大學物理教學改革方案的探索

摘要：大學物理教學改革必須建立以人為本、因材施教的教學理念，制定新的教學大綱，整合教學內(nèi)容，優(yōu)化教學方法，確保高校人才培養(yǎng)質(zhì)量能夠與時俱進，滿足社會發(fā)展需求。給學生以開放的空間和平臺，給他們留出自主學習與獨立思考的空間，將會極大地調(diào)動大學生的學習積極性，促進他們創(chuàng)造性的發(fā)揮和綜合能力的提高，進而促進教學內(nèi)容和形式的改變。

關(guān)鍵詞：大學物理教學改革創(chuàng)新精神

在各種教育理念中，核心應(yīng)當是教育質(zhì)量觀的問題，我們可以談?wù)摳鱾€方面的改革與創(chuàng)新，一旦評價教育教學質(zhì)量就又回到了傳統(tǒng)的質(zhì)量觀上。這也是高等教育改革的瓶頸之一。本文認為，要實現(xiàn)中國高等教育的改革，就要從根本上改變教育的質(zhì)量觀，確立大眾化高等教育的質(zhì)量觀，即以個性化培養(yǎng)為核心的因材施教的多元質(zhì)量觀、相對質(zhì)量觀。在新的形勢下，大學物理作為一門重要的基礎(chǔ)課，進行教學改革勢在必行。

一、大學物理教學中存在的現(xiàn)實問題

第一，從授課內(nèi)容上看，大學物理課堂內(nèi)容信息量豐富，研究方法多采用高等數(shù)學的思維方式，學習難度增加。大學學習的內(nèi)容抽象化，不易于理解，一部分學生倍感壓力。就教材而言，在深度和廣度上都有加深和拓展。

第二，從講授對象上看，高校教育中，教師和學生的溝通有限，對剛?cè)氪髮W的孩子而言，缺乏獨立解決問題的能力。部分新生存在“休整”心理，思想上產(chǎn)生了一種惰性；部分新生由于中學物理沒有學好，對大學物理產(chǎn)生畏懼心理等。

第三，從教學資源分布看，本科課堂名師銳減，教育資源流失。高校高端人才極少承擔本科教學任務(wù)，而專心致力于科研研究。教授名師現(xiàn)身本科生課堂的幾率日益減小，這也是教育資源的一種損失，也是目前高校教育的一種誤區(qū)。

第四，從教學手段和方法上看，單一的課堂教學方法，過于嚴謹?shù)目茖W表述，將物理教學至于空中樓閣，似海市蜃樓般可望而不及。物理教學還是注入式教學方法；實驗教學仍是傳統(tǒng)實驗?zāi)Ｊ剑晃锢硪?guī)律與現(xiàn)實生活的結(jié)合較少；落后的教學觀念與現(xiàn)代素質(zhì)教育嚴重脫節(jié)等。

二、大學物理教學改革的解析與出路

2.1對教材教學內(nèi)容進行整合

為了適應(yīng)新時期的高等學校物理教學的任務(wù)要求，應(yīng)制定新的多元化、分層次的大學物理系列教學大綱。新大綱在教育觀念上要實現(xiàn)兩個轉(zhuǎn)變，即從絕對質(zhì)量觀到相對質(zhì)量觀及從一元質(zhì)量觀到多元質(zhì)量觀的轉(zhuǎn)變。

首先，梳理課程體系，優(yōu)化教學內(nèi)容。針對擴大招生后學生素質(zhì)參差不齊的現(xiàn)實，采取了有針對性的分層次的模塊式教學方式。在制定新的教學大綱過程中，也考慮到各專業(yè)方向不同，其所需物理課的學時也應(yīng)有差異。在保持物理體系的相對完整的前提下，刪減大量僅僅是技術(shù)意義上的內(nèi)容，加強學生對物理學科發(fā)展脈絡(luò)的了解，加強其對科學觀念、物理學思想的深入理解，使其掌握物理學研究問題的方法，培養(yǎng)其邏輯思維的能力、分析問題及解決問題的能力，做到對物理現(xiàn)象進行非物理思考，對非物理事件進行物理思考。

其次，注重教學內(nèi)容的前沿性與先進性。通過穿插、滲透和拓展近年來出現(xiàn)的新的物理思想、理論和方法，為物理內(nèi)容“增肥”。如在講到光學部分內(nèi)容時引入液晶顯示的原理、光纖及其應(yīng)用等，講到電磁感應(yīng)部分時可探討一下磁懸浮列車等高新技術(shù)的應(yīng)用等，使學生感覺到高科技并不高不可攀，其基本理論就在大學物理的課堂教學中。在重點講解物理學的基本概念、基本理論的基礎(chǔ)上，也向?qū)W生適當?shù)亟榻B當今物理學發(fā)展的前沿問題。學生對科技前沿問題很感興趣，會提出各種問題，進行更進一步的探討，從中也對學生進行了嚴肅的科學態(tài)度、嚴謹?shù)目茖W作風和嚴密的科學思維方法的培養(yǎng)和訓練。

