王文堯

摘 要：大學(xué)物理課程在目前幾乎所有高等院校工程類專業(yè)的基礎(chǔ)課程表中都占據(jù)著一席之地，然而不乏工科學(xué)生對(duì)“自己為何學(xué)習(xí)大學(xué)物理課程”這一問題存在疑慮。文章重點(diǎn)就在工科類大學(xué)基礎(chǔ)課程設(shè)置中設(shè)置物理課程是否合理進(jìn)行了分析，并明確了工科學(xué)生學(xué)習(xí)物理基礎(chǔ)課程的重要意義。

關(guān)鍵詞：工科；基礎(chǔ)課程；物理學(xué)習(xí)；必要性

作為自然科學(xué)的核心學(xué)科之一，物理學(xué)巧妙地將物質(zhì)世界中發(fā)生的種種現(xiàn)象與自然科學(xué)理論知識(shí)聯(lián)系起來，成為人們探索未知世界的有力工具。然而也有不少工科學(xué)生認(rèn)為在大學(xué)的學(xué)科設(shè)置中，基礎(chǔ)物理學(xué)不應(yīng)該占據(jù)過大的比重，因?yàn)楹芏嘞嚓P(guān)知識(shí)可以從專業(yè)課中進(jìn)行深入而針對(duì)性地學(xué)習(xí)，而很多物理通識(shí)課的內(nèi)容與自己專業(yè)的關(guān)聯(lián)程度不大，沒有學(xué)習(xí)的必要。然事實(shí)上，工程類學(xué)習(xí)物理是重要且必要的，文章將從以下三個(gè)角度就工科學(xué)習(xí)物理的意義進(jìn)行分析。

一、大學(xué)物理課程能夠幫助學(xué)生養(yǎng)成基本的科學(xué)素養(yǎng)

大學(xué)物理是否應(yīng)該作為工科學(xué)生必須學(xué)習(xí)的一門課程？回答這個(gè)問題，不妨先從近代教育體系成熟，且有著較高理論水平的歐美國家的理工科高校（或?qū)W院）的課程設(shè)置中尋找靈感。在美國的絕大多數(shù)知名理工類學(xué)校，如加州理工學(xué)院、麻省理工大學(xué)、佐治亞理工學(xué)院等頂級(jí)高校中，前兩年課程的設(shè)置并沒有和專業(yè)的區(qū)分，工程類專業(yè)學(xué)生需要和數(shù)學(xué)系、物理系學(xué)生學(xué)習(xí)相同時(shí)間的物理課程，且同樣需要進(jìn)行習(xí)題課的講練及實(shí)踐課的實(shí)踐教學(xué)。如是，工業(yè)強(qiáng)國德國也有類似的對(duì)本科學(xué)生的規(guī)定，而且甚至包括量子力學(xué)等課程都將作為公共課程出現(xiàn)在所有學(xué)生的課程表中。究其原因，西方的很多高校認(rèn)為物理學(xué)是一門能夠讓學(xué)生了解科學(xué)的學(xué)科，正如著名理論物理學(xué)家費(fèi)曼所述，“科學(xué)是一種方法”，其將會(huì)讓人們了解到認(rèn)知事物的過程、對(duì)事物的認(rèn)知階段，并明白如何對(duì)待不確定的問題，如何去思考并根據(jù)思考判斷事物的真假，從而做出明智的判斷。因而，通過對(duì)物理學(xué)的學(xué)習(xí)，學(xué)生首先可以學(xué)習(xí)到相對(duì)于中學(xué)教育階段更為進(jìn)階的物理學(xué)知識(shí)，在此之上，學(xué)生能夠就物理學(xué)的整體情況有所了解，并能夠通過課程的學(xué)習(xí)、實(shí)驗(yàn)的步驟以及問題的研究掌握進(jìn)行科學(xué)研究時(shí)應(yīng)該遵循的一套原則，進(jìn)而形成有說服力的科學(xué)思維方法，培養(yǎng)自身的科學(xué)素養(yǎng)，讓學(xué)生自身能夠在之后的學(xué)習(xí)、工作生涯中養(yǎng)成正確的科學(xué)研究態(tài)度，做到嚴(yán)謹(jǐn)、求實(shí)。

二、多數(shù)工程類專業(yè)課程與物理學(xué)聯(lián)系緊密

很多在專業(yè)課學(xué)習(xí)上有卓越成就的學(xué)生，其物理課程的成績通常也會(huì)比較突出。其原因雖然不能一概而論，但是不可否認(rèn)的是，物理學(xué)課程的學(xué)習(xí)過程對(duì)他們后續(xù)的專業(yè)課課程學(xué)習(xí)發(fā)揮了錦上添花的作用。

