美国一流大学文科物理经典教材的特色与启示.doc

美国一流大学文科物理经典教材的特色与启示张立彬（南开大学外国教材中心；天津 300071）李广平（南开大学应用物理学院；天津 300071）内容摘要 围绕美国一流大学文科物理经典教材Conceptual Physics，回顾了中美两国高校文科物理教育的发展历程，阐述了美国文科物理经典教材的历史沿革。基于此，本文重点对美国一流大学文科物理经典教材的特色进行了全面的分析与评价。本文认为，美国文科物理经典教材的编写模式，对我国高校文科物理教材建设具有一定的参考价值。关 键 词 美国一流大学；文科物理教材；概念物理；特色；启示1 引言作为文科物理学的经典之作Conceptual Physics（概念物理），从上个世纪七十年代开始就一直为美国大学文科学生所钟爱。发展到今天，随着知识的更新，今年已经出版到了第十一版。本文所评价的教材即是Paul G. Hewitt教授所著的Conceptual Physics第十一版。1Conceptual Physics作为美国高校文科物理的经典教材，已经被美国许多知名大学，诸如哈佛大学、麻省理工学院、普林斯顿大学、斯坦福大学、哥伦比亚大学等120余所美国大学选为教科书；也被中国一些高校，譬如中国农业大学、中山大学、辽宁师范大学等选为文科物理教材。可见这部教材的扩散范围之广、影响之大。因此评价这本经典著作对我国教材建设，特别是文科物理教学具有借鉴意义。2 文科物理应运而生 几乎没有人怀疑，当今世界各国国力的竞争实际上就是科技实力的竞争，最终归结为人才的竞争。可以毫不忌讳的说，物理学是整个科学技术发展的重要基础。物理学的研究对象很难用一个范围、一句话去定义。大到天体，小到基本粒子，从宏观到微观，从低速到高速，都是物理学的研究对象。一个国家是否真正崛起于世界强国之林，很大程度上取决于它是否具备强大的科技实力，是否拥有一支物理基础知识扎实的科研和工程技术队伍。因此，在建设一个强大的国家的进程中，重视物理教育具有的重大战略意义，不可等闲视之。物理学是科学，也是一种文化。物理学的文化教育功能主要体现在两个方面：一是教育学生树立科学的人生观、世界观；二是对学生进行科学的方法论教育。而人文精神是蕴含在人文科学中的以人为本，体人的尊严和价值，揭示人的生存意义，追求真善美的做人理念，以人的自由和全面发展为目的的文化精神。2当今社会，科技产品已遍及人类生活的各个方面和各个角落, 生活在信息社会的人没有物理知识是不可想象的，世界的趋势是走向一体化, 文化之间相互融合, 学科之间也趋于相互渗透。文科研究的对象是主观和客观的双重世界，文科面对的是在客观背景下的人与人之间的关系，感性的因素十分突出。同时，文科讲究形象思维，所以文科生在学习过程中，主要是通过记忆、想象来掌握知识的，逻辑推理的能力相对来说是薄弱的。自然科学研究的是纯客观的世界，而物理又是一门逻辑性很强的学科，是偏重普遍性规律的学科。学习物理学后能增强对知识的迁移能力，多数学习物理的人都比较容易转入其它学科领域，适应能力强。因此，相对而言，理科学生的思维更注重于客观、定量、严密。在文科班中开设物理课，通过对物理过程的分析，有利于改变文科生只靠记忆学习的思维习惯，有利于其综合能力的提高，即文科要“理学”。物理学作为研究自然界最普遍规律的科学和最成熟的自然科学，对科学世界观的形成所起的作用是最直接的，物理学的方法是科学方法的典型代表。著名的实验物理学家吴健雄指出：“为了避免出现社会可持续发展中的危机，当前一个刻不容缓的问题是消除现代文化中的两种文化之间的隔阂，即科学文化和人文文化的隔阂”。对于非自然科学专业的文科学生, 科学素质教育课程不但要传授知识, 更应该通过知识背后的人文历史背景,展示学科文化, 产生文化效应, 让学生领略一种文化, 感悟一种精神, 在绵长醇香的回味中得到精神熏陶。3而作为自然科学基础课程之一的物理学是一门理论性和实验性都很强的学科，这对于文科人才在客观背景下描写人与人之间的关系会很有指导意义，所以文科学生学习物理课程是非常有必要的。国外的文科物理教学起步较早，如美国的大学文科物理教学可追溯到上世纪50年代。