最后，強調(diào)實踐教學的創(chuàng)造性和探索性。在教學實踐中，要注重培養(yǎng)學生的探索和創(chuàng)新的精神。在實踐教學中，我們根據(jù)不同知識層次學生、幾大不同類型專業(yè)方向的特點，編寫了系列的、多元的教學大綱和教學計劃，從根本上實現(xiàn)了高等教育質(zhì)量觀念的更新，確立了大眾化高等教育的質(zhì)量觀——因材施教的多元質(zhì)量觀，結(jié)果表明教學效果很好。如講到光學部分的光纖通信時，可以告訴學生寬帶技術(shù)的應(yīng)用的確使得傳遞信息的速度大大增加了，但這還滿足不了人們快速獲取信息的要求，為此目前正在開展一系列的研究，如全光網(wǎng)絡(luò)、量子通信等來適應(yīng)科技的發(fā)展。這樣講授又啟發(fā)了學生進行創(chuàng)造性研究的欲望。

2.2不斷優(yōu)化現(xiàn)行教學方法

第一，知識結(jié)構(gòu)法教學

知識結(jié)構(gòu)是指一門學科的基本概念、基本原理以及這些基本概念和原理之間的內(nèi)部聯(lián)系。運用知識結(jié)構(gòu)法教學，一方面可以增強學生對知識的理解能力，另一方面可以提高學生對知識的記憶能力。學生把所學知識結(jié)構(gòu)清晰牢固地儲存于自己的大腦中，即使有所遺忘，也只能忘掉具體知識的結(jié)論，依靠知識結(jié)構(gòu)依然可以重新構(gòu)思出來。掌握知識結(jié)構(gòu)，重要的是還能夠?qū)崿F(xiàn)學生知識技能和態(tài)度的遷移。在教學中要注重培養(yǎng)學生自主、獨立的學習能力和應(yīng)變能力，使學生獲得的態(tài)度和方法能較好地遷移到未來科技和社會實踐中去。

第二，發(fā)現(xiàn)法教學

發(fā)現(xiàn)法教學是一種典型的啟發(fā)性教學方法，“發(fā)現(xiàn)”的本質(zhì)是進行“再發(fā)現(xiàn)”，并不是要求學生去發(fā)現(xiàn)和創(chuàng)造新的理論或科學概念，而是把前人的發(fā)現(xiàn)創(chuàng)造的過程從教育的角度加以改造，加以精簡，引導學生沿著簡化的思維路線去“尋找”解決方法。最后在教師的指導下，經(jīng)過自己獨立的思維和探索得出問題的結(jié)論。這樣學生獲得的知識是他們自己思想的結(jié)果，調(diào)動了學生學習的積極性。

第三，案例法教學

在物理教學中，結(jié)合實際問題進行講解，能使學生既看到物理原理的實用性，又能逐漸學會通過建立物理模型，運用物理原理和規(guī)律分析求解實際問題。通過提問啟發(fā)思考，讓學生根據(jù)所學的動量原理，建立碰撞模型，用數(shù)據(jù)說明問題，對碰撞過程中飛機受到的沖力進行定量估算，使學生對物體產(chǎn)生機械效果的條件有具體的了解，加深了對動量、沖量、動量定理的實際理解。這樣可以啟發(fā)學生思考的積極性，變枯燥的理論教學為理論教學與案例教學相結(jié)合的教學，既能提高學生學習物理的興趣，又有利于培養(yǎng)和提高他們分析和解決實際問題的能力。

第四，討論法教學

我們提倡交互式、討論式的教學方法。要實現(xiàn)教學互動，首先，需要尊重學生在教學活動中的主體地位。其次，需要精心設(shè)計在教學過程中的不同階段能夠啟發(fā)學生思考的問題。在交流和討論中，要善于引導，激發(fā)學生積極探索知識的欲望，使學生的思維活躍起來，從而有利于學習能力的提高。在分析和解決問題的過程中，要引導學生逐步學會分解難點，這不僅是一種學習的本事，而且是學生將來從事科學研究的本事。討論課是大學物理學課程的有機組成部分，學生的積極性在討論課上被發(fā)揮得淋漓盡致，熱點問題往往會引發(fā)學生們進行相當熱烈和較為深入的討論。

2.3創(chuàng)新意識和開拓視角培養(yǎng)

