物理繼續(xù)教育論文(2)
物理繼續(xù)教育論文篇二
《與專業(yè)結(jié)合的大學(xué)物理課程教學(xué)改革探討》
摘要：大學(xué)物理在工科院校各個(gè)專業(yè)學(xué)習(xí)中具有重要的作用。通過分析大學(xué)物理教學(xué)目前存在的問題，探尋物理教學(xué)改革的方向和途徑，著重介紹根據(jù)不同專業(yè)對(duì)物理知識(shí)的不同需求歸并教學(xué)方向，調(diào)整教學(xué)內(nèi)容和考評(píng)方式，探討與專業(yè)結(jié)合的大學(xué)物理教學(xué)的新模式。
關(guān)鍵詞：大學(xué)物理;專業(yè)結(jié)合;教學(xué)改革
作者簡介：王娜(1982-)，女，河北衡水人，天津城建大學(xué)理學(xué)院物理系，講師;江越(1984-)，男，河北邯鄲人，天津城建大學(xué)理學(xué)院物理系，助教。(天津 300384)
大學(xué)物理是高等院校工科類學(xué)生的一門重要基礎(chǔ)課，其作用是為學(xué)生后繼專業(yè)課程的學(xué)習(xí)以及學(xué)生畢業(yè)后在工作和學(xué)習(xí)中進(jìn)一步學(xué)習(xí)新理論、新知識(shí)、新技術(shù)奠定必要的物理基礎(chǔ)。工科大學(xué)生們物理基礎(chǔ)的厚薄將會(huì)影響他們?nèi)蘸蟮墓ぷ鬟m應(yīng)能力和發(fā)展后勁。[1]因此，如何提高學(xué)生學(xué)習(xí)大學(xué)物理的興趣，發(fā)揮大學(xué)物理在專業(yè)課程學(xué)習(xí)以及今后工作中的知識(shí)儲(chǔ)備作用，使之有效地為學(xué)生專業(yè)素養(yǎng)及學(xué)習(xí)能力的提高服務(wù)已成為廣大物理教育者所面臨的首要問題。探討和摸索出一條大學(xué)物理教學(xué)與專業(yè)課程學(xué)習(xí)有效結(jié)合的新方法對(duì)實(shí)現(xiàn)教學(xué)過程的最優(yōu)化具有極為積極的意義。
一、大學(xué)物理課程的教學(xué)現(xiàn)狀
1.教學(xué)模式固定化，與專業(yè)脫節(jié)
大學(xué)物理作為一門基礎(chǔ)課程，人們往往強(qiáng)調(diào)它的基礎(chǔ)性，而忽視了不同專業(yè)學(xué)生對(duì)物理內(nèi)容的不同需求。教學(xué)中按照多年來形成的固定模式，對(duì)不同專業(yè)的學(xué)生采用統(tǒng)一的教學(xué)大綱和同一個(gè)授課標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)，由于大學(xué)物理自身理論性較強(qiáng)，與專業(yè)課程結(jié)合不緊密，致使學(xué)生對(duì)物理課的學(xué)習(xí)經(jīng)常感到枯燥無味，提升不了學(xué)習(xí)大學(xué)物理的興趣，甚至出現(xiàn)大學(xué)物理“無用論”。
2.教學(xué)學(xué)時(shí)有限，教學(xué)內(nèi)容廣泛
“高等院校非物理類專業(yè)基礎(chǔ)物理課程教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)”專門制定和發(fā)布了《非物理類理工學(xué)科大學(xué)物理課程教學(xué)基本要求》。其中建議完成大學(xué)物理核心內(nèi)容所需的最低學(xué)時(shí)數(shù)為126學(xué)時(shí)。實(shí)際情況是大多數(shù)非重點(diǎn)院校的培養(yǎng)計(jì)劃增加了專業(yè)課的學(xué)時(shí)，將作為基礎(chǔ)課的大學(xué)物理學(xué)時(shí)做了一系列調(diào)整，達(dá)不到126學(xué)時(shí)的最低標(biāo)準(zhǔn)。為了完成教學(xué)大綱規(guī)定的全部內(nèi)容，教師往往照本宣科，很難對(duì)知識(shí)點(diǎn)的應(yīng)用進(jìn)行詳細(xì)的剖析和展開。
3.考評(píng)方式相對(duì)單一