而60年代早期有关文科物理的全国性教材的编写工作一一被称为“哈佛物理教学改革计划”(Harvard Project Physics)就正式展开，随后大学文科物理教材在不断修改和完善的过程中成熟起来。我国开展文科物理教学比国外开展文科物理教学起步晚，我国的文科物理教学从上世纪90年代开始，由于没有可借鉴的文科物理教材，许多高校根据各自情况编写了教材以满足教学需要，如同济大学的文明之源一物理学、东南大学的物理学概念一文科院系用大学物理教学用书和文科物理十五讲、西安交通大学文科用的大学物理等，这些教材的出现说明了我国文科物理教材的多元化，也显露出我国文科物理教学还不成熟，有待进一步完善。为了更好地开设文科大学物理，2005年8月，国家在长春市举办了全国文科物理课程教学资源建设骨干教师高级研修班，本次研修班被列入教育部2005年度“高等学校青年骨干教师高级研修班”计划，来自全国各地的130多位专家和高校物理教师代表参加本次会议。会议从当前高校科学素质教育的形势和趋势入手，探讨开设文科物理这项具有深远意义的工作，交流、推介当前高校中这类优秀课程的建设经验。自此，文科物理教学在我国已经初具规模。3 Conceptual Physics的历史沿革作为文科物理学的经典之作Conceptual Physics，这本著作始终站在美国乃至世界文科物理的前沿。Conceptual Physics可以说是文科物理教学的一个突破，一个传奇，引领这个传奇的是著名的Paul G. Hewitt教授。现在一提到概念物理，就像是提到Paul G. Hewitt一样，他们已经成为一体，是不可分割的一部分了。在Paul G. Hewitt之前，物理学教科书是千篇一律的纯粹的讲授物理知识，这样的模式只适合于那些同时具有较高的数学和科学头脑的学生学习，所以留下了“物理很难”的“诟病”。正是Paul G. Hewitt的出现带来了全新的Conceptual Physics，完全改变了人们的这种想法。通过把物理学的中心思想概念“翻译成”通俗的语言，而不是简单的解释物理，Paul G. Hewitt引领了文科学生学习物理的新潮流。Paul G. Hewitt于1930年出生在美国马萨诸塞州东部的小城市索格斯，他的人生经历非常丰富，曾经做过拳击手、采矿工人、作家和漫画家。Paul G. Hewitt在1964年于旧金山市立大学开始他的教书生涯，自1980年以来，他一直为广大民众开设夜校，后来在加州大学讲授物理。在1987年，他写了一本中学版的概念性的物理教科书，同时他以前在旧金山市立大学被录像成十二套的讲座由艾迪生-韦斯利（Addison-Wesley）出版公司广泛分布于世界各地，获得各类读者的好评。为了表彰Paul G. Hewitt在物理教育方面的突出贡献，美国物理教师协会在1982年把一年一度的物理教育突出贡献奖颁发给了Paul G. Hewitt，他还是“物理教师”杂志的专栏编辑、美国物理学教师协会的专栏作者。4在三十年前，Paul G. Hewitt发明了一种学习物理所用的概念性研究方法，并将他的所有“概念性”的理念的精华集中地体现在他的著作Conceptual Physics中。Paul G. Hewitt在书中能够吸引学生从现实情况中建立一种概念性的理念来理解物理学中的基本原理，包括从经典物理到现代物理的一切内容都可以用这种概念性的方法来学习。在这个强大的概念的基础上，学生能更好地理解物理学中的方程和计算公式，也能更好的理解物理概念与日常生活的世界之间的微妙的关系。5随着知识的更新换代，Conceptual Physics也在不断地更新版次，版次的不断更新中，Paul G. Hewitt把概念性的理论更深的植入到他的著作中。本文赏析的是Conceptual Physics的最新版第十一版，这一版是2010年新出版的，离上一版的出版已隔4年，依然是艾迪生-韦斯利（Addison-Wesley）出版公司出版发行的。4 Conceptual Physics（第十一版）教材的特色摆在眼前的Conceptual Physics（第十一版）16开本，共737页，既是一个“庞然大物”，更是一部鸿篇巨制，该书有着鲜明的特色。