第一，改進教學方法，增加教學手段，培養(yǎng)學生動手能力和創(chuàng)新意識。將多媒體教學手段與傳統(tǒng)教學方法有效結(jié)合，才能在學生的大腦里形成深刻的記憶，也有助于學生形成好的物理解題思維和習慣。（2）采用“啟發(fā)式”和“討論式”教學。“啟發(fā)式”和“討論式”教學更能體現(xiàn)出學習者的積極參與，對于培養(yǎng)能力、訓練思維是非常重要的。這也對教師提出了更高的要求。（3）在講授物理知識的同時，通過介紹科學發(fā)現(xiàn)的過程，重要定律的建立過程，和介紹一些著名的近代物理實驗和著名的科學家及諾貝爾獎獲得者的概況，激發(fā)學生學習興趣。（4）大膽探索，勇于突破，鼓勵“學生參與教學”。將教學中某一部分的內(nèi)容或者目前出現(xiàn)的一些新興科技作為學生的教課題材，以學術(shù)交流的形式開展學生論壇，配備專業(yè)輔導老師，以便學生咨詢和交流。（5）聯(lián)系生活實際，引經(jīng)據(jù)典，將物理知識融入到生活實例中，更能激發(fā)學生對物理、對大自然、對生活的熱愛，體現(xiàn)了處處留心皆學問的真諦。

第二，建立多元化的實驗教學體系。大學物理實驗課可分為實物實驗和仿真虛擬網(wǎng)絡(luò)實驗，實物實驗又可分為兩個模塊，一個為基礎(chǔ)性實驗，一個為綜合設(shè)計性實驗。前者可以班級為單位，在規(guī)定時間內(nèi)進行；后者為開放性實驗，定期對全校學生開放，設(shè)計性實驗可在這段時間進行，實驗室提供豐富的儀器設(shè)備和實驗相關(guān)的材料，讓學生選擇自己感興趣的實驗，自主完成實驗內(nèi)容。仿真虛擬網(wǎng)絡(luò)實驗室大大彌補了由于實驗條件和設(shè)備不足的缺憾，可使學生更大范圍接觸

前沿實驗，了解學科發(fā)展動態(tài)。由于仿真虛擬實驗在校園網(wǎng)的任意終端均可完成，方便學生靈活安排時間。實驗室定期對學生開放，給他們留出自主學習與獨立思考的空間，將會極大地調(diào)動大學生的學習積極性，促進他們創(chuàng)造性的發(fā)揮和綜合能力的提高。

第三，拓寬思路，完善實驗教學評估手段。實驗教學的目的是培養(yǎng)學生的動手能力。實驗教師對學生的考核應(yīng)取“量方法而不是量形式、重能力而不是重結(jié)果”的思路。工作重點應(yīng)轉(zhuǎn)為教給學生如何發(fā)現(xiàn)問題、如何解決問題的方法，讓學生自己處理實驗中的問題，自己修改和完善設(shè)計。只要學生掌握了解決問題的方法和技巧，就達到了教學的目的。

三、理論的實踐需要

理論教學、實驗教學應(yīng)有機結(jié)合，理論教學中應(yīng)加強對相關(guān)物理理論產(chǎn)生的實驗現(xiàn)象的論述。物理學中的概念的建立、定律的獲得幾乎都是建立在觀察現(xiàn)象、科學實驗的基礎(chǔ)上的。物理學中的很多名詞用文字敘述往往晦澀難懂，學生很難理解；如光學中的‘衍射’一詞，我們先給出實驗現(xiàn)象的圖像，再闡述‘衍射’一詞的定義，給出物理原理及公式。這不僅使學生對定義“一目了然”，更有興趣推導產(chǎn)生這種現(xiàn)象的理論解析。如利用電磁波的演示系統(tǒng)可以直觀地認識電磁波的干涉、衍射特點以及驗證電磁波是橫波的特性，利用靜電演示系統(tǒng)可以清楚地認識靜電場的各種性質(zhì)。例如在講到靜電屏蔽時，可以結(jié)合在高壓實驗室的研究經(jīng)歷，介紹實際工作中實現(xiàn)靜電屏蔽的例子；在講到布儒斯特定律時，以激光器的布儒斯特窗為例，介紹該定律的實際應(yīng)用。這樣，學生在接受這些知識時不是僅僅記住了該定律的形式，更將該定律與實際生活和社會生產(chǎn)聯(lián)系在一起，使得該定律成為“活”的知識。學生反映從中得到很大收獲，對物理概念的理解與體會更深了。

綜上所述，以上是自己在教學實踐過程中，通過理性分析物理專業(yè)大學物理的教學現(xiàn)狀以及存在問題，對大學物理教學改革提出的幾點建議。物理專業(yè)的大學物理教學改革是一項長期而艱巨的任務(wù)。在以后的教學實踐中，將進一步總結(jié)經(jīng)驗，勇于探索，不斷改善教學方法和考核方式，為培養(yǎng)出綜合素質(zhì)高，創(chuàng)新能力強的適應(yīng)現(xiàn)代化建設(shè)的優(yōu)秀人才的目標而奮斗。

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