應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式下大學(xué)物理教學(xué)思考

張艷麗　于麗萍　譚季麓

摘 要 應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)對大學(xué)物理課程的教學(xué)提出了新要求，文章從學(xué)生的知識結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、專業(yè)方向等方面進(jìn)行了探索性思考，并給出了相應(yīng)的教學(xué)對策。

關(guān)鍵詞 應(yīng)用型人才培養(yǎng) 大學(xué)物理 教學(xué)思考

中圖分類號：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

大學(xué)物理是高等院校理工科學(xué)生所必修的一門基礎(chǔ)性課程，學(xué)習(xí)大學(xué)物理，可以提高學(xué)生分析問題和解決問題的能力，培養(yǎng)學(xué)生的探索精神和創(chuàng)新意識。在應(yīng)用型人才培養(yǎng)的模式下，不同專業(yè)的定位和課程內(nèi)容的設(shè)置均發(fā)生了變化，大學(xué)物理作為公共基礎(chǔ)課，為專業(yè)人才培養(yǎng)服務(wù)，因其學(xué)科本身的特點(diǎn)，顯式的應(yīng)用性不強(qiáng)。此外，新形勢下也要求大學(xué)物理教學(xué)需與專業(yè)應(yīng)用前景緊密結(jié)合。再者，應(yīng)用型本科人才培養(yǎng)院校的學(xué)生有其自身基礎(chǔ)特點(diǎn)，面對理論性抽象性較強(qiáng)的學(xué)科，有一定畏難情緒，但動(dòng)手實(shí)踐能力較強(qiáng)。針對以上客觀條件，大學(xué)物理應(yīng)如何展開教學(xué)，順利完成課程專業(yè)應(yīng)用能力培養(yǎng)的目標(biāo)，是一個(gè)值得思考的問題。

1學(xué)生特點(diǎn)分析及教學(xué)對策

1.1中學(xué)物理基礎(chǔ)分析及大學(xué)物理教學(xué)對策

中學(xué)物理基礎(chǔ)可以為大學(xué)物理的學(xué)習(xí)提供幫助，但又與大學(xué)物理有很大不同，具體說來，中學(xué)物理因?qū)W生認(rèn)知發(fā)展的階段性特點(diǎn)及數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)上的局限，大多討論相對理想、恒定情況下的問題，以知識點(diǎn)的傳授為主。而大學(xué)物理更加注重對本源的研究，處理的多是變量情況下的問題，更加貼近實(shí)際條件，主要以物理思想、方法的運(yùn)用，培養(yǎng)學(xué)生諸如物理建模能力，科學(xué)研究方法，探索精神和創(chuàng)新意識等為教學(xué)目標(biāo)，更加注重對物理概念和規(guī)律的理解。因此，教師有必要在第一堂課即向?qū)W生講解大學(xué)物理與中學(xué)物理的區(qū)別、聯(lián)系，使學(xué)生認(rèn)識到為什么學(xué)、怎樣學(xué)，解答學(xué)生心里“重復(fù)學(xué)習(xí)”的疑惑，以激化學(xué)生學(xué)習(xí)大學(xué)物理的主動(dòng)性。

由于在中學(xué)物理的教學(xué)下，學(xué)生已形成一定的認(rèn)知定勢，教學(xué)中應(yīng)多注重對物理思想、方法的滲透，多舉實(shí)例，讓學(xué)生體會(huì)到學(xué)習(xí)大學(xué)物理主要是為了物理思維的訓(xùn)練和能力的形成，應(yīng)多引導(dǎo)學(xué)生轉(zhuǎn)變學(xué)習(xí)思維和學(xué)習(xí)方法。

以電磁學(xué)高斯定理的教學(xué)為例，講授完無限長帶電直線和無限大帶電平面的場強(qiáng)分布可用高斯定理求得之后，還需適時(shí)補(bǔ)充，對有限長帶電直線、有限大帶電圓面的問題則需要用“微元法”求得。教學(xué)時(shí)可由學(xué)生先分析討論原因，通過辯證對比，學(xué)生會(huì)對物理思想方法的理解更加清晰，也能認(rèn)識到遇到物理問題，應(yīng)該先跳出以往直接套用公式解決問題的慣性思維。再如求電勢分布，對有限帶電體一般以無窮遠(yuǎn)為電勢零點(diǎn)，但對于電荷分布至無限遠(yuǎn)的問題，則不可選在無限遠(yuǎn)，并給以例證，幫助學(xué)生認(rèn)識到大學(xué)物理的學(xué)習(xí)不靠識記，而是對物理概念和規(guī)律的清晰理解，也避免了認(rèn)識的片面。同時(shí)，還可以使學(xué)生認(rèn)識到大學(xué)物理的學(xué)習(xí)不必追求題海，做題目也是為了更好地理解概念。

大學(xué)物理與中學(xué)物理很大的不同，在于使用高等數(shù)學(xué)工具闡釋物理知識、思想和方法，教學(xué)中應(yīng)多說明中學(xué)物理處理的多是大學(xué)物理特殊情況下的問題，中學(xué)物理知識也大多可由大學(xué)物理在一定前提條件下得出，并多以實(shí)例讓學(xué)生體會(huì)一般到特殊的過程，告訴學(xué)生學(xué)習(xí)時(shí)應(yīng)注意以由上而下兼容的方式對待兩者之間的關(guān)系。