4.1 引领科学兴趣，吸引读者眼球在Conceptual Physics（第十一版）的前言中，作者Paul G. Hewitt分别给学生读者和教师写了一封信，这种奇特的方式一开始就给人带来了新鲜感，令读者有一种耳目一新的感觉。在写给学生读者的信中，Paul G. Hewitt说：“你不会领会到周围世界的奥妙所在，除非你懂得自然界的规律。而物理学就是学习这种自然界规律的，物理学完美地展示了自然界中的万事万物是怎样巧妙地、近乎完美的联系在一起的。”在信的最后，Paul G. Hewitt给出建议，阅读这本书时，要注重在概念上理解物理，不要过多的羁绊于很多复杂的公式。最后发出号召：我们阅读本书，目的是享受物理，享受自然界的和谐美丽！我们都知道，几乎每本书的前言都是讲述本书知识的作用，来源等等，而在Conceptual Physics（第十一版）中，前沿就是一篇优美的文章，Paul G. Hewitt不仅是位物理学家，更是一位文采飞扬的写作大家。Paul G. Hewitt以About Science作为这本巨著的前言部分，既引领了读者的浓厚兴趣，又做到足够吸引大家的眼球。在About Science这一章中，Paul G. Hewitt首先说了什么是科学？科学是知识的载体，它描述了自然界内在的规律以及这种规律产生的原因。接着讲述了科学在人类历史变革中的重要作用，可以看出，人类文明的发展离不开科学，科学是人类历史前进的动力之源。Paul G. Hewitt为了充分调动读者的兴趣，讲述了几个有趣的话题：如公元前三世纪的希腊天文学家、数学家和地理学家埃拉托色尼是怎样在远古时代就能“称出”地球的质量的、研究地球与月亮，地球与太阳之间的距离、测量他们之间的距离等等这些看起来并非“人力所为”的匪夷所思的壮举，首先引起读者对科学的一种“崇拜”，接着又说明了数学是作为科学语言的形式存在的，又讲述了研究科学的方法和做科研的态度，让读者有一种层层深入，就像是在欣赏一部电影，回味无穷。最后，作者挑选了几个读者感兴趣的科学历史问题来供读者自己去查阅答案，在查阅答案的同时，读者肯定会了解到更多的关于科学的历史发展问题，这样有助于读者培养起浓厚的科学兴趣。4.2 卡通图讲解知识，实物图展现实例几乎每本书都有插图，但并不是每本书都能做到像Conceptual Physics（第十一版）这样目的明确，用处广泛。笔者对书中大量插图的教学功能作了探讨和思考，将其归纳为以下几个方面：4.2.1 导入教学情境，增强科学素养在课堂教学中，在传授重要物理知识之前，让学生进入相关知识的情境之中，对学生轻松接受相关物理知识是非常必要的。内容丰富、形式活泼的图片很容易引人入胜，激发求知欲，从而让学生快速进入学习状态。在每一章的起始部分都会安排一些或卡通，或实物的图片来说明这一章即将讲述的内容。让人不用看内容，只看到这些画就能知道这章讲述的大概。科学素养包含信心、兴趣、品德、知识面、团结协作意识等多方面内容。增强科学素养有多种途径，而通过插图增强则是重要途径之一。如第七章第114页的运用太阳能发电的技术图片，第九章第156页的太空空间站图片，第十八章第326页的环美金字塔，第二十四章第431页中磁悬浮列车，第555页的电子隧道显微镜等等，所有这些都是用最新的实物图来说明，激发读者对科学自然的兴趣和对日常生活中科学的留意。4.2.2 展示物理状态,呈现物理过程 在物理教学中，经常需要进行状态展示，状态展示是教学中的基本环节，用插图展示状态，简洁明了。物理过程的呈现也是物理教学中的重要内容，通过插图呈现物理过程，形象直观。在Conceptual Physics（第十一版）中运用卡通图来展示物理状态，呈现物理过程是一大特色，如第28页用一个卡通人物站在称上来说明重力与支持力之间的关系，第53页用一个卡通人物来吃力地推地面上的一个物块，说明了推力与摩擦力之间的关系，还有用一个正在掉落的包袱来讲述重力与空气阻力之间的关系，第56页更形象的给大象“穿上”轮滑鞋，这样一个普通的人就很容易的推动这只庞大的大象了。呈现物理过程一部分的插图在书中第六部分Light发挥得淋漓尽致，在这一部分，每个物理现象的光路图都非常的详尽，比其他物理学书中的光路图都要详尽，都要清楚。