我這樣教理科通識課|香港中文大學(xué)王永雄博士專訪
我這樣教理科通識課
四月中旬王永雄博士來復(fù)旦參加復(fù)旦—香港中文大學(xué)通識教育研討會，小編驚訝的發(fā)現(xiàn)，理科的通識課原來可以這樣上，于是便追到香港約了大雄博士這樣一篇關(guān)于如何上理科通識課的專訪。首先簡單的介紹一下我們的嘉賓吧！
嘉賓介紹
王永雄，香港中文大學(xué)理學(xué)士、哲學(xué)碩士及哲學(xué)博士，主修物理學(xué)，信義宗神學(xué)院基督教研究碩士，現(xiàn)任香港中文大學(xué)大學(xué)通識教育部副主任及通識教育基礎(chǔ)課程副主任，設(shè)計并任教以學(xué)生閱讀科學(xué)經(jīng)典、寫作和研討為骨干的通識科目──“與自然對話”。曾于香港中文大學(xué)物理系任教多年，教授物理學(xué)及通識科目。于2006及2007年分別獲頒通識教育模范教學(xué)獎及校長教學(xué)獎，于2011及2016年獲博文教學(xué)獎，及于2016年獲教資會杰出教學(xué)獎。
采訪人：
于超藝，復(fù)旦大學(xué)中國哲學(xué)專業(yè)研究生。
背景資料
香港中文大學(xué)的通識課程有兩大部分—大學(xué)通識、書院通識。大學(xué)通識的科目由大學(xué)通識教育部及學(xué)系開設(shè)，著重培養(yǎng)學(xué)生智性的成長。書院通識由九所書院提供，較強(qiáng)調(diào)從經(jīng)驗(yàn)中學(xué)習(xí)。大學(xué)通識再細(xì)分為「通識教育基礎(chǔ)課程」和「四范圍」。通識教育基礎(chǔ)課程共有兩門必修科，分別是「與人文對話」和「與自然對話」，由大學(xué)通識教育部專聘的老師任教，學(xué)生一般會在一年級下學(xué)期或者二年級上學(xué)期修完。四范圍共有四個模塊—「中華文化傳承」、「自然、科學(xué)與科技」、「社會與文化」、「自我與人文」。四范圍共有二百多門通識科，由學(xué)系提供。同學(xué)必須在四個模塊里至少各修一門。
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超藝：說到通識教育，人們的第一反應(yīng)往往是文史哲的課程。請問您覺得為什么理科類的通識課是必要的呢？
大雄博士：斯諾(C. P. Snow)于上世紀(jì)五十年代末提出一個“兩種文化”的說法。他認(rèn)為西方社會的智性活動可以分為兩個方面：人文與科學(xué)。到了今天，雖然這個看法是粗糙了一點(diǎn)，但基本上符合事實(shí)，而且這看法不局限于西方。（試想想，我們不就是經(jīng)常把學(xué)生分為文科生和理科生嗎？）既然如此，則科學(xué)就占了智性活動的一部分，那么通識教育包括理科類的課也是很自然的事。
即使沒有聽過斯諾說過什么，我們也應(yīng)該知道，這個世界很多事物都和科學(xué)有關(guān)。科學(xué)是人去了解世界的方法。為何夏天日長夜短，冬天卻日短夜長？為何天空是藍(lán)色的，日落時卻是紅色的？為何蛇的舌頭有分叉的？魚的兩個鼻孔有何用？魚既然有鰓，難道還要用鼻子來呼吸嗎？這些事情都引發(fā)我們的好奇心，而了解這些事物的方法往往就是科學(xué)了。
科學(xué)也改變了人的生活。五十年前，若二人分隔兩地，一個在上海，一個在香港，他們要談天也只能靠書信。這樣一來一回，往往要用上一周的時間。今天大家只要有微信，就隨時隨地都可以聊，甚至可以傳送聲音、影像。
科學(xué)改變了我們的思想。古希臘人認(rèn)為美的也必然是真的。今天我們不再混淆美與真，而是認(rèn)為凡事要有理據(jù)才算是真。我們固然可以大膽假設(shè)，但也不要忘記小心求證，這是科學(xué)帶給我們的求真精神。一句話、一件事情是否對，不是由權(quán)威來決定，而是根據(jù)客觀的標(biāo)準(zhǔn)來判定的。我們要問，這種想法是否合乎邏輯呢？它和實(shí)驗(yàn)結(jié)果不相沖突嗎？這些證據(jù)的來源可靠嗎？我認(rèn)為這種求真的精神是每個同學(xué)都應(yīng)該培養(yǎng)的。
自然科學(xué)課程的學(xué)習(xí)是一個很好的切入點(diǎn)，讓同學(xué)進(jìn)入科學(xué)偉大的堂奧，了解身邊的事物，以及認(rèn)識科學(xué)如何改變我們的生活與思想。
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超藝：我聽說在香港中文大學(xué)，理科的通識課每個班也會有差不多一百人選課，這樣的大課要怎么上才能達(dá)到通識教育的效果呢？
