硬幣投入25度的水中和95度的水中是否能漂浮，得出表面張力與溫度的定性關(guān)系。再如：“都知道水往低處流，那有沒有水自動往高處流的現(xiàn)象”自然引入毛細現(xiàn)象?；蛑圃煲环N毛細現(xiàn)象的實驗，讓學(xué)生觀察、思考，解釋，使學(xué)生在潛移中學(xué)到物理知識。在電磁實驗室可以給學(xué)生一些簡單的導(dǎo)線、幾種量程的伏特表、安培表、萬用電表檢查一段電路的故障，測一節(jié)電池的電動勢，幾種方案等，讓學(xué)生自行設(shè)計、分組實驗、老師可以引導(dǎo)，可以幫助，啟發(fā)，還可以講解。給學(xué)生留下思考的空間，引導(dǎo)有興趣的同學(xué)去網(wǎng)上或資料室查閱文獻，等等在此不逐一例舉。

2.4 教學(xué)手段上，啟發(fā)式、追問式與多媒體等多種教學(xué)手段相結(jié)合

將文科類課程的案例教學(xué)方法引入文科物理教學(xué)，通過大量生動的案例來展現(xiàn)物理，引導(dǎo)學(xué)生主動參與案例分析與討論，從中學(xué)到物理知識，使物理課程變得親切、有趣，富有吸引力和說服力。將案例教學(xué)與多媒體教學(xué)相結(jié)合，充分發(fā)揮多媒體教學(xué)的優(yōu)勢，將抽象的物理概念、常見的物理現(xiàn)象、生動的物理案例，通過圖片、動畫、視頻錄像、科教片插播等方式，形象直觀地展現(xiàn)出來，增強課程的表現(xiàn)力和感染力，幫助學(xué)生更好地理解物理知識，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的興趣。能夠及時反映物理學(xué)及現(xiàn)代科技的發(fā)展成果。

3 教學(xué)過程中注意學(xué)生多種能力素養(yǎng)的培養(yǎng)

3.1 培養(yǎng)學(xué)生在日常生活中養(yǎng)成科學(xué)觀察的習(xí)慣

科學(xué)觀察最早出現(xiàn)在古文中是“明察秋毫”的意思，我們通過外部感受器官（包括視、聽、嗅觸、味）來感知外部的世界，其中83%來自視覺。我們在影視上看到過，特別對于刑偵部門，提取一個現(xiàn)場的指紋，一滴血跡，一絲毛發(fā)，一細小的玻璃碎片，都可能是整個案件的突破口，很多場景的不經(jīng)意一瞥，都是一個重大的線索?？梢娍茖W(xué)的觀察能力是必不可缺少的良好的科學(xué)素養(yǎng)之一，培養(yǎng)科學(xué)的觀察能力至關(guān)重要，所以我們在實驗過程中要注意對實驗現(xiàn)象的細心觀察，多練習(xí)養(yǎng)成良好的觀察習(xí)慣。

3.2 注重培養(yǎng)學(xué)生物理實驗方法

在實驗過程中很多實驗方法可以在處理不同的物理問題時呈現(xiàn)出獨特的技巧，例如：常見有控制變量法，在中學(xué)里就有轉(zhuǎn)換法也叫間接測量法、等效替代法——歷史上著名的曹沖稱象及電學(xué)中常用的化繁就簡的等效電路圖、模擬法——如靜電場的描繪、作圖法——直觀形象、放大法——庫倫定律的扭秤法、縮小法——用影子測日地距離、平衡法、共軛法、比較法等等。

3.3 設(shè)置專題

在教學(xué)過程中，教師要結(jié)合教學(xué)內(nèi)容，盡可能滲透現(xiàn)代物理知識，要切實把物理知識與日常生活、生產(chǎn)實際結(jié)合起來。在有限的課堂教學(xué)中我們只能學(xué)到非常有限的知識，為滿足學(xué)生對知識需求，可以提供給學(xué)生個別專題，與現(xiàn)代科技前沿接軌的知識，鼓勵學(xué)生自己通過圖書或網(wǎng)絡(luò)進行查閱，如納米技術(shù)及應(yīng)用，靜電的防治及應(yīng)用，激光原理與技術(shù)，現(xiàn)代能源技術(shù)，電磁波與現(xiàn)代通信，傳感器與檢測技術(shù)，超導(dǎo)與磁懸浮GPS定位系統(tǒng)的原理及應(yīng)用等，以系列專題講座的形式，或利用現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)多媒體的形式，向?qū)W生介紹物理學(xué)在各個領(lǐng)域的應(yīng)用，使文科學(xué)生對當代科技的應(yīng)用和發(fā)展有基本的了解。

4 結(jié)束語

在實驗室開設(shè)文科大學(xué)物理選修課程，貫穿一些基礎(chǔ)操作實驗，靈活掌握教學(xué)方法，使學(xué)生了解物理實驗，把物理方法、物理思想轉(zhuǎn)變成為學(xué)生自身的一種能力素養(yǎng)，在實驗與理論結(jié)合的學(xué)習(xí)過程中提高文科學(xué)生綜合能力，培養(yǎng)其多種科學(xué)素養(yǎng)，可以使學(xué)生終身受益，也是我們現(xiàn)在教育的要求和目的。

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基金項目：陜西省高水平大學(xué)建設(shè)專項資金資助項目（物理學(xué)

（2012SXTS05））。

作者簡介：

許巧平（1976-），女，山東冠縣人，延安大學(xué)實驗師，學(xué)士，主要從事物理實驗教學(xué)研究。