獨立學院大學物理教學與改革的初步實踐

張明霞 王理想

摘要：經過多年積累，大學物理的改革取得了一定的成果，但是當今社會和科技的發展，對大學物理的教學提出了新的要求。本文介紹了新的社會環境下，結合我院辦學特色進一步深化大學物理教學改革，在內容、形式等方面做的幾點嘗試。

關鍵詞：大學物理；物理實驗；教學改革

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2019）05-0067-02

大學物理是高等院校工科各專業重要的通識性必修基礎課，課程所講授的內容是形成學生科學素養和專業技能的重要組成部分。多年來大學物理在教學內容、手段甚至是模式等方面都進行了改革，并取得了較為顯著的成績，但是在當今的教學實踐中遇到的問題也不少。

一、教學內容與課時之間的矛盾

大學物理教學內容以保持經典物理學的風貌和架構為主，以相對論和量子物理為代表的20世紀近代物理學為輔。一方面隨著科學技術的發展，現代物理顯得偏少，與現代科學技術接軌的內容更少[1]，為解決這一問題大學物理課上需涵蓋更廣泛的內容；另一方面現在教學背景是大范圍縮減基礎課時。這樣一來內容多、課時少，課程難度越來越大，矛盾非常突出。不少學校只好在早已不滿足教育部高等學校教學指導委員會規定課時的基礎上繼續將相關內容進行刪減重組，使原本完整的內容體系顯得支離破碎。另外浙江省高考制度的改革使原本學生基礎參差不齊的狀況更是雪上加霜，因為有些學生高中階段未選學物理，基本沒有物理基礎，教學實踐中為完成教學內容，勢必花更多的時間用于基礎內容的講解和訓練。這些現狀使教學內容與課時之間的矛盾愈演愈烈，大學物理被邊緣化的趨勢也越來越明顯[1]。

二、理論講授與實驗教學之間的矛盾

物理學的特點是通過大量的觀察和實驗最終得出的理論還需實驗進一步予以證實或證偽，而通過反復推敲，理論與實驗交叉進行論證的過程，使物理學理論可信度增加，實驗精度也越來越高，所以理論和實驗是相輔相成不可分割的整體。作為工科學生進入大學后的第一門入門性的基礎實驗課程——物理實驗，其目的是使學生掌握實驗的基本知識、方法和技巧，能夠通過實驗培養學生動手能力、分析問題和解決問題的能力，最終提高學生綜合的科學實驗的素質[2]。一般高校大學物理和物理實驗課程是相互獨立的兩門課程，都有各自相對獨立的課程特點和教學目標，也有各自獨立的行政管理制度。但如果以學生為主，且從物理學規律本身來看，這種人為地把理論和實驗分割的做法，使得教學內容無法有機銜接。即使如我校所有理論課教師同時承擔實驗教學，仍然出現不少教學的不同步現象。以至于學生對所做實驗的科學內涵及其物理本質感到陌生和不可理解，而理論課由于失去了實驗的支持，也就顯得枯躁難懂。

事實上物理教學過程中還出現了其他各種各樣的問題，比方說物理學習對數學基礎有一定的要求，專業需求又對物理提出不同要求，課堂實踐中教師教學傳統缺乏新意，學生學習興趣不高甚至厭學等等，同時面對現今社會和科技的發展，現階段大學物理的教與學對教師和學生都提出了新的要求。

針對以上提到的一系列問題，只有從內容、形式等多方面入手，進一步深化物理教學改革，以期提高學生的學習熱情和興趣，順利完成教學內容，提高學生科學素養。我們首先做的是豐富教學資源，調整教學安排，從而優化物理教學體系。

一、調整教學內容，必修課與公選課配套教學

根據教育部高等學校教學指導委員會對大學物理的要求結合我校的實際情況，我們對工科生必修的大學物理的教學內容進行了全面調整：第一，按照絕大部分學生后續課程的教學要求，重新刪選確定新的教學大綱，部分內容進行合并重組，有些內容比方說近代物理甚至直接刪除。雖然從表面上看內容不全面，但是以現代教育理論為指導，以整個物理學內容為基礎，用近代的觀點來重組物理的教學內容，不再是物理學各分支的簡單組合，如最基本的概念粒子、系統、相互作用、場、波、對稱與守恒等概念始終貫穿教學的各個環節[3]。這樣修改后的教學大綱對課時的要求有大幅度的壓縮。第二，針對我校的專業設置，對大學物理進行分類教學。在課程設置上側重點不同，如土木類專業力學部分著力更多，機電類專業更關注電磁學部分。同時在教學實踐過程中在引入知識點、例題講解等時候不再一刀切，根據專業不同盡可能選擇或較新穎的、或與相關專業問題能有聯系的例子，使物理學不再高高在上，讓學生有具體的、切實的感受。第三，開設各類公選課供學生自由選擇，滿足各類學生的不同需要。在大一第一學期針對高中沒選學物理或物理基礎較差的學生開設高中和大學的銜接課程，為接下來為期一年的大學物理的學習奠定一定的基礎；同時我們也對全校學生包括文科生開設其他物理類公選課，在近代物理、科技物理或實驗物理等方面進行補充教學，使學生除了了解和掌握必修的物理知識之外，還可以根據自身興趣和愛好通過公選課了解到相關的物理前沿及發展。這樣教學內容大幅度調整，以必修課為主公選課為輔，兩者配套教學，基本保證大學物理在內容和結構上的完整。

