提高大學物理課堂教學質量的課程教學改革探析

摘要：《大學物理》是高等學校理工科開設的一門必修基礎課。根據大學物理課程特點和具體內容以及目前在教學中普遍存在的問題，結合作者講授大學物理的教學實踐，在大學物理教學內容、教學模式和考核辦法的改革上進行了初步探析，以期切實提高大學物理課堂教學質量。

關鍵詞：課堂教學質量；大學物理；教學改革

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2013）18-0279-03

一、引言

大學物理學是研究物質的基本結構、運動形式、相互作用和轉化規律的學科，其基本理論和方法滲透在諸多自然科學領域，也有力地推動科學技術的發展和創新[1]。大學物理學涵蓋的內容包括由力學、熱學、電磁學、光學所組成的經典物理學與由相對論和量子力學所組成的近代物理學。高等學校理工科各專業開設大學物理學課程，不僅是學生后續學習專業知識的基礎，是培養和提高學生綜合素質和科技創新能力的重要內容和環節，同時也是增強學生科技意識和科學方法論的有效方法。隨著科學技術的迅速發展，大學物理學與各學科間相互交叉、相互滲透、相互融合，這為學生在專業領域中有所發現、有所創造、有所進步奠定了一定基礎。

大學物理學涉及內容廣泛、概念抽象、公式繁多。目前，學生潛意識里覺得大學物理難學，害怕學習物理，容易對物理產生畏懼感。大學物理課程內容理論性強，容易使學生感到枯燥無味。學生對物理在生產生活中的應用、對科學技術的推動作用認識不足，認為物理與自己所學專業關系不緊密，從而失去學習動力。學生從中學物理的恒量過渡到大學物理的變量，在用積分法求解物理問題時感到抽象，不易理解，不能將微積分的思想、原理和方法與物理問題相結合。單一的多媒體教學方式是單向傳授知識的過程，留給學生思考的空間少，不利于調動學生思考，不利于學生消化吸收，使教學變成了單向的知識灌輸。鑒于上述問題，本文主要針對大學物理教學現狀以及教學過程的實際情況，并結合本校理工科非物理專業的特點，就教學內容、教學模式和考核辦法等方面提出一些改革見解。

二、教學內容改革

（一）加強專業思想教育

大學物理學是學生在大一開設的一門公共課程，具有基礎性、邏輯理論性強等特點，教學重點在于讓學生掌握基礎知識并且培養邏輯思維能力。此時，通過專業思想教育，讓學生深刻理解該課程與提高自身科學素質和能力有密切關系。在教學中將大學物理內容與所學專業相結合，如對電器工程專業，可以把變壓器、電磁爐、微波爐等電器與電磁感應知識相結合。對計算機專業，可以把光盤、磁盤的讀寫原理與電磁學知識相結合。對醫學專業，可以把B超檢測與超聲波多普勒效應相聯系。另外，從相鄰學科中介紹物理學的分支學科，例如原子物理學、凝聚態物理、材料物理、天體物理、化學物理、計算物理、生物物理等，作為相關專業的專題講座，讓學生切實感受到物理在專業方面的影響和作用，以此激發學習興趣。結合科技發展史和具體事例，說明物理學與科學技術發展之間的關系，幾乎所有重大的新技術如電子學、原子能、激光、超導和信息技術的創立之前，都經過了物理學長期的沉淀，積累了大量理論基礎和實驗技術。此外，在學習大學物理內容之前，教師應該認真講授緒論部分，充分讓學生明白大學物理研究的對象，大學物理課程的特點和學習方法，構建出課程的知識結構體系，勾勒出飽滿的物理學大廈。通過加強專業思想教育，切實提高學生對物理的全新認識。