首先，通過分析目前工程類專業(yè)的整體課程設(shè)置，不難發(fā)現(xiàn)不同工程類專業(yè)之間的聯(lián)系愈加緊密，工程類專業(yè)之間的通性也越來越明顯，很多時(shí)候機(jī)械工程專業(yè)的學(xué)生也會(huì)在控制、自動(dòng)化領(lǐng)域有著深刻的理解，而土木工程專業(yè)的學(xué)生在進(jìn)行一些零件的有限元分析時(shí)也會(huì)顯得得心應(yīng)手。社會(huì)的發(fā)展以及科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步讓學(xué)科之間的融會(huì)貫通變得理所當(dāng)然，而這自然也就使得對(duì)通識(shí)課程的學(xué)習(xí)變得更為重要：如力學(xué)知識(shí)可以涉及到機(jī)械、土木專業(yè)的結(jié)構(gòu)力學(xué)知識(shí)，以及材料力學(xué)的材料力學(xué)、控制及電子工程方向的控制系統(tǒng)傳遞函數(shù)確定及數(shù)學(xué)建模分析，加之能源動(dòng)力工程專業(yè)的熱力學(xué)等等，而硬件技術(shù)相關(guān)的高分辨同步輻射光刻也是物理實(shí)驗(yàn)室的理論研究成果實(shí)踐化產(chǎn)物。如果工科學(xué)生能夠?qū)A(chǔ)知識(shí)有著扎實(shí)的理解，那么將來在處理非專業(yè)問題時(shí)，在上手速度以及學(xué)習(xí)能力上也必然會(huì)占據(jù)優(yōu)勢(shì)，從而為實(shí)現(xiàn)自己更高的職業(yè)或?qū)W術(shù)期望提供助力。

此外，很多用人單位以及高層次研究機(jī)構(gòu)在進(jìn)行申請(qǐng)人資料審查時(shí)，都會(huì)留意申請(qǐng)人在數(shù)學(xué)、物理等基礎(chǔ)學(xué)科方面的成績或者科研成果。自然科學(xué)作為整個(gè)客觀物質(zhì)世界核心而基礎(chǔ)的一個(gè)領(lǐng)域，對(duì)其的認(rèn)知程度能夠直接反映一個(gè)人對(duì)相關(guān)知識(shí)的潛在學(xué)習(xí)能力和理解能力高低，因此作為工程類學(xué)生，注重物理學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)將會(huì)對(duì)個(gè)人成長、成材起到至關(guān)重要的作用。

三、物理是人類探索客觀物質(zhì)世界的關(guān)鍵道具之一

大學(xué)物理是一門研究物質(zhì)基本運(yùn)動(dòng)規(guī)律的科學(xué)。自上世紀(jì)以來，科學(xué)技術(shù)得到了前所未有的發(fā)展，而且人們探索客觀世界的速度也在逐漸加快，如二十世紀(jì)初期居里夫婦發(fā)現(xiàn)天然放射性元素，愛因斯坦創(chuàng)立狹義相對(duì)論，到中葉原子彈、氫彈等的研制成功，再到后半葉集成電路、大規(guī)模集成電路以及納米技術(shù)的發(fā)展等等，讓客觀世界也隨之發(fā)生了巨大的變化，諸如科研、國防以及生活諸多方面都沐浴著科學(xué)技術(shù)發(fā)展帶來的恩澤；而究其原因，不難發(fā)現(xiàn)是物理學(xué)的高速發(fā)展為諸如晶體管、核磁共振技術(shù)、核反應(yīng)堆技術(shù)等做出了鋪墊。包括在本世紀(jì)以來逐漸變成熱點(diǎn)問題的自動(dòng)駕駛技術(shù)、圖像識(shí)別技術(shù)，其中相關(guān)算法雖然主要憑借于數(shù)學(xué)模型以及計(jì)算機(jī)編程語言進(jìn)行編寫，但是其原理以及算法的建立基礎(chǔ)仍然要?dú)w功于對(duì)光學(xué)的進(jìn)一步深入認(rèn)識(shí)，而且在相關(guān)過程中我們也看到了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的廣泛運(yùn)用?？梢哉f，對(duì)客觀物質(zhì)世界的每一次深入認(rèn)知都離不開對(duì)自然科學(xué)的一次技術(shù)性攻關(guān)，而且對(duì)于宇宙空間的探索以及未來的空間理論研究仍然需要依靠物理學(xué)的不斷發(fā)展。要知道，物理學(xué)的每一個(gè)部分看似獨(dú)立，但是彼此之間環(huán)環(huán)相扣；工程類技術(shù)問題的突破，很可能就是自己在結(jié)合實(shí)際經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，通過物理學(xué)科中不同類別的融合產(chǎn)生的結(jié)果，這也就從一個(gè)側(cè)面印證了工科對(duì)物理的依賴程度。

四、總結(jié)

綜上所述，對(duì)于“工科要不要學(xué)物理”的問題，筆者認(rèn)為：工科學(xué)生不僅需要學(xué)物理，而且應(yīng)該學(xué)好物理；應(yīng)該對(duì)大學(xué)物理基礎(chǔ)課程的體系進(jìn)行全方位理解，做到融會(huì)貫通，并嘗試就物理課程中的一些內(nèi)容進(jìn)行拓展，將其與自己的專業(yè)課程進(jìn)行聯(lián)系。只有真正了解到學(xué)習(xí)物理課程對(duì)工程類專業(yè)的關(guān)鍵作用，自己才能夠在專業(yè)領(lǐng)域有所建樹。

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