其中不乏用实物图和卡通图来解释光线的传播路线，让人一眼就能看得一清二楚。第464页画出几个太阳与地球，月亮之间位置的图，这些图详细的说明了日食，月食的发生过程，让读者自己通过阅读这些话理解日食和月食随意翻开这本书，几乎都可以看到画得精美的卡通画，这些卡通画给人一种特别亲切的感觉。4.2.3 表达物理规律，解释物理原理所谓物理规律（包括定律、定理、原理和定则等）是指物理现象、过程在一定条件下发生、发展和变化的必然趋势及其本质联系。反映物理规律的表达有多种方式，插图也是表达规律的重要方式之一，其中坐标图、结构图、示意图等很多具有此功能。如第66页的照片上是两个人互相拥抱（是作者和他妻子），用这样的照片来显示的是牛顿第三定律：“You cannot touch without being touched ”借此说明牛顿第三定律的原理就是：力的作用是相互的。第86页用四幅小卡通图来说明动量守恒定律，当动量一定时，如果作用时间较长，就像前两幅图，小车是没有事的，但是如果作用时间较短，就像下面两幅图一样，小车就会受到很大的伤害。再有第276页，用一副照片做实物图，照片上显示的是某地冬天里的时候原本笔直的铁路弯曲的情形，用这幅实物图来说明了热力学中的热胀冷缩现象，冬天由于气温变低，造成了铁道“冷缩”现象。第497页插图中用了一副雨后彩虹的精美照片，旁边就把出现彩虹的原理图给描绘出来。第578页展现的是历史上第一张X光照射的图片，在这里通过图形显示出当时是怎么用仪器做出这张图的。4.2.4 说明物理条件，化解教学难点在探究物理规律或在分析例题与习题的过程中，都会遇到已知条件的说明问题，有的条件用语言表述显得冗长，用插图表达则显得简明。教材中的电路图、示意图、装置图、结构图等，很多具有此功能。如第420页几个比较卡通味的电路图不但给人一种眼前一亮的感觉，更重要的是详细的说明了各个物理条件是不同的，这比用文字说明还更有说服力，第579页所画的关于磁场对于不同的粒子的影响，直接在图的相应位置标出关于这种现象的简约表示，让读者比照图再看着文字，更加易懂。在物理教学中，还有一些问题比较抽象，用语言表达难以讲清楚，学生也觉得难于理解，教师可利用插图来化解难点。教材中的照片、原理图、示意图、受力图、电路图、侧视图等，很多具有此功能。如第43页描述了竖直上抛这个在物理学的开始部分非常费解的一个问题，竖直上抛的几个重要过程中的点都在图中画了出来，让读者感觉到就像是亲眼目睹整个过程似的，对竖直上抛这个过程了解得非常清楚。第238页的插图详细说明了压力与面积的关系，压强与压力之间的关系，诸多难点就被几副图化解了。4.3 难易结合的内容分布，轻重分明的结构体系在这里我们做一个各部分内容的结构表格，来详细说明这种结构体系，见表1。表1 Conceptual Physics（第十一版）的各部分内容安排内容各章分支页数各节所占比例各章所占比例前言科学论述16100%2.4%力学牛顿第一定律179.6%26.8%线性运动179.6%牛顿第二定律158.4%牛顿第三定律179.6%动量1810%能量2111.8%圆周运动2815.7%重力2111.8%抛体和卫星运动2413.5%物质性质物质的原子本质1622.5% 10.9%固体1622.5%液体1926.7%气体2028.3%热学温度、热膨胀1624.6%10%热传递1624.6%相变1523.1%热力学1827.7%声学振动与波1736.2%7.2%声波1736.2%悦耳的声音1327.6%电磁学静电学2230.1%11.2%电流2027.4%磁场1621.9%电磁感应现象1520.6%光学光的性质1717.0%16.6%颜色1414.0%反射与折射1515.0%光波1818.0%光发射1818.0%光量子现象1818.0%原子物理学原子与量子1120.8%8.1%原子核放射性2139.6%核裂变与聚变2139.6%相对论狭义相对论2865.1%6.8%广义相对论1534.9%由表1可以很清楚的看出：Conceptual Physics中的重头戏是经典物理学，约占整个比重为82.7%，而且经典部分难度也不大，适合文科生学习物理的特点。