1.2高等數(shù)學(xué)基礎(chǔ)分析及教學(xué)對策

教學(xué)實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，學(xué)生對物理是有興趣的，他們的畏難情緒很大程度上源于不清楚高等數(shù)學(xué)知識如何在大學(xué)物理中運(yùn)用。高等數(shù)學(xué)內(nèi)容抽象，學(xué)生學(xué)習(xí)時(shí)重點(diǎn)多放在微積分的性質(zhì)與運(yùn)算上，對數(shù)學(xué)思想未引起足夠的重視，對其在物理中的運(yùn)用也缺乏充分的認(rèn)識。而大學(xué)物理研究復(fù)雜具體的對象，很多物理概念的理解以及物理模型的建立、求解通常需要運(yùn)用數(shù)學(xué)思想方法。離開了高等數(shù)學(xué)，學(xué)生就不能清楚物理定律與公式的來源，對物理現(xiàn)象與規(guī)律的認(rèn)識也難以深刻。因此針對這一基礎(chǔ)狀況，教學(xué)中需要設(shè)計(jì)一定的教學(xué)方法，多講些微積分在物理中的應(yīng)用，有意識地滲透數(shù)學(xué)思想和方法，學(xué)生的興趣就會(huì)大幅增強(qiáng)，也有利于培養(yǎng)學(xué)生使用高等數(shù)學(xué)知識分析解決物理問題的能力。下面是說明高等數(shù)學(xué)思想方法與大學(xué)物理融合的教學(xué)舉例：

以電磁學(xué)求通過無限長載流直導(dǎo)線旁矩形線圈的磁通量問題為例，學(xué)生的典型錯(cuò)誤做法有：

出現(xiàn)這種錯(cuò)誤的原因在于，學(xué)生對微積分的思想尚未理解，不清楚微積分知識如何與物理概念產(chǎn)生聯(lián)系。遇到此類情況，教學(xué)中應(yīng)適時(shí)點(diǎn)出，認(rèn)識物理定理、公式不能僅從數(shù)學(xué)關(guān)系上，還應(yīng)該理解它所揭示的物理含義。可引導(dǎo)學(xué)生思考適用問題的情境，與包含的物理含義及適用范圍作對比，指出上述問題的關(guān)鍵是磁感應(yīng)強(qiáng)度隨空間位置變化，在求解區(qū)域分布不均勻，因此不再適用，需借助微積分的思想解決。再結(jié)合回顧高數(shù)定積分概念的引出，引導(dǎo)學(xué)生理解分別在具體問題中的物理含義，指出磁感應(yīng)強(qiáng)度是與位置狀態(tài)對應(yīng)的量，而非過程量，因此應(yīng)對面積取微分。這樣，通過理論的應(yīng)用可以讓學(xué)生理解數(shù)學(xué)思想與物理問題結(jié)合的方法。

2結(jié)合學(xué)生專業(yè)方向，優(yōu)化教學(xué)

在應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)的要求下，大學(xué)物理的教學(xué)，除傳統(tǒng)的基本框架內(nèi)的知識講授，還應(yīng)與社會(huì)的需要緊密相連，在有限的課時(shí)內(nèi)完成學(xué)生專業(yè)應(yīng)用能力培養(yǎng)的目標(biāo)。具體地，結(jié)合學(xué)生專業(yè)前景，考慮根據(jù)不同專業(yè)需求調(diào)整教學(xué)內(nèi)容，設(shè)置教學(xué)模塊，以培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)能力；還可考慮適當(dāng)增加學(xué)科相關(guān)的科技知識，以專題講座或小論文布置的方式，使學(xué)生了解物理知識在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用，體驗(yàn)理論到實(shí)踐的落地感。下面以一例說明：

手機(jī)用微型揚(yáng)聲器是一種常見的電與聲能量轉(zhuǎn)換的器件，其中運(yùn)用最廣泛的電動(dòng)式揚(yáng)聲器基本原理便是電磁學(xué)安培定律的應(yīng)用，可以通過介紹揚(yáng)聲器的基本結(jié)構(gòu)，使學(xué)生了解如何通過所學(xué)的磁場對載流導(dǎo)體的作用力原理實(shí)現(xiàn)振膜的振動(dòng)發(fā)聲，這一過程涵蓋了電磁學(xué)、振動(dòng)與波動(dòng)等基本知識的綜合運(yùn)用。同時(shí)作為擴(kuò)展，還可介紹物理模型在此類科技產(chǎn)品的設(shè)計(jì)開發(fā)中所起到的指導(dǎo)作用，以及介紹所使用的模擬仿真工具，使學(xué)生認(rèn)識到物理學(xué)中常對所認(rèn)識的對象抓住主要特征進(jìn)行簡化，形成物理模型進(jìn)行研究，同時(shí)物理模型還可以向?qū)嶋H一步步完善，用于指導(dǎo)現(xiàn)實(shí)的生產(chǎn)實(shí)踐。

3結(jié)語

應(yīng)用型人才培養(yǎng)要求的背景下，大學(xué)物理教學(xué)應(yīng)從學(xué)生實(shí)際特點(diǎn)出發(fā)，結(jié)合學(xué)生專業(yè)方向開展教學(xué)，致力于培養(yǎng)學(xué)生理論與實(shí)踐結(jié)合、自主學(xué)習(xí)、獨(dú)立分析和解決問題的能力，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新精神，為培養(yǎng)應(yīng)用技能型人才服務(wù)。

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