大雄博士：我以前在港中大物理系任教的時候，要負(fù)責(zé)講授兩門通識課，一門叫「物理科學(xué)概論」，另一門是「天文學(xué)」。前者大概五十人而已，后者的確接近一百人。教一百人的課，老師就像走進(jìn)人海之中，師生互動肯定比較少。此外，科學(xué)這事情也比較難引起討論。很難想象，同學(xué)會為了蘋果下跌的速度而爭論起來。爭論蘋果好不好吃倒是可能的，但這個話題已屬科學(xué)之外。既然教學(xué)方式比較單向，成敗的關(guān)鍵就取決于如何表達(dá)教學(xué)內(nèi)容。
可以肯定，如果老師只在課室里才努力教學(xué)，除非他是天才，否則要注定失敗。在上課之前，老師應(yīng)該已經(jīng)做了很多的努力。他應(yīng)該看過很多書，甚至動畫和漫畫。為甚么呢？老師固然對專業(yè)的概念有比較深的了解?？墒牵尥ㄗR課的都是其他專業(yè)的同學(xué)。要在通識教育里把一個專業(yè)概念介紹給其他缺乏有關(guān)專業(yè)背景的同學(xué)，應(yīng)該怎么辦呢？我不是教學(xué)天才，所以就去看一些科普的書，看看這些作者是如何把復(fù)雜的概念用通俗的語言解釋出來。舉個例子，譬如說相對論，它告訴我們一個星球能把旁邊的空間都變成彎曲的，而另一個細(xì)小的星球在這個彎曲空間中就會走彎線，環(huán)繞大星球旋轉(zhuǎn)。老實(shí)說，很難想象空間彎曲是怎么的一回事，更別論一個細(xì)小星球怎么走。我參考過愛恩斯坦說法。他說可以打一個比喻，宇宙好像一塊橡皮造的平面（當(dāng)然真實(shí)的宇宙不是這樣的），你在這個平面上面放一個很重的東西，它就在這個平面上造成凹陷。這情況就好像一個大胖子站在圓形彈床中央，彈床都下陷了，形狀好像一個圓碟子?，F(xiàn)在我們往里面放一個細(xì)小的球，輕力一推，它就會圍繞著中間的重東西旋轉(zhuǎn)。愛恩斯坦就是這樣通過比喻、畫圖像的方法來講解艱深的概念。我上課前，花了很多時間來學(xué)習(xí)這些科普的說法，就可以幫助同學(xué)避開艱深的數(shù)學(xué)語言來理解相關(guān)的科學(xué)知識。
我也盡量去用生活中的例子。再以相對論為例，究竟相對論這么抽象的東西在生活中有沒有應(yīng)用的呢？有的。譬如說你的手機(jī)里有一個定位的功能，它跟相對論有關(guān)。我們知道在地球之外有二十幾個衛(wèi)星圍繞著轉(zhuǎn)，這就是所謂的全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)，即我們常說的GPS (Global Positioning System)。你的手機(jī)每一個時間可以接收至少四個衛(wèi)星的訊號。手機(jī)已經(jīng)內(nèi)置了一些相對論的方程，把接收的訊息代入方程，就能算出很重要的四個數(shù)字——經(jīng)度、緯度、高度、時間。這個例子能讓同學(xué)覺得，那些聽起來很遠(yuǎn)的理論，其實(shí)就在我們身邊。
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超藝：可以小小的科普一下為何GPS定位需要用到相對論嗎^_^
大雄博士：訊號從衛(wèi)星來到手機(jī)，要穿過包圍著地球的彎曲空間。換句話說，這些訊號走的是彎線。只有相對論的方程才能算準(zhǔn)這些彎線。反過來說，如果我們在計算的時候把時空看作平直的話，就會出現(xiàn)偏差，經(jīng)度、緯度、高度、時間，都會算錯。
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超藝：您提到的把科學(xué)講得很生活化的確能打造一門很有趣的課程，但這只是幫助同學(xué)簡單學(xué)習(xí)了科學(xué)概念。但接下來要如何培養(yǎng)他們的邏輯思維能力？
大雄博士：這方面，我的做法還是比較古老的。要訓(xùn)練他們的邏輯，就需要給他們一些作業(yè)題目。這些題目主要有兩類吧！最基本的，就是要他們說明或分辨科學(xué)概念，譬如說區(qū)分不同的電磁波，說明一些定律。這些只是最基本的，接下來就要給他們設(shè)置一些情況，例如畫一些光線射進(jìn)水點(diǎn)的圖來問他們?yōu)楹挝覀兿蚯白撸?a href='/caihong/' target=_blank>彩虹也會跟著走。這種題目只需要邏輯思維，而不需要計算。再比如說，冷縮熱脹的原理大家都明白。當(dāng)溫度上升，固體中原子的距離會增加。我會問同學(xué)，假設(shè)在一塊金屬板中間鉆個洞。當(dāng)溫度上升，這個洞會變大、縮小，還是不變呢？要回答這個問題，也用不著計算，只要推理就可以了。