难易结合是文科物理区别于纯理科物理的一个重要特点，这里难度本身就很小，而且还在这个基础上分出了各个等级，适合于不同的学生。4.4 立足于理，建瓴于文Conceptual Physics（第十一版）的起点较低，在这本书中首先强调了一个重要理念即物理学既是科学也是文化。在人类的人文文化和科学技术文化两大文化中，后者的重要部分就是物理文化。物理教育的基本任务之一是传递物理文化。因此，物理教育不应仅是传授物理知识，而且要突出物理教育中的文化特征，重视对学生探索、求实精神及科学审美观等的培养。一句话，就是要重视对学生科学素质的培养与教育。按照上述理念，Conceptual Physics以物理学史的发展为主线，以物理学发展史和物理学研究方法论作为其主要内容，从人文文化和科学文化的高度把有关的内容组织起来。编者在该书的编写中，充分体现了文理渗透的精神，注意加强物理学的人文色彩，并注意突出物理学的思想性和哲理性，立足于理，建瓴于文。6Conceptual Physics共分为九个部分。第一部分是两种文化的历史演变，即人文科学与自然科学的碰撞，引起文科读者对自然科学的强烈兴趣。第二部分是经典力学的建立。从哥白尼、弟谷到开普勒，从伽利略到牛顿，简单介绍了经典力学的发展与成熟，简短的篇幅里面有完整的经典力学体系。其中只是牛顿三大定律就占了很大的篇幅，内容近50页，讲解非常详细，其中不乏一些简单的日常生活中的例子。第三部分讲述了物质的粒子特性，讲述大自然中的物质构成，语言幽默风趣，像是一本科学小说，引人入胜。第四、五部分分别用简练的语言讲述热学和声学，这两部分的介绍与一般物理书上的内容相比，篇幅较少，一些内容只是点到为止，没有做深一步的解释，符合文科生学习物理的特点，第六部分是讲述了电磁学的内容，从静电现象到电磁现象。包含了电磁学的整个完整体系，介绍思路也是顺延物理学的发展过程。第七部分，重点讲述光的本性是什么，简单的阐述了光的本质和有关光的最基本的物理现象。还讲述了当今发展前沿的光量子现象，这是很好的科研材料。第八部分，介绍打开微观世界研究大门的三大发现。介绍了通向近代物理之门的三把钥匙，即X射线、放射性、电子的发现过程，在了解物理知识的同时我们还能学到正确的分析问题和解决问题的方法，并能领略到科学家的大师风范。最后一部分属于近代物理的范畴，时空观的革命相对论。它将带学生们走进高速的研究领域，在这里大家根深蒂固的时空观将被推翻。4.5 扩展知识，延伸内容 Conceptual Physics不但做工精美，印刷细致，还独具匠心地出版了它的配套书，即其教师用书版（Teachers Edition）。7教师用书内容要比学生版多，更加详尽，它的特点是把每一部分又分成了许多小的章节，在每一章节中又包括一些小章节，这就使内容更加的充实，让教师在教课时更加得心应手，相比学生用书，教师用书内容可以通过以下表格来看。学生用书与教师用书内容的比较，见表2。表2 Conceptual Physics（第十一版）学生用书与教师用书内容的比较章节内容学生用书教师用书前言科学论述科学论述力学力学平衡牛顿第一定律牛顿第一定律线性运动线性运动抛体运动牛顿第二定律牛顿第二定律牛顿第三定律牛顿第三定律动量动量能量能量圆周运动圆周运动转动平衡转动运动重力重力抛体和卫星运动卫星运动狭义相对论时空观广义相对论能量观物质性质物质的原子本质物质的原子本质固体固体液体液体气体气体热学温度、热膨胀温度、热膨胀热传递热传递相变相变热力学热力学声学振动与波振动与波声波声波悦耳的声音电磁学静电学静电学电场与电势电流电流环形电流磁场磁场电磁感应现象电磁感应现象光学光的性质光的性质颜色颜色反射与折射反射与折射光波光波光发射透镜组合光量子现象衍射与干涉原子物理学原子与量子原子与量子原子核放射性原子核放射性核裂变与聚变核裂变与聚变相对论狭义相对论广义相对论 通过对比可以看出：教师用书在经典力学部分加重了内容，增补了电磁学的电势和环形电流的知识，而在声学和光学方面是合成一章，声学介绍得更简单了，光学也是讲述基本知识，没有了前沿的介绍，增加了光学透镜、衍射与干涉现象的讲述，并且把最后一章的相对论内容放到经典力学中来讲述，这样就不会使学生产生陌生感，没有变化的章节是物质性质，热学和原子物理学三个章节。