我這樣教理科通識課|香港中文大學王永雄博士專訪
我這樣教理科通識課
四月中旬王永雄博士來復旦參加復旦—香港中文大學通識教育研討會，小編驚訝的發(fā)現，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，香港中文大學理學士、哲學碩士及哲學博士，主修物理學，信義宗神學院基督教研究碩士，現任香港中文大學大學通識教育部副主任及通識教育基礎課程副主任，設計并任教以學生閱讀科學經典、寫作和研討為骨干的通識科目──“與自然對話”。曾于香港中文大學物理系任教多年，教授物理學及通識科目。于2006及2007年分別獲頒通識教育模范教學獎及校長教學獎，于2011及2016年獲博文教學獎，及于2016年獲教資會杰出教學獎。
采訪人：
背景資料
香港中文大學的通識課程有兩大部分—大學通識、書院通識。大學通識的科目由大學通識教育部及學系開設，著重培養(yǎng)學生智性的成長。書院通識由九所書院提供，較強調從經驗中學習。大學通識再細分為「通識教育基礎課程」和「四范圍」。通識教育基礎課程共有兩門必修科，分別是「與人文對話」和「與自然對話」，由大學通識教育部專聘的老師任教，學生一般會在一年級下學期或者二年級上學期修完。四范圍共有四個模塊—「中華文化傳承」、「自然、科學與科技」、「社會與文化」、「自我與人文」。四范圍共有二百多門通識科，由學系提供。同學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)于上世紀五十年代末提出一個“兩種文化”的說法。他認為西方社會的智性活動可以分為兩個方面：人文與科學。到了今天，雖然這個看法是粗糙了一點，但基本上符合事實，而且這看法不局限于西方。（試想想，我們不就是經常把學生分為文科生和理科生嗎？）既然如此，則科學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，我們也應該知道，這個世界很多事物都和科學有關?？茖W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了。
科學也改變了人的生活。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。
科學改變了我們的思想。古希臘人認為美的也必然是真的。今天我們不再混淆美與真，而是認為凡事要有理據才算是真。我們固然可以大膽假設，但也不要忘記小心求證，這是科學帶給我們的求真精神。一句話、一件事情是否對，不是由權威來決定，而是根據客觀的標準來判定的。我們要問，這種想法是否合乎邏輯呢？它和實驗結果不相沖突嗎？這些證據的來源可靠嗎？我認為這種求真的精神是每個同學都應該培養(yǎng)的。
自然科學課程的學習是一個很好的切入點，讓同學進入科學偉大的堂奧，了解身邊的事物，以及認識科學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，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，要負責講授兩門通識課，一門叫「物理科學概論」，另一門是「天文學」。前者大概五十人而已，后者的確接近一百人。教一百人的課，老師就像走進人海之中，師生互動肯定比較少。此外，科學這事情也比較難引起討論。很難想象，同學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之外。既然教學方式比較單向，成敗的關鍵就取決于如何表達教學內容。
可以肯定，如果老師只在課室里才努力教學，除非他是天才，否則要注定失敗。在上課之前，老師應該已經做了很多的努力。他應該看過很多書，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?，修通識課的都是其他專業(yè)的同學。要在通識教育里把一個專業(yè)概念介紹給其他缺乏有關專業(yè)背景的同學，應該怎么辦呢？我不是教學天才，所以就去看一些科普的書，看看這些作者是如何把復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。老實說，很難想象空間彎曲是怎么的一回事，更別論一個細小星球怎么走。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（當然真實的宇宙不是這樣的），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在我們往里面放一個細小的球，輕力一推，它就會圍繞著中間的重東西旋轉。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，花了很多時間來學習這些科普的說法，就可以幫助同學避開艱深的數學語言來理解相關的科學知識。
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用的呢？有的。譬如說你的手機里有一個定位的功能，它跟相對論有關。我們知道在地球之外有二十幾個衛(wèi)星圍繞著轉，這就是所謂的全球衛(wèi)星定位系統，即我們常說的GPS (Global Positioning System)。你的手機每一個時間可以接收至少四個衛(wèi)星的訊號。手機已經內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字——經度、緯度、高度、時間。這個例子能讓同學覺得，那些聽起來很遠的理論，其實就在我們身邊。
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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，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，就會出現偏差，經度、緯度、高度、時間，都會算錯。
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超藝：您提到的把科學講得很生活化的確能打造一門很有趣的課程，但這只是幫助同學簡單學習了科學概念。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置一些情況，例如畫一些光線射進水點的圖來問他們?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。當溫度上升，固體中原子的距離會增加。我會問同學，假設在一塊金屬板中間鉆個洞。當溫度上升，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結合到一起，看他如何跟學生討論一些他也不熟識的生物學和科學歷史。我的態(tài)度就是希望同學能把所學和自己的生命、生活聯系在一起，而不是通過學習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、更不會期望學生成為每個學科的專家。
當然，我們也有知識上的訓練。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習一點點自己本來沒有的學科背景?？墒牵灿幸恍┪谋静粚儆谌魏我粋€老師的專業(yè)，那怎辦呢？例如，我們有一篇文本是有關科學歷史的，但我們沒有人是這方面的專家。我們就要邀請校內其他學系的專家?guī)兔?，給我們開一些學習班。經過了多年，我們的老師已成為一個學習群體。在我們把學生建立成為學習群體之前，老師已經是一個學習群體了。建立學習群體，豈不就是一個通識教育的理念么？
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超藝：請問香港中文大學的理科通識課，在大班上課之后會有小班討論（導修課程）嗎？
大雄博士：由于教學人手不足，理科的通識課一般都沒有導修。十年前我在物理系任教的那兩門通識課都只有大班授課，沒有導修。然而，我們都知道導修能幫助學生，于是我就只好設法在大課中加入一點討論的元素。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，應用課堂中所學的知識，并進行辯論。這些通常是多項選擇題，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，同學可以透過手機程序匿名回答。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究竟明白了多少。
根據我的經驗，選擇A和B的各占約一半，有幾位選C。我先讓同學在小組里交換答案。有趣的地方在于，通常兩個人的意見是不同的，當他們發(fā)現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，我叫他們再用手機回答問題，一般來說，會有較多同學選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，不談課程內容，只跟同學討論作業(yè)的題目以及總結一下他們做作業(yè)的表現。我的學生告訴我，這個安排能加深他們對課程內容的印象和了解。
現在我來到大學通識教育部，專門任教通識教育基礎課程。這個基礎課程是有小班討論的，每學期會布置大概10個以上文本給學生看，比如第一周會布置柏拉圖的洞穴相關的文本，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，每個重點出一道題，每個組負責一道題，在課堂上進行匯報；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的問題做評論，因為作者說的并不一定是對的、不一定是最好的，我就要求學生放膽去評論。第二周的周五上大課，學習下一個文本的背景，然后繼續(xù)循環(huán)。
如有意見或建議，請聯系我們：fdge@fudan.edu.cn
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