少學時工科大學物理教學與專業課相結合探索

來嫻靜

大學物理課是基礎科學知識與科學實踐結合得最普遍、最典型的一門課，在應用型本科教育中對學生科學思維方法的培養和理論與實踐結合能力方面的鍛煉都起著舉足輕重的作用。物理學的科學思想、基本理論、研究方法具有極大的普適性， 掌握物理學處理問題的思想和方法是大學物理教學的重要目標。但是， 目前大學物理教學面臨的主要問題是課時少、內容多。基于我國高等院校普遍對大學物理課程縮減學時的現狀，再結合我校發展建設對工科大學物理教學的要求，物理組對少學時（64學時或48學時）的工科大學物理教學進行探索。

一、教學內容把握松弛有度

隨著我校工科各專業的不斷發展與建設，各個專業對大學物理課程的要求從原來的96學時減少到64 學時和48學時?；谶@方面的考慮，物理組可以根據專業特點和側重，對教學內容進行必要取舍與整合，做到詳略得當并對教學內容進行適當更新，通過知識的內在聯系形成體系;同時也要將學科發展的新理論、新技術進行篩選，去粗取精，作為教學內容的有力補充。

由于課程除完成物理學的基本知識傳授之外，重點要求學生掌握嚴謹、科學地描述自然規律的方法，培養學生運用基本理論解決實際問題的創新能力。所以教學中在保障課程體系的完整性提前下，要做到松弛有度，細講部分啟發式內容，壓縮一般性內容，突出思想方法的講授和創新意識的培養。比如說，掌握微積分的運算對于學好大學物理至關重要，那么怎樣才能使大學物理的學習不被數學困擾呢？關鍵是要讓學生從物理的角度去理解微分和積分。為此在大學物理的第一篇力學部分就要過微積分這一關，否則往后的學習就會有更多的問題.為此在第一堂課，給同學們的問題就是：如何理解微積分在物理問題中的意義——如瞬時速度、瞬時加速度、功、沖量等等.要求學生分組討論，每人都要闡述自己的理解，當學到這部分內容時，可以隨機在課堂上提問幾個同學，最后加以總結。這樣同學們對物理概念就有了透徹的理解，知道了為什么要在物理中引入微積分解題，在后續的電磁學等章節中利用微積分的問題也就迎刃而解。又比如，在講動力學基本定律時，重點突出運用高等數學方法解決物理問題，如變力做功、由動力學推導出運動學方程等。細講已知阻力求速度表達式這類問題，這些例題難點是后面的積分，對初學高等數學的大一學生來講，應用高數解決實際問題還是一個困難。所以必須讓學生區分什么是物理問題，什么是數學手段，不能因為微積分能力差而影響物理問題的解決。對于剛體力學，針對學生熟悉質點而不熟悉剛體的特點，重點突出研究方法，用類比的方式介紹剛體的運動學、動力學，并體會用角動量描述和解決問題的優勢。如剛體的運動學描述其運動的各量，建議在黑板上列出各種直線量和角量的對應關系，剛體的動力學則一定要分清層次講解，突出轉動定律的地位，必須說明轉動定律相當于質點中牛頓第二定律，而力矩的定義和轉動慣量的計算是第二層次。總之，在講清基本內容的基礎上突出重點和難點，重點放在基礎性強、適用性廣、對高新技術的發展起重要作用的基本原理和基本內容上，并適當顧及深度，保持前沿性和先進性;在講授中強調精講經典、加強近代、介紹前沿、激發創新等。

二、大學物理的基本理論向專業學科滲透

在理工科專業教學中，大學物理的教學內容已經決定了它作為一門公共基礎課不僅能夠使學生獲得系統、扎實的基礎科學知識，更重要的是能夠培養他們的科學思維方式，提高他們在實際的工程應用中勇于創新的能力。大學物理教學內容中每個知識點都是不同理工科專業的基石和出發點。例如，物理學思想和方法在近代生物科技的發展中有著不可磨滅的功績： X射線衍射法能直接測定原子在分子中的排列;耗散結構理論解決了物理學中熵增加原理與生物進化論的矛盾;光譜法能用來揭示不同條件下分子構型可能發生的變化;電泳技術能用來分離帶電的高分子， 以及測量他們的電荷， 這些方法是生物學研究深入到分子水平的基礎;核磁共振所獲得的圖像異常清晰、精細、分辨率高， 特別對軟組織層次顯示得好;激光外源導入基因法使基因轉化， 利用激光輻照使染色體突變等。在大學物理課程中適當引入對現代生物研究起重要作用的物理理論與技術， 可以擴大學生的知識面， 使學生意識到物理學在推動生命科學發展中的重大意義。因此，有目的地尋找合適的切入點，根據學生的不同專業區別對待，在與其專業知識相關的物理內容上進行擴充，不僅能夠加深學生對物理基礎學科與其專業學科間關聯性的認識，而且可以激發各專業學生的學習興趣，從而提升大學物理等基礎學科在理工科專業教學中的地位。

各學院專業不同，對物理教學內容的要求自然也不同。因此，針對各專業對學生的不同培養目標，結合大學物理課程自身的特點，提出比較切合各專業人才培養需要的教學模式，編寫適合各專業學生需要的習題，以克服物理與專業課脫節的教學現狀。例如，在生環學院所開設的大學物理課程講授了力學、光學、電磁學和大學物理實驗等內容，切實提高了應用化學、環境工程、化工等專業學生的大學物理實際應用能力和實驗技能。對于城建與鋼結構專業的學生，我們把教學重點放在力學、光學和熱學的講解上，并在教學中加入一些工程案例分析，讓學生體會到用理論知識解決實際問題的快樂;在其實驗課中則突出基本測量方法的訓練，培養學生的實際動手能力。

總之， 基于少學時大學物理課程現狀，優化教學內容、建立與專業相結合教學體系是實現大學物理課程設置優化的重要組成部分。實現與專業相結合的大學物理教學體系，不僅能為不同專業學生后續專業課的學習打下堅實的科學基礎，也滿足社會對專業型、應用型本科人才的要求。

【參考文獻】

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