通过教师用书，相信教师在传授这门课程的时候会得心应手，更加收放自如。5 Conceptual Physics对我国编写文科物理教材的启示文科物理是高校实施文化素质教育的一门重要课程，对体现科学教育与人文教育的融合，特别对提高非理工学生的科学文化素质起着重要作用。今天的物理学不仅在实用技术工程方面有着广泛的延伸，而且在人文精神方面也有着深厚的积淀。我们不仅可以利用它、理解它，而且也可以感受它、欣赏它，使之成为一门科学素质教养课。自然科学与人文科学由于内容上互渗、方法上互通、功能上互补、结果上互利，使得自然科学和人文科学的统一和一体化进程成为一个不争的趋势，这一趋势影响着社会生活的方方面面，从而也影响着教育发展的走向。通过阅读Conceptual Physics，得到对国内文科物理教材建设的一些启示，主要有以下几点：5.1 打破理科局限，注重人文教学。即要适当地向学生介绍科学史，不要把物理教材局限于只教给学生现成的定理，这样文科学生会没有兴趣。例如，在讲授牛顿三大定律的时候，先介绍一下牛顿的故事，激发学生的学习兴趣，然后再总结给出简洁的几条规律。学生不仅深入领会了牛顿三大定律的发现过程是现代科学方法的范例，也懂得了前辈为追求真理付出的艰苦劳动以及乐在其中的人文精神。8在文科物理教学中，以文科学生易于接受的物理基础知识为载体和出发点，充分发挥物理学的科学教育功能和思想文化教育功能，突出物理思想和科学方法教育，注重展示物理学的文化内涵和人文精神，通过物理思想和人文精神的有机融合,培养学生的科学思维能力、创新意识、勇于探求真理的创新精神和求真务实的科学态度，形成科学的世界观，提高文科学生的科学素质，消除科学文化与人文文化之间的隔阂,以适应知识经济时代对大学生知识结构和创新能力的要求。将学习物理的过程升华为欣赏物理的过程，以物理学的美吸引学生, 以物理学的真陶冶学生，以物理学家的事迹感化学生。引导学生关注物理学与人类社会发展的密切关系，关注物理学在解决能源、环境等社会问题中的积极作用，增强文科学生的科技意识、节能意识、环保意识和社会责任感。指导文科学生用理性的思维去分析问题和解决问题，提高文科学生的科学文化素养。5.2 力求简洁完整，避免复杂冗长。即编写文科物理课程，不苛求全面、系统，但应具有一定的涵盖面和完整性，力求用通俗、简洁的语言描述物理现象和规律，避免复杂的物理推导和数学计算，避免以微积分为工具的数学推算。通过身边的物理、生活中的物理和最新科技发展中的物理来导入物理知识,使学生感悟和认识物理学的重要性，并懂得一些基本的物理原理。在介绍物理基础知识的同时，以系列专题讲座的形式，向学生介绍物理学在各个领域的应用，如纳米技术及应用，静电的防治及应用，激光原理与技术，现代能源技术，电磁波与现代通信，传感器与检测技术，超导与磁悬浮等，使文科学生对当代科技的应用和发展有基本的了解。95.3 利用物理实验，培养动手能力。一直以来，“实验室”似乎是理工科大学生的专有名词，而如今面对文科生，到底需不需要做实验？教材的编写应不应该加入实验的成分呢？答案是肯定的！物理实验对文科生来说有利于培养其思维能力，当今社会正大力提倡素质教育.对文科学生来说,素质教育的主要任务就是培养他们的科学素养,完善他们的知识与能力结构,而学生的思维能力理所当然是培养的重点,因为人的思维素质比文化素质更为能动,是更重要的一个素质。文科生的知识结构特点影响了他们对自然科学抽象理论的理解力,与理工科的学生相比较,文科的学生注重理论化的学习多,实际动手能力较差。通过物理实验可着力培养文科学生的动手能力和对物理知的理解。 有利于培养文科学生严谨的科学态度。实验课程不同于一般的理论课程，它必须遵循实事求是的原则。实验过程中也要求认真对待每一个实验环节，一丝不苟，才能圆满的完成实验。文科学生通过物理实验，可以培养严格、细致、实事求是、一丝不苟的科学态度，不管是对以后的工作还是生活，都将大有裨益。因此在编写文科物理教材时，不应该忘记实验的编写，一些最基本的实验应该写清楚，要注重实验的篇幅不应该过多，以每一章有一到两个为最好。