長久以來，大學(xué)物理的考核基本上是采用期末考試成績?yōu)橹?，出勤率及課后作業(yè)完成情況為輔的方式。這種考核方式無法提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)的興趣，多數(shù)學(xué)生往往是處于考試壓力之下被動(dòng)學(xué)習(xí)，抱著60分萬歲的想法，考前臨時(shí)抱佛腳，只要過關(guān)就萬事大吉。因此，單一的考評(píng)方式并不能真正反映一個(gè)學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握和應(yīng)用程度。
二、教學(xué)改革的方向與途徑
1.加強(qiáng)大學(xué)物理任課教師與專業(yè)教師的溝通交流[2]
目前，大學(xué)物理任課教師都只接受過系統(tǒng)的物理專業(yè)教育，對(duì)其他專業(yè)的知識(shí)了解程度還不夠。因此，物理授課教師應(yīng)深入專業(yè)院(系)進(jìn)行調(diào)研，與專業(yè)課教師針對(duì)學(xué)科交叉知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行充分溝通交流，了解專業(yè)需求。教師平時(shí)要加強(qiáng)對(duì)與物理聯(lián)系緊密的專業(yè)知識(shí)的學(xué)習(xí)，提高專業(yè)能力和知識(shí)水平。教學(xué)中做到心中有數(shù)，有針對(duì)性地授課，縮短學(xué)生與大學(xué)物理間的距離，使得學(xué)生不再畏懼物理課程。
2.歸并教學(xué)方向，調(diào)整教學(xué)內(nèi)容
由于學(xué)時(shí)的限制，在保證“必須、夠用”為度的前提下，有必要根據(jù)不同專業(yè)的需求調(diào)整教學(xué)內(nèi)容，壓縮與專業(yè)相關(guān)度小的章節(jié)的學(xué)時(shí)，適當(dāng)增加與專業(yè)銜接緊密章節(jié)的學(xué)時(shí)。在平時(shí)教學(xué)中突出重點(diǎn)，充分利用學(xué)生對(duì)專業(yè)知識(shí)的渴望來提高對(duì)物理的興趣，從而增強(qiáng)學(xué)習(xí)物理的動(dòng)力和信心，提高教學(xué)效果。
大學(xué)物理的教學(xué)內(nèi)容涵蓋了力學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)、波動(dòng)光學(xué)和近代物理五篇，各部分內(nèi)容在不同專業(yè)中應(yīng)用的類型和深度是有差異的。根據(jù)不同專業(yè)對(duì)物理知識(shí)的需求，形成幾個(gè)主要教學(xué)方向：對(duì)力學(xué)知識(shí)要求較多的土木和機(jī)械類、對(duì)電磁學(xué)要求較多的計(jì)算機(jī)與電子信息類以及對(duì)熱學(xué)知識(shí)要求較多的材料和熱能類。在保證基本物理教學(xué)要求的前提下，根據(jù)以上幾個(gè)教學(xué)方向?qū)ξ锢碇R(shí)要求側(cè)重點(diǎn)的不同，對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行調(diào)節(jié)。此外，對(duì)不同專業(yè)同一個(gè)教學(xué)內(nèi)容的深度和教學(xué)方法也要有所區(qū)分，與專業(yè)課程銜接緊密的知識(shí)點(diǎn)要進(jìn)行突出和引申。
3.當(dāng)調(diào)整傳統(tǒng)的考評(píng)方式，對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)行更綜合的評(píng)價(jià)[3]