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超藝：教課的老師們是不是都需要有多個學(xué)科背景，才能上好這樣的通識課程？
大雄博士：通識教育和專業(yè)教育的不同之處在于，專業(yè)教育要研究的都是很細(xì)致的問題，但是通識教育問的是比較宏大的問題。比如生命是什么這個問題，生物學(xué)可以回答一些，但是通識教育要問的就超越了專業(yè)的部分。
在這個方面，老師是需要慢慢訓(xùn)練的，但主要不是在知識上，而是在態(tài)度上。比如新老師剛進(jìn)校的時候就要來聽我的通識課，來看一個只懂物理的人怎么把物理和哲學(xué)結(jié)合到一起，看他如何跟學(xué)生討論一些他也不熟識的生物學(xué)和科學(xué)歷史。我的態(tài)度就是希望同學(xué)能把所學(xué)和自己的生命、生活聯(lián)系在一起，而不是通過學(xué)習(xí)通識而成為一個專家那樣。我會讓新老師看到這樣一種態(tài)度，他們就不會期望自己、更不會期望學(xué)生成為每個學(xué)科的專家。
當(dāng)然，我們也有知識上的訓(xùn)練。老師來自不同專業(yè)，彼此之間會多溝通交流，一起開會、備課，就能從其他人身上學(xué)習(xí)一點(diǎn)點(diǎn)自己本來沒有的學(xué)科背景?？墒?，也有一些文本不屬于任何一個老師的專業(yè)，那怎辦呢？例如，我們有一篇文本是有關(guān)科學(xué)歷史的，但我們沒有人是這方面的專家。我們就要邀請校內(nèi)其他學(xué)系的專家?guī)兔?，給我們開一些學(xué)習(xí)班。經(jīng)過了多年，我們的老師已成為一個學(xué)習(xí)群體。在我們把學(xué)生建立成為學(xué)習(xí)群體之前，老師已經(jīng)是一個學(xué)習(xí)群體了。建立學(xué)習(xí)群體，豈不就是一個通識教育的理念么？
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超藝：請問香港中文大學(xué)的理科通識課，在大班上課之后會有小班討論（導(dǎo)修課程）嗎？
大雄博士：由于教學(xué)人手不足，理科的通識課一般都沒有導(dǎo)修。十年前我在物理系任教的那兩門通識課都只有大班授課，沒有導(dǎo)修。然而，我們都知道導(dǎo)修能幫助學(xué)生，于是我就只好設(shè)法在大課中加入一點(diǎn)討論的元素。我們可以在課堂中段讓他們兩個人一組討論某個給定的問題，應(yīng)用課堂中所學(xué)的知識，并進(jìn)行辯論。這些通常是多項(xiàng)選擇題，比如剛才在金屬板中鉆洞的那題，他們可以選A. 變大、B. 縮小、C. 不變。我們的課室安裝了一個軟件，同學(xué)可以透過手機(jī)程序匿名回答。ABC的分布只消幾秒鐘就會投射在屏幕上，老師可以立刻知道全班同學(xué)究竟明白了多少。
根據(jù)我的經(jīng)驗(yàn)，選擇A和B的各占約一半，有幾位選C。我先讓同學(xué)在小組里交換答案。有趣的地方在于，通常兩個人的意見是不同的，當(dāng)他們發(fā)現(xiàn)彼此想法不同的時候，就會嘗試說服對方。這樣的形式可以訓(xùn)練他們的思維，也會讓他們成為朋友。在討論過后，我叫他們再用手機(jī)回答問題，一般來說，會有較多同學(xué)選A。這時我才公布答案，就能加深他們的印象。
有時我也會在課堂中撥出十五至二十分鐘，不談?wù)n程內(nèi)容，只跟同學(xué)討論作業(yè)的題目以及總結(jié)一下他們做作業(yè)的表現(xiàn)。我的學(xué)生告訴我，這個安排能加深他們對課程內(nèi)容的印象和了解。
現(xiàn)在我來到大學(xué)通識教育部，專門任教通識教育基礎(chǔ)課程。這個基礎(chǔ)課程是有小班討論的，每學(xué)期會布置大概10個以上文本給學(xué)生看，比如第一周會布置柏拉圖的洞穴相關(guān)的文本，周末看完后第二周回來討論，分為6個小班，每個班25人左右討論，每次討論兩個課時。第一個課時會先搞清楚文本。我會把25人的一小班再分拆為幾組，在文本里找?guī)讉€重點(diǎn)，每個重點(diǎn)出一道題，每個組負(fù)責(zé)一道題，在課堂上進(jìn)行匯報；第二個課時會討論一些從文本延伸的問題，希望他們對一些相關(guān)的問題做評論，因?yàn)樽髡哒f的并不一定是對的、不一定是最好的，我就要求學(xué)生放膽去評論。第二周的周五上大課，學(xué)習(xí)下一個文本的背景，然后繼續(xù)循環(huán)。
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