5.4 坚持以人为本,重在授人以渔。即文科物理教材作为融通文理的通识课程,应当坚持以人为本，重在授人以渔的教学理念，通过物理教学，充分发挥物理学的社会教育功能和思想文化功能，通过对物理学发展史上一些重大发现过程的介绍，向学生传播著名科学家的科学思想、科学方法和科学精神，着力提高学生发现问题、独立思考、分析判断的能力，不断激发学生的创新意识，培养学生终身学习的能力。只要教材在教学中善于发掘蕴含在物理学中的“真、善、美”,注重在认识论、方法论、科学思维和科学方法等方面给学生以坚持不懈的引导，就能够培养出适应新世纪迅速变化和激烈竞争的创新型人才。基于对文科物理重要性的深刻认识，秉承融会贯通科学文化与人文文化的教学理念，只要我们勤于探索，勇于实践，不辞劳苦，辛勤耕耘，不断改进教学方法，努力提高教学质量，善于用教师的科学激情去点燃学生的学习热情，就一定能够发挥出文科物理在开启心智、陶冶性情、引导创新、提高素质等方面的独特魅力。105.5 包含哲学思维，做到文理互通。因为物理学与哲学可以说是同系一个源头，只不过随着物理学和哲学的发展，各自都构建了独立的学科体系，才有了物理学与哲学的分科。爱因斯坦用哲学思维方式来分析、解决物理学中的具体问题，在他的相对论中，时间和空间都不是绝对的，而是相对的。在微观世界中存在正物质与反物质,就是哲学中提出的事物存在的正反两个方面。同样,在历史发展的长河中,物理学也推动了哲学的发展。哲学思维中的对称性是物理文化美学观的一条原则。对称性方法已成为当代最普遍的精密自然科学方法之一，内在的对称性当之无愧地成为物理美的标准。麦克斯韦建立的电磁场方程组，用完美而对称的数学形式奠定了电磁学的理论基础，生动地呈现出了数学形式的对称美。物理学家不仅发现了对称的美，也发现了不对称的美，更妙的是发现了对称中不对称的美与不对称中对称的美。物理学作为一门重要的基础学科,它所包含的大量的科学信息,物理学家辩证的科学思维方法,承前启后、勇于创新的精神,必将给文科学生以科学的启迪,使他们学会科学的思维方法,做到文理互补、文理相通,走上社会后为人类社会发展做出更大的贡献。6 结束语如今，在高等院校实施课程结构综合化、文理渗透的教育趋势的推动下，全面展开人文素质教育和科学素质互补性教育已经是迫在眉睫。我们始终相信愈发达的科学愈需要文理相通，这是给文科生开设物理课的根本意义所在。本文旨在通过评介文科物理的经典教材，向国际一流大学学习，探索科学合理的教育新模式，实现科学素质教育和人文素质教育的互补，可以说从一定程度上完善并丰富了开设文科物理课程的意义。希望能够为我国文科物理教材建设添砖加瓦！参考文献1 Paul G. Hewitt. Conceptual Physics（eleventh edition）.Pearson press，2010:1-737. 2 包静,林榕.文科物理物理思想与人文精神的融合J.物理通报,2005（10）.3 刘金寿.论科学素质教育课程的文化效应J.文化学刊,2008（4）.4 .5 .6 http:/cmp-:8072/phy/ 开设文科物理课程的初步探索 .7 Paul G. Hewitt, Christopher Chiaverina, Kenneth W.Ford等，Conceptual Physics(Teachers Edition). Pearson press,2009:1-940.8 http:/cmp-:8072/phy/ 浅谈开设文科物理课程的实践及意义 .9 http:/cmp-:8072/phy/ 文科物理教学的四个结合.10 李铁.谈谈高等院校文科类专业的物理教育J.物理与工程:副刊,2001(8) :21.作者简介张立彬（1964），男，河北石家庄人，教育部南开大学外国教材中心副教授，现主要从事信息文化、信息技术与物理学外国教材研究，发表各类学术论文100余篇，其中被新华文摘全文转载或论点摘编4篇；李广平（1987-），男，山东东营人，南开大学泰达应用物理学院研究生，南开大学光电材料研发中心，量子功能材料与器件实验室，主要从事材料物理与化学研究。本文系教育部2009年度研究项目“中美一流大学物理教育比较研究”的阶段性成果之一。