（二）突出物理思想和方法

大學物理中的一些概念和定理來源于繁瑣的推導，教學中不應一味追求推導過程，應該抓住物理本質和思想，培養邏輯推理能力。課程中有大量的例題和習題，這對于理解基本概念、基本定理有重要作用。在教學中要讓學生避免題海戰術，避免使學生陷入“云里霧里”的狀態，徹底走出“為了做題而做題”、“為了應付考試而做題”的誤區，以免學生感覺大學物理負擔重，產生厭學情緒。這時候，通過精選例題和習題的練習而突出物理思想和意義，對于復雜的題而言，一定要抓住其中所包含的物理本質、科學方法等，從其中凝練物理規律并培養思維能力。教學中要讓學生學會從最基本的定義入手，用最具有普遍意義的方法去處理具體的問題。比如有各種各樣的例題和習題求解變力做功，教學重點要講述物理本質和邏輯主線，物理思想是轉化為恒力做功，采取的辦法是微積分，具體的步驟是在路徑上先求元功，然后對元功進行求和。對于中間具體推導和計算過程可以適當弱化。此外，教學當中應及時對相近內容進行比較、歸類，做到舉一反三，達到事半功倍的效果。

（三）增加物理學史

物理史是普及物理知識的一個重要手段。歷史故事可以增強理科學習的趣味性。物理學史展現了物理學家探索和認識物理世界的現象、規律和本質的歷程，它包含著深刻的物理思想和觀念的變革，包含著探索者的思索、創造、艱辛[2]。對物理學歷史背景和發展歷程的認識，更有助于學生理解這門學科。教師在備課時需要將收集的物理學史料以講課的節次為單位分門別類，在講授大學物理每一章節之前，可以先把重要的歷史事件和發展過程講清楚。這樣做一方面可以提高學生學習的興趣，加深對概念和規律的理解；另一方面可以培養學生的創新意識和綜合素質。如兩彈元勛鄧稼先、科學巨子王淦昌等，這些典型的事例震撼著學生心靈，陶冶著他們的道德情操。富蘭克林冒著生命危險，終于揭開了雷電之迷，發明了避雷針，把雷電引到地面。在實際教學過程中，恰當適時地講授物理學史，學生不但更好地理解了理論知識，而且增強了物理學的學習興趣。

三、教學模式改革

（一）多媒體與板書相結合授課

多媒體教學目前已成為一種常用的教學方式，它具有形象生動、信息量大、效率高、便于修改和保存等優點。大學物理涉及面廣泛、內容龐大，因此，在大學物理教學中使用多媒體技術，可以讓知識點覆蓋全面，內容變抽象為具體，學習情境逼真生動，會起到事半功倍的教學效果。比如在講授機械波的形成和傳播、駐波的特征、光的干涉和衍射時，多媒體教學可以直觀呈現模擬的情況，可以將內容講得生動活潑、直觀準確，學生也能深刻理解掌握，達到學習的高效率和高質量。但是，多媒體的使用一定要注意科學性，必須能夠揭示物理學科學而嚴謹的規律，不能只顧畫面生動、色彩鮮艷、聲效特異而失去科學性。對于重要的物理定理的推導過程，為增強邏輯過程，在課堂教學中使用板書是必不可少的。教師一邊進行過程推導，一邊進行講解，這樣邏輯關系嚴密，學生思路才能跟上。因此，應該根據教學內容，將多媒體和板書相結合，以提高課堂教學效果[3]。

（二）啟發互動模式

教學過程不是教師向學生傳授知識的單向過程，而是教與學的互動相長的過程。鑒于大學物理這門課程理論性強的特點，如果教師一味在講臺上講課，勢必使學生感到興味索然，缺乏新鮮感，更談不上良好的教學效果。在大學物理的課堂教學中，要注意時刻引導啟發學生，通過提問啟發學生思考，不僅可以吸引學生注意，也可以引導學生順利過渡教學內容。要鼓勵學生積極提出問題，敢于大膽猜想，對某一問題有自己獨到見解[4]。對個別問題，可以在課堂內組織學生討論，讓學生積極參與、思考，有效發揮學生學習的主動性和積極性，營造寬松和諧的課堂教學氛圍，并在討論中使學生更深刻理解所學內容。

（三）增加演示實驗

演示實驗在大學物理課堂教學中發揮著重要作用。如果在大學物理教學中配合適當的演示實驗，可以將難以理解和想象的物理規律直觀生動地展現給學生，使物理規律得到直接驗證，從而給學生留下深刻的印象。演示實驗可以讓教師講授的輕松，學生接受和理解起來容易[5]。例如，剛體做定軸轉動時，當合外力矩為零，則角動量保持不變。教師課堂教學過程中結合雜技演員表演來進行講解。然后，在演示實驗室安排茹科夫斯基轉椅，讓學生自己親身體驗，從而使學生深刻理解角動量守恒這一物理規律。這些演示實驗可以極大地提高學生的學習興趣，并增強課堂教學效果。