二、結合互聯網技術改變單一的課堂教學形式

課堂教學改革已經有一些積累，PPT電子教案的使用，大量節省了板書時間，但同時也有一定的弊端，就是顯示時間短，學生還沒有理解消化就已進入下一頁。這一缺陷也在接下來的教改中一步步改進，在PPT中逐步插入圖片、flash動畫、小視頻甚至3D動畫等等，目的是使艱澀抽象的物理概念變得生動具體，方便學生理解和掌握。但在互聯網+的時代，這些教學手段的使用已經不能滿足現今的教學需求，所以我們在傳統的教學中引入了互聯網技術——雨課堂應運而生。雨課堂就是將傳統的多媒體技術和當今流行的微信技術、MOOC視頻相結合，建立起課外預習與課堂教學間的溝通橋梁，使課堂互動永不下線。現階段我們選擇幾個試點，利用雨課堂中部分技術將一些課件、習題等教學資料推送到學生手機使學生提前進行線上預習，一般5—15分鐘即可，課上進行反饋交流，課后線下進行復習，習題訓練。有了線上的輔助教學，為傳統課堂教學師生互動提供了新的渠道，也緩解了課堂教學過程中課時不足的難題。這種新的教學方式更符合當今社會學生的心理，能同時在課前—課上—課后全方位調動學生的學習積極性。

對于基礎較好學習比較扎實的學生，鼓勵他們利用課余時間通過微課、慕課進行自主學習，并參加各級各類物理競賽，以競賽促學習，使他們對知識的掌握更加全面和深刻。以這些學生為榜樣，調動其他學生的學習主動性。

三、改變物理理論與實驗人為割裂的現狀

這幾年我校致力于大學物理和物理實驗兩門課程的合并，并已實施。這一新的教學方式最大的好處就是更接近物理學的本質——理論與實驗是相輔相成不可分割的整體，但是該改革最大的瓶頸在于教學安排上——如何在合理的時間安排好大范圍學生的實驗。我們的解決方案是首先把原先獨立的行政管理統一起來，同時增加實驗儀器，保證在短時間內能使大范圍的工科學生及時完成實驗內容；其次對實驗進行總體分類，如力學類或電學類等，在這一基礎上再細分為基礎驗證性實驗、提高類型的綜合實驗或探索性、研究性實驗；最后把原本兩門課的教學目標、教學要求有機統一，根據理論課的教學進度把上述分類好的實驗按難度要求合理安排進來，而對某些基礎性的與物理理論聯系不是那么地緊密，但又是必須掌握的內容（如示波器的使用），則用于平衡教學進度。同時為高效完成實驗教學，組織學生利用雨課堂先進行線上預習，實驗操作時更多的是注意事項的提點及數據分析的講解。通過以上幾步把大學物理和物理實驗有機統一為一門完整的課程，這樣的教學安排既不會使實驗特別集中，也在教學上呈現一定的規律性。

在完成既定的教學內容之外，開放實驗室，搭建實驗創新平臺，在指導老師的引導下進行設計性實驗和課題研究，全面開發學生的創新能力。在整個教學過程中我們貫穿理論指導實踐，實踐檢驗理論的思想，理論和實驗兩者兼重，使合并后的大學物理課程能真正發揮提高學生的科學素養的作用。

四、結論

為應對當今社會和科技的發展，結合我校的實際情況，大學物理的教學從內容、形式等方面進一步深化改革，為培養具有科學素養的工科專門人才打下良好的基礎。

參考文獻：

[1]鄭文珍.工科大學物理教學與改革幾個兩難問題的分析與討論[J].物理通報，2015，（4）：26-29.

[2]付東輝，王淑玉.理工科院校大學物理實驗課程考核方式的改革與思考[J].黑龍江科技信息，2012，（6）：179.

[3]常同欽，吳明陽，蘇玉玲.如何在工科物理教學中講授物理學應用內容[J].物理與工程，2001，（11）：54-54.