應用型本科院校大學物理教學改革研究

摘 要：分析近年來國內工科大學物理改革的基本方向，肯定扎實學生基礎、培養創新型人才的重要性，緊緊結合應用型本科院校大學物理的教學內容、教學方法改革，提出了深化工科物理教學改革、培養大學生學習能力、實踐能力、創新能力的思路和實現途徑。

關鍵詞：應用型本科院校；大學物理教學改革；研究性學習；學習能力；實踐能力；創新能力

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A

Abstract：According to the teaching situation of college physics in application-oriented undergraduate colleges，a solution of physics teaching reform of college is discussed from the aspetects of arrangement of course system and content . It pointed out that the reform of educational system and content，the teaching based on Project-Based Learning could effectively cultivate the learning ability， the practice ability and innovation ability of college students.

Key words：application-oriented undergraduate colleges；College Physics teaching reform；Project-Based Learning；learning ability；practice ability；innovation ability

目前，基礎物理課程的教學改革出現兩個重點方向：一方面要以現代化為中心進行教學內容的改革；另一方面要以計算機物理教學環境的建設為中心的教學手段和教學方法的改革。由于介紹物理基礎、推導必要的物理公式時，板書教學法優點明顯，有助于培養學生的理性思維。因此，在開展和組織具體教學時，應將傳統板書和多媒體教學方法有機結合，對不同內容、不同對象采用針對性很強的教學方法。考慮到工科物理教學在培養大學生學習能力、實踐能力、創新能力方面的作用，對教學內容的改革，不能僅靠補充近、現代物理知識，去處陳舊知識、壓縮繁冗內容來解決。應該把傳統基礎知識（力學、電磁學、光學）精練和提升，使之能基于學生的直接經驗，密切聯系學生的學習生活和社會生活：使其一入大學就改變中學那種簡單、依賴的學習方法，通過聽課、閱讀教材和參考書、作業、實驗及同別人討論，發現問題，尋求新知識以至形成自己比較系統的認識，主動地培養自己的獨立工作能力，并能綜合運用所有的知識對自主選擇的問題進行跨學科探究。從而使自己的學習能力，實踐能力，創新能力得到培養和鍛煉。

1 通過大學物理課程的改革，使之成為各門學科有效滲透的“研究性學習方式”的“研究性學習”課程

1.1 教學內容改革

作為低年級的公共基礎課，大學物理不僅是工程技術的基礎，而且和實驗、數學、哲學、化學等學科有緊密地聯系。首先，要通過對大學物理教學內容的改革，體現各門課程的聯系，使其所學知識融會貫通。在教學中，要學會在物理語言和數學語言之間要會翻譯：把抽象的數學公式翻譯成具體生動的物理概念；把直觀的物理運動翻譯成嚴密的數學程序。最后把物理語言上升到哲學的語言來闡述。實驗——理論——實驗，是物理學發展的通常方式，它體現了實踐、認識、再實踐、再認識的認識論規律。

例如，麥克斯韋在法拉第等人的大量實驗基礎上，提出了“渦旋電場”、“位移電流”的假說，建立了麥克斯韋方程組；在此理論基礎上麥克斯韋預言了電磁波，赫茲通過實驗發現了電磁波。因此，在教學內容上要注重理論和實踐的結合。由于大學物理自身理論性較強，與專業課程結合不緊密，致使學生對物理課的學習經常感到枯燥無味，提升不了學習大學物理的興趣，甚至出現大學物理“無用論”。

另外，由于物理教學學時有限，教學內容廣泛。因此，不能強調它的基礎性，而忽視了不同專業學生對物理內容的不同需求。要改變教學中多年來形成的固定模式，對不同專業的學生要采用不同的的教學大綱和授課標準。因此，可把傳統基礎知識（力學、電磁學、光學等）精練和提升，強調學生專業基礎知識。對學生高中學過的傳統基礎知識的教學，教師可指出大學物理學習時注意的問題：如強調矢量、變量、微積分等內容。教師在組織教學過程中，可引導學生撰寫學習總結，對每一章、每一篇學習內容做必要小結。通過總結，學生不僅可對每一章或每一篇知識點做必要復習，也可對知識做整體和邏輯性的認識，還可以檢查自己的學習情況，從而對沒學好或掌握不夠扎實的知識重新學習，直到掌握為止。更重要的是，學生能變被動學習為主動學習，提高學習的主觀能動性。