（四）教學和實驗相結合

大學物理是一門實驗學科，所以教學與實驗應該緊密結合。目前，大學物理實驗已發展成一門獨立于大學物理之外的實驗課程。學生在做實驗時沒有具備必要的理論知識，僅僅是按照程序走了一遍，沒有很好地理解實驗的本質內容，沒有起到實驗的作用。另外，課堂教學中的內容多為理論知識，學生學完后總感覺無用武之地，或者感覺是紙上談兵。所以，教師在大學物理課堂教學中應加強與大學物理實驗的結合，強調理論與實踐的聯系，使學生感受到所學理論知識的用處和價值，同時可以培養學生如何將所學知識應用于實踐的能力。通過有效結合教學與實驗，使學生加深對理論知識的理解，增強對理論知識的學習興趣，同時也能大大提高將理論與實踐相結合的能力。

四、考核方法改革

目前，大學物理課程的考核方式是期末閉卷考試。考試內容要么是從試題庫中挑選的試題，要么是從課后習題中篩選的試題。這種方式可能導致學生死記硬背、搞考前突擊，極大地限制了學習范圍，同時也沒有很好調動學生學習的積極性和主動性。大學物理教學是培養學生對物理基本概念和定律的理解，培養分析問題和解決問題的能力，培養運用所學知識處理具體問題的實踐能力，傳統的考試方式難以實現這些目標。因此，對于大學物理的考核，建議采用閉卷考試和專題報告相結合的方式。通過閉卷考試，考查學生對概念和定律的掌握情況。專題報告是讓學生獨立、主動查閱資料后撰寫一份讀書報告，專題報告內容可以根據學生個人的興趣和特長自主選擇，可以是課本上的擴展內容，可以是物理學與自己所學專業的交叉內容，還可以是物理學的一些最新前沿問題。通過這種方式考核，使學生既掌握了所學知識，拓展了知識面，發揮了興趣和特長，同時也增強了學習的主動性，并提高了分析問題和解決問題的能力。

五、結語

大學物理不僅為學生學習專業奠定基礎，而且對于培養科學素養和創新能力發揮重要的作用。提高大學物理教學質量的核心環節是提高大學物理課堂教學效果。針對大學物理特點及目前教學中存在的問題，結合講授大學物理的經驗，對大學物理教學內容、教學模式和考核辦法提出一些改革建議。實踐證明，文中闡述的課程教學改革方法能有效提高大學物理課堂教學質量。需要指出的是，大學物理教學改革涉及面廣，是一項復雜系統工程，要使大學物理教學適應新形勢下高等教育發展的新要求，還需要廣大教育工作者不斷的研究和探索。

參考文獻：

[1]程守洙，江之永.普通物理學[M].北京：高等教育出版社，2006.

[2]黎光旭，劉奕新，郭進.物理學史在大學物理教學中的作用[J].廣西大學學報，2008，（30），113-114.

[3]尹嵐，彭志華，饒益花。多種教學手段在大學物理教學中的優勢整合[J]，中國成人教育，2012，（18）：118-119.

[4]張晚云，陸彥文，曾交龍.提高大學物理課堂教學質量的措施研究[J].高等教育研究學報，2010，（33）：119-120.

[5]梁法庫，路峻嶺，汪榮寶.演示實驗在大學物理教學中的積極作用[J].物理與工程，2002，（12）：28-30.

作者介紹：陸青山，男，漢族，博士，講師，1981年8月生，內蒙古呼和浩特市人，于2004年6月和2010年6月畢業于蘭州大學，分別獲得學士學位和博士學位，2010年7月到內蒙古大學物理科學與技術學院做教學與科研工作，并于2011年6月進入內蒙古大學物理學博士后流動站做研究工作。研究方向是納米/介孔組裝材料的功能化設計及其物性。目前主持教育部博士點基金1項（No.20121501120005），中國博士后科學基金面上項目1項（No.2012M510789），內蒙古自治區自然科學基金1項（No.2011BS0804），近年來，先后在Nanoscale Res Lett，Opt Mater，Mater Res Bull，Ceram Int，Mater Lett，J Mater Sci Tech等期刊上發表多篇SCI學術論文。