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文科生的物理教材,不應是簡化版的費曼講義

發佈時間:2018-07-12 08:44:29 | 來源:科技日報 | 作者: | 責任編輯:王曉霞

文科物理教材 不應是簡化版費曼講義

文科生學物理的話題一直備受關注。為了提高文科生的科學素養,近年來不少院校紛紛專門開設文科物理課程,並編寫了相應教材。相比專業物理教材,不少文科物理教材雖然相對簡單,但仍然逃不了被文科生吐槽“看不懂”的命運。

然而,有一本教材近日卻獲得了清華大學物理系龍桂魯教授的極力推薦,這本教材就是《物理學的概念與文化素養》。那麼,文科物理教材該怎麼編?文科生又為什麼要學物理?

這本教材很特別

這本教材有什麼特別之處呢?“這是一本很好的文科大學生物理教材。全書基本沒有數學公式,很適合文科學生。同時,書中也涉及了很多社會生活中與物理學有關的熱點問題,如全球變暖、偽科學、核武器等。這些社會問題關係到每一位公眾的切身利益,作為社會的一分子,學生有必要知道這些問題到底是怎麼回事。”本書第一譯者、北京大學物理學院秦克誠教授告訴科技日報記者。

這本專門為大學文科學生寫的物理教材,在美國有130多所大學使用。與傳統教科書相比,該書作者霍布森別出心裁,突破傳統的教材模式,將物理學的知識與社會熱點問題相結合,探索出與眾不同的寫作思路。

理科生和文科生的經典物理教材是不同的。“費曼講義對理科生來説是權威教材,霍布森的教材是與之媲美的文科物理教材。清華大學也開設了文科物理課程,這本教材是參考書;深圳大學最近請外教來給學生教文科物理,也是採用了這本教材。”龍桂魯説。

在龍桂魯看來,這本書很適合對物理學不甚了解的文科生閱讀。不同於專業物理教材,這本書的明顯特點是概念清晰,基本沒有數學公式,便於學生學習。不僅對文科生很適合,而且對理科學生也很有啟發,甚至對做研究的專家學者也很有幫助;同時,內容全面,幾乎涵蓋物理學的所有方面。

文科物理應當有自己特色

所謂文科物理,在不少人看來就是專業物理的簡化版。北京大學物理學院趙凱華教授卻不認同這種觀點。

他表示,文科的物理課不應是理工科物理課的濃縮或稀釋,而應當有自己的特色。總體上説,文科物理課本的內容應有三個方面:一是物理學基本概念的人文含義,如物理學發展史和物理學中的世界觀、方法論、哲學意義等問題;二是與物理學有關的社會問題,如能源、環境、武器等;三是高科技和現代化日常生活中物理學。而國內已出版的文科物理教材較側重於第三個方面,即物理學與現代高科技的關係。

龍桂魯説:“不僅文科物理課與理工科物理課有區別,而且理科物理課與工科物理課也有區別。首先,從大的方面講,課程講述的內容不能因為通俗而産生謬誤,文科可以淺些,理工科講得深些。但文科物理涉及面不能窄,應該講得廣些。”

“大學文科物理教材既不能是理工科教材的濃縮,也不能是它的淡化。換句話説,應當重起爐灶,另立體系。”秦克誠很贊同趙凱華的觀點。

“面向大眾的科普書也是如此。不能把物理科普著作看成專業物理書的簡單化。物理學的科普書要把物理知識與大家耳熟能詳的一些東西結合起來。比如日常生活中所用的電動牙刷、電冰箱等電器,能講清楚它們的物理學原理以及與物理學的關係,才能更接地氣、更親民。而不是簡單地將概念和理論通俗化、簡單化。”中信出版社編輯蘇揚説。

她進而解釋稱,一本物理學科普著作要想更受讀者歡迎。首先,它涉及的領域必須是大眾比較了解或有一定認知的領域,比如宇宙、黑洞、引力波等;其次,作者要是研究這個領域的專家,並且在這個領域中比較有權威;此外,著作的內容必須有趣,不能太學術。要把相關知識與日常生活以及平常見到的物理現象聯繫起來,讓讀者覺得物理學離我們並不遙遠,它會影響到我們的日常生活。

物理學與科學素養息息相關

雖然這本書在物理學的通俗化講解方面很有建樹,但是不少人還有一個根本性疑問,那就是為什麼文科生要學習物理學?物理學有那麼重要嗎?

龍桂魯教授認為物理學確實很重要,物理學的方法是認識世界科學方法的典型代表。他表示,物理學作為研究自然界最普遍規律的科學和最成熟的自然科學,對人們科學世界觀的形成所起的作用是最直接的。它是自然科學的基礎,也是許多新技術的基礎。“物理學是其他科學技術的基礎,在充滿各種高科技産品和服務的今天,任何人都離不開這些而生存。學習物理學能夠幫助我們理解和使用這些高科技。”龍桂魯説道。

《物理學的概念與文化素養》的作者霍布森也曾表示,每一個學生都需要學習一門與文化和社會相聯繫的物理課程。每一個學生都需要具有“科學素養”——他們應當理解科學的工作機制,他們應當理解迷信和偽科學的害處,他們應當理解科學的重要事實和原理,他們應當能夠閱讀報紙雜誌上的科學文章,他們應當理解全球變暖、資源枯竭和其他與科學有關的環境問題將如何影響他們生活,並且他們應當終生保持對科學的興趣。

越來越多的人認識到,人文和科學兩種文化不應隔絕,而應當相互溝通和交流。現代社會的公民需要具備科學素養。目前,我國越來越多的院校開設了以文科學生為教學對象的物理課程,並編寫了教材。“社會生活各方面都與物理學緊密相關,物理學研究宇宙基本面貌,作為現代社會的人必須要有一點物理知識。”秦克誠説道。

 
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