工科專業大學物理教學現狀與改革方向研究

瞿佰華

摘要：大學物理作為工科專業的基礎課，在奠定學生物理思維與專業思維方面起著舉足輕重的作用。針對此形勢，本文分析了當前大學物理教學中所存在的問題，并提出了三個改革方向：專業滲透式教學、模塊化教學以及網絡教學。

關鍵詞：工科；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（2018）04-0129-02

一、引言

物理學的研究對象是物質的基本結構以及物質的運動規律，作為一門基礎的自然學科，它是各分支學科、交叉學科和新興學科產生和發展的基礎。由于物理學的特殊地位，《大學物理》成為了理科、工科專業必修的基礎課程，其內容主要包括力學、熱學、電磁學、光學及現代物理學等幾部分內容。[1]大學物理課程的教學內容、研究問題和解決問題的思維方法，有利于培養學生科學的思維方式，有利于培養學生的創新意識，即大學物理課程對培養學生的現代科學素質起著重要作用。在保證物理學本身的全面性與系統性的前提下，與專業特點緊密而有效的結合，利用物理學基本原理來闡述專業問題，將當代物理學的發展動態與專業發展方向相聯系，是值得我們認真深入思考的問題。尤其對于高等工科院校，探討基礎課與專業結合的教學模式，使其互相促進十分必要且勢在必行。[2]本文主要論述了當前大學物理教學中存在的問題，并針對這些問題，總結了一些可能的改革方向。

二、大學物理教學現狀

1.教學手段與教學形式單一。多媒體技術的發展，使得教師從傳統的黑板粉筆式教學手段中解放出來，但是卻出現了新的問題。因此，在教學改革中首先要求教師熟悉教學內容，并制作精良的多媒體教學課件，將多媒體與板書有機結合，充分發揮多媒體和傳統手段的優勢，才能達到最佳教學效果。此外，教學形式也比較單一，大班教學，無法實現因材施教、因人施教，而當前高中教育中，有很多地方的學生甚至沒有選修物理課程，因此學生物理基礎參差不齊，教學效果下降。

2.教學課時縮減。在當前提倡學生減負，提倡素質教育的大背景下，高等學校課程教學課時大幅縮減，隨之而來，大學物理課程也被大幅削減。為完成整體教學任務，許多重要內容被迫刪去，只剩下經典物理學的基本內容，這導致學生的大學物理知識缺乏系統性，尤其是個別專業與刪去的知識關聯度很大，在大學物理課程中，學生無緣接觸當前科技發展的前沿知識，無法了解物理科技的最新進展。[3]以個別工科院校為例，大學物理課時，由最初的上下兩冊96學時，減少為72學時，其中的剛體力學、現代物理學部分被大幅削減，甚至有些專業課縮減到48學時。鑒于此，教師要想順利完成大學物理內容的教學，只能進行科普式教學。

3.教學內容與專業脫節。大學物理教學一方面要給學生傳授系統的物理知識，從而培養學生分析和解決問題的能力，培養學生的創新和探索意識，養成良好的科學素養和科學習慣。另一方面，作為自然科學的基礎，各工科專業的專業知識中都要涉及到物理學相關內容，且不同專業所需物理知識的側重點各不相同，如果學生沒有良好的物理基礎，則會在專業課程的學習中遇到困難。目前，大部分高校工科專業所開設的大學物理課程，幾乎全部采用統一的教學大綱，同樣的教學計劃，一致的考核方式。這種設置方式具有極大的局限性，無法突出大學物理作為基礎課的地位，缺乏與專業知識的聯系，沒有達到與后續專業知識相銜接的目的。因此，處理好基礎課和專業課的關系，既保持物理體系自身的完整性又兼顧專業特點，使大學物理課程實現與專業課的完美銜接是教學改革需要完成的一個重要課題。

