非物理專業(yè)大學(xué)物理課程改革的探索與實踐

魯耿彪

(長沙理工大學(xué)物理與電子科學(xué)學(xué)院 湖南·長沙 410114)

大學(xué)物理學(xué)是高等院校非物理類理工科開設(shè)的一門重要的必修基礎(chǔ)課，其課程內(nèi)容是理工科學(xué)生進一步學(xué)習(xí)相關(guān)專業(yè)課程的重要理論基礎(chǔ)。教育部物理學(xué)與天文學(xué)教學(xué)指導(dǎo)委員會頒發(fā)的《非物理類理工科大學(xué)物理課程教學(xué)基本要求》中指出“大學(xué)物理課在為學(xué)生系統(tǒng)地打好必要的物理基礎(chǔ)，培養(yǎng)學(xué)生樹立科學(xué)的世界觀，增強學(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)新意識等方面，具有其他課程不能替代的重要作用”。為了更好地了解我校非物理專業(yè)大學(xué)物理教學(xué)的現(xiàn)狀，作者對我校所有理工科專業(yè)的學(xué)生進行了問卷調(diào)查，并召開了多次師生座談會，調(diào)研結(jié)果表明：當(dāng)前的非物理專業(yè)進行大學(xué)物理課程教學(xué)時仍存在許多的問題與不足。

1 非物理專業(yè)大學(xué)物理課程教學(xué)存在的問題

1.1 學(xué)生不重視大學(xué)物理課程的學(xué)習(xí)

眾所周知，大學(xué)物理課程理論性較強，數(shù)學(xué)基礎(chǔ)要求高，課程內(nèi)容概念抽象、內(nèi)容繁雜，知識點覆蓋面較廣。課程中涉及的分析研究對象多,解決問題方法靈活多變，還有繁多的公式和推導(dǎo)過程等給學(xué)生在學(xué)習(xí)過程帶來了不小的困難。同時有不少的學(xué)生認(rèn)為大學(xué)物理難學(xué)，又與自己的專業(yè)課聯(lián)系不大，學(xué)了大學(xué)物理對進一步學(xué)習(xí)以后的專業(yè)課沒有太大的作用，從而缺乏學(xué)習(xí)動力，學(xué)生往往處于消極、被動接受的狀態(tài)，特別是由于畢業(yè)后的就業(yè)壓力，很多學(xué)生往往會錯誤地認(rèn)為只有學(xué)好專業(yè)課與熱門知識才會有利于自己將來的發(fā)展，從而忽視了大學(xué)物理這門基礎(chǔ)課在學(xué)生的綜合素質(zhì)的培養(yǎng)過程中的作用，從而導(dǎo)致教學(xué)效果達(dá)不到課程開設(shè)的目的。

1.2 大學(xué)物理課程的教學(xué)學(xué)時數(shù)相對不足

近年來，學(xué)校一直在探索轉(zhuǎn)型發(fā)展，而高校轉(zhuǎn)型發(fā)展勢必涉及到課程調(diào)整，特別是理工科類專業(yè)將會更應(yīng)注重學(xué)生實踐能力的培養(yǎng)，原有的部分專業(yè)課程被要求增加實踐環(huán)節(jié)，這必然導(dǎo)致部分基礎(chǔ)課面臨減少學(xué)時的境況，而大學(xué)物理課首當(dāng)其沖。大學(xué)物理教學(xué)課時相繼縮水已是不爭的事實,在學(xué)時縮減情況下，大學(xué)物理教學(xué)中原本就存在的“內(nèi)容多、學(xué)時少，難度大、吸引力小”等問題變得更加嚴(yán)重，講授內(nèi)容實際需要的課時與實際課時相比明顯不足間的矛盾導(dǎo)致多數(shù)教師往往采用刪減內(nèi)容的方式進行授課，嚴(yán)重阻礙了學(xué)生知識面的拓展。

1.3 教學(xué)的方法和手段缺少多樣性

目前，非物理專業(yè)大學(xué)物理課程教學(xué)仍然主要采用“填鴨式”教學(xué)方法，以老師在課堂講授為主，在教學(xué)過程中，主要采用的教學(xué)輔助手段為多媒體，在授課過程中教師的教學(xué)方法與手段過于單一，不利于學(xué)生的科學(xué)思維能力和創(chuàng)新能力培養(yǎng)。

