理科通识课应该怎么教？

■王永雄

说到通识教育，人们的第一反应往往是文史哲的课程。但今天的大学，不少学者开始呼吁，我们似乎需要面向学生开设理科类的通识课，这究竟是为什么呢？

大学应当培养每位学生求真的精神

记得斯诺　(C.P.Snow)　于上世纪50年代末提出一个“两种文化”的说法。他认为西方社会的智性活动可以分为两个方面：人文与科学。到了今天，虽然这个看法是粗糙了一点，但基本上符合事实，而且这看法不局限于西方。试想想，我们不就是经常把学生分为文科生和理科生吗？!　既然如此，科学就占了智性活动的一部分，那么通识教育包括理科类的课也是很自然的事。

即使没有听过斯诺说过什么，我们也应该知道，这个世界很多事物都和科学有关。科学是人去了解世界的方法。为何夏天日长夜短，冬天却日短夜长？　为何天空是蓝色的，日落时却是红色的？　为何蛇的舌头有分叉的？鱼的两个鼻孔有何用？　鱼既然有鳃，难道还要用鼻子来呼吸吗？　这些事情都引发我们的好奇心，而了解这些事物的方法往往就是科学了。

科学也正在改变人们的生活。50年前，若二人分隔两地，一个在上海，一个在香港，他们要谈天也只能靠书信。这样一来一回，往往要用上一周的时间。而今天，大家只要有微信，就随时随地都可以聊，甚至可以传送声音、影像。

科学还在改变我们的思想。古希腊人认为，美的也必然是真的。而今天，我们不再混淆美与真，而是认为凡事要有理有据才算是真。我们固然可以大胆假设，但也不要忘记小心求证，这是科学带给我们的求真精神。一句话、一件事情是否对，不是由权威来决定，而是根据客观的标准来判定的。我们要问，这种想法是否合乎逻辑呢？　它和实验结果不相冲突吗？这些证据的来源可靠吗？　我认为这种求真的精神是每个同学都应该培养的。

自然科学课程的学习是一个很好的切入点，让同学进入科学伟大的殿堂，了解身边的事物，以及认识科学如何改变我们的生活与思想。

向科普“取经”，理科通识课可以这样上

我以前在港中大物理系任教的时候，要负责讲授两门通识课，一门叫《物理科学概论》，另一门是　《天文学》，前者听课的大概50人，后者接近100人。教100人的课，老师就像走进人海之中，师生互动肯定比较少。此外，科学这事情也比较难引起讨论。很难想象，同学会为了苹果下跌的速度而争论起来，而争论苹果好不好吃倒是可能的，但这个话题已属科学之外。

既然教学方式比较单向，成败的关键就取决于如何表达教学内容。可以肯定，如果老师只在课堂里才努力教学，除非他是天才，否则要注定失败。在上课之前，老师应该已经做了很多的努力。他应该看过很多书，甚至动画和漫画。为什么呢？　老师固然对专业的概念有比较深的了解，可是，修通识课的都是其他专业的同学。

要在通识教育里把一个专业概念介绍给其他缺乏有关专业背景的同学，应该怎么办呢？　我本人不是所谓的“教学天才”，所以就去看一些科普的书，看看这些作者是如何把复杂的概念用通俗的语言解释出来。

举个例子，譬如说相对论，它告诉我们一个星球能把旁边的空间都变成弯曲的，而另一个细小的星球在这个弯曲空间中就会走弯线，环绕大星球旋转。老实说，很难想象空间弯曲是怎么的一回事，更别论一个细小星球怎么走。

我参考过爱因斯坦说法。他说，可以打一个比喻，宇宙好像一块橡皮造的平面　(当然真实的宇宙不是这样的)，你在这个平面上面放一个很重的东西，它就在这个平面上造成凹陷。这情况就好像一个大胖子站在圆形弹床中央，弹床都下陷了，形状好像一个圆碟子。现在我们往里面放一个细小的球，轻力一推，它就会围绕着中间的重东西旋转。爱因斯坦就是这样通过比喻、画图像的方法来讲解艰深的概念。我上课前，花了很多时间来学习这些科普的说法，就可以帮助同学避开艰深的数学语言来理解相关的科学知识。

我也尽量去用生活中的例子。再以相对论为例，究竟相对论这么抽象的东西在生活中有没有应用的呢？　有的。譬如说，你的手机里有一个定位的功能，它跟相对论有关。我们知道在地球之外有二十几个卫星围绕着转，这就是所谓的全球卫星定位系统，即我们常说的GPS。你的手机每一个时间可以接收至少四个卫星的讯号，手机已经内置了一些相对论的方程，把接收的讯息代入方程，就能算出很重要的四个数字———经度、纬度、高度、时间。这个例子能让同学觉得，那些听起来很远的理论，其实就在我们身边。

大班授课制下，用讨论激活教学

在香港中文大学，由于教学人手不足，理科的通识课一般都没有导修　(即小班讨论课)。其实十年前我在物理系任教的那两门通识课都只有大班授课，没有导修。然而，我们都知道，导修能帮助学生，于是我就只好设法在大课中加入一点讨论的元素。

我们可以在课堂中段，让他们两个人一组讨论某个给定的问题，应用课堂中所学的知识，并进行辩论。这些通常是多项选择题。我们在教室里安装了一个软件，同学可以通过手机程序匿名回答。而ABC等选项的分布只消几秒钟就会投射在屏幕上，老师可以立刻知道全班同学究竟明白了多少。

有趣的地方在于，通常两个人的意见是不同的，当他们发现彼此想法不同的时候，就会尝试说服对方。这样的形式可以训练他们的思维，也会让他们成为朋友。在讨论过后，我叫他们再用手机回答问题，然后才公布答案，这样能加深他们的印象。

有时，我也会在课堂中拨出十五至二十分钟，不谈课程内容，只跟同学讨论作业的题目以及总结一下他们做作业的表现。我的学生告诉我，这个安排能加深他们对课程内容的印象和了解。

现在我来到大学通识教育部，专门任教通识教育基础课程。这个基础课程是有小班讨论的，每学期会布置大概10个以上文本给学生看，比如第一周会布置柏拉图的洞穴相关的文本，周末看完后第二周回来讨论，分为6个小班，每个班25人左右讨论，每次讨论两个课时。根据安排，第一个课时会先搞清楚文本。我一般会把25人的一小班再分拆为几组，在文本里找几个重点，每个重点出一道题，每个组负责一道题，在课堂上进行汇报；第二个课时，我们通常会讨论一些从文本延伸的问题，希望他们对一些相关的问题做评论，因为作者说的并不一定是对的、不一定是最好的，我就要求学生放胆去评论。第二周的周五上大课，学习下一个文本的背景，然后继续循环。

(作者为香港中文大学大学通识教育部副主任及通识教育基础课程副主任)