試論國(guó)外高等教育自然科學(xué)類教材特色初探

試論國(guó)外高等教育自然科學(xué)類教材特色初探"論文關(guān)鍵詞：國(guó)外高等教育自然科學(xué)類教材教材特色論文摘要：就高校自然科學(xué)類教材如何激發(fā)大學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，進(jìn)而培養(yǎng)其自覺(jué)學(xué)習(xí)、勤于探究的良好習(xí)慣展開(kāi)闡述。以美國(guó)大學(xué)理工科根底物理學(xué)教材?波動(dòng)學(xué)?為例，分析并討論國(guó)外高等教育自然科學(xué)類教材在撰寫(xiě)、編排方面激發(fā)學(xué)生探求自然科學(xué)的興趣、培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)道德及科學(xué)素養(yǎng)等方面的特色及值得我們借鑒的經(jīng)歷。相信中國(guó)的為人父母者普遍會(huì)同意這個(gè)說(shuō)法:世界上最難的事情之一或許莫不過(guò)于讓小孩好好讀書(shū);而讓孩子認(rèn)認(rèn)真真地學(xué)習(xí)鉆研自然科學(xué)，就更難了。這個(gè)說(shuō)法對(duì)大多數(shù)大學(xué)生也適用。那么如何才能引起大學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣并進(jìn)而培養(yǎng)其自覺(jué)學(xué)習(xí)、勤于探究的良好習(xí)慣呢?國(guó)外高等教育自然科學(xué)類教材在此方面的經(jīng)歷值得我們借鑒。本文主要以?波動(dòng)學(xué)?(F.S.Crawford著.McGraw-Hill出版，1968年;科學(xué)出版社，1968年;科學(xué)出版社中文版，1981年)為例，試圖討論其特色。該書(shū)是供大學(xué)理工科學(xué)生頭兩年使用的根底物理學(xué)教材。1.界面友好，便于自學(xué)這可以從下述幾個(gè)事實(shí)看出來(lái):(1)全書(shū)分上、下兩冊(cè)出版，文字和示意圖占了絕大多數(shù)，公式很少。即使有，只是列出一些公式，絕少公式推導(dǎo)。(2)行文更顯散文味。如第7章第3節(jié)講述“水波〞。文中開(kāi)頭是這樣寫(xiě)的:“水波是很容易看到的，當(dāng)你還是一個(gè)孩子的時(shí)候，你就在澡盆、湖和海里看到過(guò)水波了，毫無(wú)疑問(wèn)，觀看美麗而復(fù)雜的水波時(shí)，你一定體驗(yàn)到偉大的美的樂(lè)趣。如今我們希望享受理解它們的智慧的樂(lè)趣〞。(3)從日常生活中的現(xiàn)象入手，引導(dǎo)學(xué)生逐步邁人探求智慧的抽象的王國(guó)。例如，在講解駐波這個(gè)物理概念時(shí)，該書(shū)描繪怎樣用一個(gè)矩形金魚(yú)缸或某種容器來(lái)形成水駐波并觀察之，最后采用數(shù)學(xué)語(yǔ)言進(jìn)展描繪。教材如上述組織和行文，給大學(xué)生提供了盡可能多的從實(shí)際生活中觀察問(wèn)題、提出問(wèn)題、分析問(wèn)題、進(jìn)而作第一步抽象(用數(shù)字語(yǔ)言)定量描繪問(wèn)題的訓(xùn)練和啟發(fā)。這才是科學(xué)研究所本應(yīng)遵循的認(rèn)識(shí)道路，因?qū)嶋H生活中的問(wèn)題既是科學(xué)研究的源頭，又是科研為之效勞的對(duì)象。如此編寫(xiě)大學(xué)低年級(jí)學(xué)生的教材，既能激發(fā)學(xué)生探求自然科學(xué)的強(qiáng)烈興趣，又便于學(xué)生自學(xué)，有了探求鉆研的興趣，才有后續(xù)的艱辛科研的動(dòng)力源泉?？