三、大學物理教學改革方向

針對上述現狀，我們認為要想保持大學物理教學的優勢和先進性，教學改革勢在必行。因此，結合前人的研究工作，本論文主要論述了以下三種改革方式。

1.專業滲透式教學。在大學物理教學過程中，將物理教學內容與專業知識相結合，潛移默化地進行專業思想教育則成為滲透式教學。[4]例如對機械工程專業，可以把機械設計的受力與省力規律與力學中的杠桿知識相結合，把發動機的工作原理與電磁感應定律相結合；對于計算機專業，可以把硬盤的存儲記錄原理與磁性材料知識結合，把鼠標定位原理與光學知識相結合；對電子技術專業，可以將常用的家用電器如冰箱、空調的工作原理與熱力學知識相結合，將電磁爐、微波爐等與電磁感應渦電流的知識相結合。對通信工程專業，可以將各種信號發射器與與電磁波的知識相結合，等等。總的來說，專業滲透式教學就是要將專業課程內容融入到大學物理之中，這就要求教師在教學活動之前獲得豐富的專業素材。一方面具備專業方面的理論知識，了解學生畢業后所要從事的工作領域和專業方向。另一方面，也需要具有相關的實驗和實踐經驗，參與專業的教學實習和生產實習等活動。此外，通過采集多媒體素材，購買或者自行組裝典型的演示儀器，結合大學物理課的內容充實相關實例，將此類元素加入教學中，實現全方位、立體化的大學物理教學。

2.模塊化教學。不同專業若使用相同的授課計劃和教學大綱，則使物理教學不能有的放矢，不能很好地為專業課程教學服務。鑒于此，有高校教師認為在教學過程中根據各個專業特點，制訂差別化的授課計劃和教學大綱[2]，實現因材施教，針對性教學，該方法被認為是一個很好的選擇。如南京理工大學紫金學院的史建新等人提出了模塊化教學，將大學物理分成力學模塊、機械振動和機械波模塊、熱力學模塊、電磁學模塊、光學模塊以及近代物理等幾個大模塊，然后每一模塊根據教學計劃的難易程度以及內容深度分為A、B、C三個不同的層次，對于各個專業要制訂差別化的授課實施計劃和教學大綱，各個專業根據自身特點與專業需求，在授課計劃和教學大綱中添加不同的模塊，并選擇不同的層次。因此，教學大綱的確定必須由專業課老師和大學物理老師共同確定，要求必須熟悉該專業的培養計劃、該專業所學的全部課程，熟悉與學生專業課程相關聯的科目和內容，通過這些知識來調整大學物理課在該專業的授課計劃，根據專業特點對不同內容體現教學側重，為后續專業課程的學習做好必要的理論鋪墊。

3.課堂教學與互聯網輔助教學相結合。為了幫助學生更好地消化吸收課堂內容，可以應用互動教學系統開展網絡輔助教學，在課堂中，通過多媒體技術實現對大學物理教學信息的收集、傳輸、共享，課后可以改進傳統的教學模式，并突破傳統物理教學模式的限制。[5]教師在授課的同時，將教學計劃、教學視頻等相關資料上傳到網絡教學平臺，對學生實施網絡教學，該模式可以有效彌補傳統課堂教學無法解決的教學時數不足、生源質量下降等問題，此外，網絡教學可以有效拓寬學生課外學習的空間，消除學生在學習大學物理課程時的時空約束。網絡課程中，除了授課內容，還應專門開辟討論與答疑空間，對于學習中的疑問，學生可以在線展開討論，也可以開啟個別輔導平臺或者通過電子郵件等形式咨詢教師。另一方面，在網絡教學平臺中，可以通過“慕課”形式引入一些國內外的大學物理精品課程，或者在一些關鍵知識點設置合適的“微課”。“慕課”與“微課”的引入，不僅可以調動學生積極性，激發學習熱情，給學生提供聆聽高水平專家的授課機會，也可以為教師提供學習機會，開拓視野，提高授課水平，從而提高大學物理課程的教學質量。[6]

四、結論

總的來說，為適應新形勢下的教學要求，大學物理教學也應該做到與時俱進，及時改革，使得大學物理課程真正做到為專業課服務，成為銜接基礎課與專業課的一個橋梁。

參考文獻：

[1]方麗梅，祖小濤.對工科大學物理教學改革的幾點思考[J].電子科技大學學報社科版，2005，7（增刊）：93-95.

[2]韓桂華，姜偉，陳志剛，等.大學物理與專業結合的教學模式探究[J].中國科技信息，2007，（15）：231-232.

[3]王軍，白浪，李丹.工科專業大學物理課程教學現狀及改革探討[J].攀枝花學院學報，2016，33（2），101-103.

[4]張智偉.工科大學物理教學中專業滲透的新思路[J].科技視界，2012，（13）：138-139.

[5]張志國.中外大學物理網絡教學手段比較研究[J].吉林化工學院學報，2015，32（12）：93-95.

[6]倪燕茹.基于網絡教學平臺的大學物理課程建設的必要性[J].科技創新導報，2015，（32）：213-214.endprint