在傳統(tǒng)的以期末成績?yōu)橹?，以出勤率及課后作業(yè)完成情況為輔的評(píng)價(jià)方式的基礎(chǔ)上，適當(dāng)增加對(duì)課堂表現(xiàn)和課后知識(shí)應(yīng)用等方面的考核。比如，讓學(xué)生撰寫一兩篇物理知識(shí)在本專業(yè)中的應(yīng)用或物理知識(shí)和本專業(yè)課程的關(guān)系等相關(guān)的學(xué)習(xí)體會(huì)或讀書報(bào)告。鼓勵(lì)學(xué)生自己搜集資料，增加學(xué)習(xí)的主動(dòng)性。同時(shí)在文章的撰寫過程中不僅可以加深學(xué)生對(duì)物理理論知識(shí)的理解，還能使學(xué)生對(duì)于物理與本專業(yè)的關(guān)系有更深層面的認(rèn)識(shí)，改變他們對(duì)物理學(xué)習(xí)的茫然，消除無用的看法。
三、大學(xué)物理教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法改革實(shí)證
1.土木和機(jī)械類專業(yè)
土木和機(jī)械類專業(yè)與物理緊密相關(guān)的課程有“理論力學(xué)”、“結(jié)構(gòu)力學(xué)”和“材料力學(xué)”等，涉及的知識(shí)點(diǎn)主要有：質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)、牛頓運(yùn)動(dòng)定律、功和能、沖量和動(dòng)量、剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)和機(jī)械振動(dòng)等。教師在講授時(shí)，除了講授教材中的經(jīng)典物理知識(shí)之外，重點(diǎn)講授土木和機(jī)械類專業(yè)用到的物理知識(shí)。在知識(shí)與技能的運(yùn)用上強(qiáng)調(diào)物理應(yīng)用意識(shí)的培養(yǎng)，培養(yǎng)學(xué)生用物理知識(shí)解決實(shí)際問題的意識(shí)與能力。
但是，鑒于土木和機(jī)械類專業(yè)存在的局部差異，對(duì)此大類內(nèi)的講授側(cè)重點(diǎn)也可以有所區(qū)分。例如：機(jī)械專業(yè)學(xué)生經(jīng)常遇到飛輪、皮帶輪、滑輪等的轉(zhuǎn)動(dòng)問題，需要較多的剛體知識(shí)。因此，在剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的教學(xué)中，無論是內(nèi)容講解還是習(xí)題設(shè)置，都應(yīng)與專業(yè)應(yīng)用相聯(lián)系，讓學(xué)生切實(shí)感受到學(xué)好大學(xué)物理與學(xué)好專業(yè)課是相輔相承、相互促進(jìn)的關(guān)系。在大學(xué)物理教學(xué)中，阻尼振動(dòng)和受迫振動(dòng)是選講內(nèi)容，而對(duì)于土木類專業(yè)學(xué)生來講，這部分內(nèi)容在結(jié)構(gòu)力學(xué)中計(jì)算剛架的頻率和周期中有重要應(yīng)用，應(yīng)進(jìn)行重點(diǎn)講授。同時(shí)在傳授知識(shí)的同時(shí)，對(duì)于土木類專業(yè)的學(xué)生更應(yīng)注重力學(xué)的分析和計(jì)算方法，為他們后續(xù)的專業(yè)課程的學(xué)習(xí)提供有益的幫助。
2.計(jì)算機(jī)與電子信息類專業(yè)
計(jì)算機(jī)與電子信息類專業(yè)所開設(shè)的“電路分析”、“電磁場(chǎng)”、“電子技術(shù)”等課程與物理密切相關(guān)，相關(guān)知識(shí)點(diǎn)主要包括：靜電場(chǎng)和穩(wěn)恒電場(chǎng)、穩(wěn)恒磁場(chǎng)、電磁感應(yīng)、電磁場(chǎng)和電磁波等。
大學(xué)物理中的電磁場(chǎng)主要強(qiáng)調(diào)電磁場(chǎng)的描述、場(chǎng)與場(chǎng)源的相互作用、矢量場(chǎng)的基本規(guī)律，這些都是電子信息科學(xué)的理論基礎(chǔ)。對(duì)計(jì)算機(jī)和電子信息類專業(yè)的學(xué)生應(yīng)偏重于對(duì)電磁學(xué)的講解及其相關(guān)科研新進(jìn)展的介紹，以便增強(qiáng)學(xué)生對(duì)大學(xué)物理的認(rèn)可程度，激發(fā)學(xué)習(xí)大學(xué)物理的興趣，并在學(xué)習(xí)專業(yè)課之前培養(yǎng)出良好的狀態(tài)。