梢宰詫W(xué)，就在一定程度上可以減少對(duì)教師授課的依賴性以及改變?nèi)辗e月累沉淀的思維定勢(shì)和心理依賴，這樣才能開(kāi)啟創(chuàng)新思維之門(mén)。2.學(xué)以致用，激發(fā)學(xué)生探求智蔽的興趣例如，在第8章講解光學(xué)的偏振概念時(shí)，那么在課后補(bǔ)充了一個(gè)課外實(shí)驗(yàn):“虹的偏振:它是偏振的嗎?你可用花園水龍頭中噴出的蒙蒙水霧來(lái)代替雨(做這個(gè)虹的實(shí)驗(yàn))。〞這樣的課外實(shí)驗(yàn)其好處是明顯的，既可以讓學(xué)生真正掌握已學(xué)的書(shū)本知識(shí)，又可以從中發(fā)現(xiàn)新的問(wèn)題，如是，那么創(chuàng)新思維萌芽了?；蛟S，更為重要的是，即便是對(duì)于自然科學(xué)一加一只能等于二，教材如此處理，也能啟發(fā)學(xué)生從各個(gè)角度和途徑去體會(huì)一加一等于二的真理性。這樣做既有利于培養(yǎng)發(fā)散思維，有利于擺脫自然科學(xué)研究的思維單一性，也有利于創(chuàng)新。"3.破解神話，培養(yǎng)學(xué)生堅(jiān)持科學(xué)反對(duì)迷信的科學(xué)素養(yǎng)例如，在第8章講述光的偏振時(shí)，引述了下面一個(gè)傳說(shuō):“九世紀(jì)的北歐海盜既沒(méi)有羅盤(pán)也沒(méi)有偏振片可供航海導(dǎo)航。晚上他們用恒星。白天，當(dāng)太陽(yáng)不被云層遮蔽時(shí)他們用太陽(yáng)。(該傳說(shuō)前面還附有一個(gè)說(shuō)明:在高緯度區(qū)如北極圈內(nèi)，磁羅盤(pán)不再可靠了。太陽(yáng)也很難用于航海，甚至在中午它也有可能低于地平線)。根據(jù)古代斯堪的納維亞的傳說(shuō)，北歐的航海者采用的是不可思議的‘太陽(yáng)石’，甚至當(dāng)太陽(yáng)被擋在云層后面時(shí)，也總是可以定出太陽(yáng)的位置。這種太陽(yáng)石是什么?長(zhǎng)期以來(lái)是個(gè)謎〞完畢，著書(shū)者又進(jìn)一步提出一個(gè)問(wèn)題，“傳說(shuō)中不管天氣怎樣，太陽(yáng)位置永遠(yuǎn)可以被不可思議的‘太陽(yáng)石’所確定。你相信這種說(shuō)法嗎?〞。寫(xiě)到此處，筆者有些感觸，應(yīng)該說(shuō)中國(guó)政府和國(guó)內(nèi)出版同仁在堅(jiān)持科學(xué)、反對(duì)迷信、反對(duì)偽科學(xué)方面做了不少努力和工作。但奇怪的是，居然會(huì)出現(xiàn)水變油的“創(chuàng)造創(chuàng)造〞?該場(chǎng)鬧劇牽涉范圍之廣也令人費(fèi)解?；蛟S國(guó)外同仁的做法能給我們一些啟發(fā)。4.提示慣性思維的誤區(qū)引述這個(gè)例子，筆者更想描繪當(dāng)時(shí)讀到這段文字時(shí)的感觸:(1)原來(lái)大氣本身就是一個(gè)很好的光傳播媒介，物像能傳播那么遠(yuǎn)!(2)為什么中國(guó)古代的天文學(xué)家可以只憑肉眼就觀察到許多天文現(xiàn)象。(3)人類科技在進(jìn)步在開(kāi)展，但另一方面被污染的空氣不但模糊了我們的視線，而且更為可怕的是形成了我們的慣性思維定勢(shì)。(4)為什么現(xiàn)代醫(yī)生診斷疾病都越來(lái)越離不開(kāi)儀器設(shè)備，有些本可以靠“望、聞、問(wèn)、切〞等傳統(tǒng)手段就可診斷的小病，借助儀器設(shè)備卻越弄越糊涂了。乘坐過(guò)飛機(jī)的朋友可能會(huì)有這個(gè)體會(huì):當(dāng)飛機(jī)沖破云層，在藍(lán)天白云之間飛行時(shí)，視野為之