同時，學習總結發生在課外，而教師只需在課堂上加以引導，因此不會占用太多的授課時間。在保證“必須、夠用”為度的前提下，有必要根據不同專業的需求調整教學內容，壓縮與專業相關度小的章節的學時，適當增加與專業銜接緊密章節的學時。在平時教學中突出重點，充分利用學生對專業知識的渴望來提高對物理的興趣，從而增強其學習物理的動力和信心，提高教學效果。另外，及時地將大學物理的教學內容同現代科學技術的最新進步和相關先進制造產業的發展緊密結合起來，注重近現代物理知識的教學，同時避開復雜的數學推導，以講概念、講原理、講思想、講方法為主，理清物理學整體知識脈絡和當今物理學發展的前沿問題。

1.2 課程教學中給學生研究式的學習訓練

教師可充分利用多媒體教學化繁為簡、化難為易，化抽象為具體的功能，將現代化教學模式和傳統的教學模式相結合，提高學生的學習興趣。將物理知識的提出，趣味應用、實際生活和專業工程問題引入整個課程的教學之中，提高課堂教學質量。課堂上可采用德國教育專家胡格（Hug）教授的職業行動能力教學法進行課堂教學改革，通過各種各樣的形式多樣方法來實現的學生所具備的能力，如有趣的關鍵字卡片法、小組擴展法、可視化法、伙伴拼圖法等教學方法，實現內容與教學方法的融合，培養學生獨立的、負責人的、有效的完成一項工作的能力。通過對大學物理教學內容、教學方法、教學手段改革，特別是對傳統基礎知識（力學、電學、光學）進行精練與提升，給學生留出時間和空間，使大學生一入大學就應改變中學那種簡單、依賴的學習方法，主動地培養自己的學習能力、實踐能力、創新能力。

2 充分利用教師在教學中的主導作用，通過大學物理教學改革，培養大學生的學習能力、實踐能力、創新能力

物理學是自然科學的基礎，除了具有豐富的物理知識外，還含豐富的社會科學知識和科學方法，它是一門以實驗為基礎的嚴密的理論科學和完善的精密科學。物理學的研究方法主要有：理想模型法、理想試驗法、科學假設法、類比推理法、分析綜合法、演繹歸納法、半定量法等。而研究物理量的基本方法有：尋找對稱性、不變量和守恒量是全局或整體的研究方法；對于連續可微的物理量，求極限、求導，研究極值點、穩定點、拐點等。這就要求教師把傳授知識、方法、思想放在同等重要的地位，以方法帶動知識點的學習，以方法提高學生處理實際問題的能力；用思想加深對知識點的理解，用思想去把握知識的整體結構；最后通過思想方法的教學達到對學生邏輯思維的培養與訓練。

在教學過程中，只有重視物理學的研究方法和物理思想，才能了解這些思想或方法在物理學創新中的作用，才能引導學生的創新意識。只有通過物理學改革使學生不僅掌握本學科領域的理論和技能，還能使其掌握物理學的研究方法，引導其進行研究性學習，使其學習能力，實踐能力，創新能力得到培養和鍛煉。物理學是一門實驗的科學。實驗——理論——實驗，是物理學發展的通常方式。因此在教學過程中不僅重視理論的系統性、邏輯性，還應重視實踐性。

另外，理論要聯系實際，強化應用。而在這方面我們與美國等發達國家相比有不少的差距。例如，美國麻省理工學院（MIT）Walter Lewin教授的電磁學，大概有1/3的時間是在做有趣而有啟發性的實驗。加強物理知識與工程應用，與生活應用的聯系。注重物理學原理在工程技術中的應用，反映工程技術和社會對物理學知識的迫切需要，使學生初步樹立工程意識，逐步學會探索將物理原理和方法運用于工程技術之中解決實際問題的途徑。

科學精神的精髓是求實創新。創新，即推陳出新，破舊立新，有推有出，有破有立。創新并不神秘。把知識向前推進一步，向更廣、更深、更精、更神的方向邁出一步，都是創新的一步。因此創新意識要貫穿在整個學習過程中，對知識要在繼承中創新。教師在培養學生學習能力、實踐能力、創新能力中起主導作用，要積極探索培養大學生學習能力、實踐能力、創新能力的思路和實現途徑。

參考文獻：

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基金項目：洛陽理工學院基金（15JY-080）

作者簡介：郭向陽（1971-），男，漢族，河南偃師人，碩士，研究方向：凝聚態物理。