電磁波是信息傳播的重要手段，是電子信息類專業(yè)理論的重要基礎(chǔ)知識(shí)，但是在以往大學(xué)物理教學(xué)中經(jīng)常作為選講內(nèi)容，改革后應(yīng)該將其列為重點(diǎn)。在講解這部分知識(shí)的時(shí)候，利用多媒體或者模型演示向?qū)W生展示電磁的產(chǎn)生、傳播過程，介紹產(chǎn)生的原理以及在現(xiàn)實(shí)生活中的應(yīng)用，讓學(xué)生感受到所學(xué)物理理論知識(shí)與工程實(shí)踐及本專業(yè)的基礎(chǔ)知識(shí)的聯(lián)系，激發(fā)學(xué)生的積極性和主動(dòng)性。
3.材料和熱能類專業(yè)
材料和熱能類專業(yè)開設(shè)“物理化學(xué)”、“材料物理性能”和“高分子物理”等課程與物理聯(lián)系緊密，涉及到的知識(shí)點(diǎn)主要包括：平衡態(tài)、理想氣體狀態(tài)方程、功、熱量、內(nèi)能、定壓熱容、定容熱容、熱力學(xué)第一定律及應(yīng)用、熱力學(xué)第二定律、卡諾循環(huán)、可逆與不可逆過程等。因此，對(duì)材料和熱能類專業(yè)學(xué)生教學(xué)應(yīng)側(cè)重于熱學(xué)部分。
熱學(xué)中的熵函數(shù)和熵增原理通常是選講內(nèi)容，一般僅作為介紹性知識(shí)，但是在材料和熱能類專業(yè)中它的作用顯得尤為重要，需要將內(nèi)容做相應(yīng)的擴(kuò)充并結(jié)合專業(yè)中可能遇到的實(shí)例來講授，為學(xué)生的“物理化學(xué)”等后續(xù)專業(yè)課的學(xué)習(xí)做好鋪墊。另外，對(duì)材料類專業(yè)學(xué)生講授大學(xué)物理時(shí)，還需要引入有關(guān)光學(xué)的近代部分，如：光子的能量問題。因?yàn)樵谠O(shè)計(jì)材料時(shí)，經(jīng)常需要考慮材料對(duì)光的適應(yīng)能力。
四、結(jié)語
正確處理大學(xué)物理與專業(yè)課之間的關(guān)系，原則上既要保持物理學(xué)的整體性，又要兼顧到學(xué)生的不同專業(yè)特色。根據(jù)各專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)和后續(xù)學(xué)科專業(yè)課的不同，將相關(guān)學(xué)科知識(shí)融入到大學(xué)物理教學(xué)中，有針對(duì)性地調(diào)整教學(xué)內(nèi)容，為學(xué)生專業(yè)課的學(xué)習(xí)提供有益的幫助，實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)物理教學(xué)與專業(yè)能力培養(yǎng)的有機(jī)結(jié)合，克服大學(xué)物理與其他專業(yè)課脫節(jié)的教學(xué)現(xiàn)狀，進(jìn)而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。從整體來講，一方面物理教學(xué)培養(yǎng)了學(xué)生必備的物理能力和科學(xué)素養(yǎng)，具有其他課程無法替代的地位;另一方面在教學(xué)中增加物理在各專業(yè)中的應(yīng)用，使學(xué)生能夠?qū)W以致用，為后繼專業(yè)課學(xué)習(xí)打下良好而堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。因此，該教學(xué)模式的建立，將不僅使學(xué)生終身受益，而且能夠促進(jìn)物理教學(xué)水平的不斷推進(jìn)與提高。
參考文獻(xiàn)：
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