2 非物理專業(yè)大學(xué)物理課程教學(xué)改革的思考

在當(dāng)前大學(xué)物理課時縮減的背景下，為了保障大學(xué)課程教學(xué)質(zhì)量適應(yīng)理工科專業(yè)學(xué)生培養(yǎng)的目標(biāo)與要求，為更好地實現(xiàn)人才培養(yǎng)目標(biāo)，我們從以下幾個方面進行了思考與探索：

2.1 大學(xué)物理課程組實施分專業(yè)教學(xué)的嘗試

北京大學(xué)原常務(wù)副校長王義遒教授在《教學(xué)方法改革：改什么，怎么改?》一文中指出：教學(xué)方法改革重在“激發(fā)”。激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，這既是一種教學(xué)指導(dǎo)思想，又是一種有效的教學(xué)方法，對調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和積極性，增強學(xué)生分析問題的能力有不可替代的作用。而要提高學(xué)生學(xué)習(xí)大學(xué)物理的興趣，首先要讓學(xué)生感受到大學(xué)物理的學(xué)習(xí)對他們的后續(xù)專業(yè)課的學(xué)習(xí)很有意義，這需要任課老師對所教學(xué)生的專業(yè)的培養(yǎng)計劃及后續(xù)所開設(shè)的專業(yè)課程內(nèi)容有初步的了解，引導(dǎo)學(xué)生了解大學(xué)物理所學(xué)內(nèi)容與后續(xù)專業(yè)課程間的關(guān)系，很好地體現(xiàn)出大學(xué)物理知識在專業(yè)課當(dāng)中的基礎(chǔ)作用，讓學(xué)生感到基礎(chǔ)課為專業(yè)課服務(wù)的功能。而要實現(xiàn)這一目標(biāo)，將大學(xué)物理教研室的老師按開課專業(yè)分組，實行分專業(yè)教學(xué)。同時根據(jù)不同專業(yè)課與大學(xué)物理知識的銜接程度，制訂出幾類教學(xué)大綱，相應(yīng)的教學(xué)內(nèi)容的側(cè)重點不同，在學(xué)習(xí)力學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)、光學(xué)、機械波，量子物理、相對論等知識時學(xué)時分配不同。如我校電子、電信與電氣電力類專業(yè)對大學(xué)物理中的電學(xué)與磁學(xué)章節(jié)的知識要求較高，在制訂電氣類教學(xué)大綱時電磁學(xué)的講授課時可相應(yīng)增加，教學(xué)與相關(guān)習(xí)題的難度可適當(dāng)加大。而土木、交通與水利類專業(yè)對質(zhì)點動力學(xué)，剛體力學(xué)及光學(xué)的知識要求較高，在制訂教學(xué)計劃時可適當(dāng)加大這部分的教學(xué)課時與學(xué)習(xí)難度。而能動與化工環(huán)境類專業(yè)對熱學(xué)知識要求較高，可以針對性制訂教學(xué)大綱。各個院系內(nèi)部也可根據(jù)不同專業(yè)的特點，自由選擇適合自己專業(yè)的教學(xué)模塊。

教師在上課時需要對所教專業(yè)有較好的了解，并在教學(xué)中作出相應(yīng)的體現(xiàn)。如我們講到電磁學(xué)中電介質(zhì)的極化一節(jié)時，擔(dān)任電氣專業(yè)的大學(xué)物理主講老師可以向?qū)W生介紹在《高壓電技術(shù)》課程中，在液體和固體介質(zhì)的極化、電導(dǎo)和損耗一節(jié)中就涉及到電介質(zhì)的極化知識。而且指出在物理課上學(xué)到的無極分子位移極化和有極分子取向極化就是專業(yè)課當(dāng)中的電子式極化和偶極子極化，而且專業(yè)課中還有離子式極化現(xiàn)象、夾層極化現(xiàn)象等，并簡單舉例。再如，我們講到熱力學(xué)基礎(chǔ)中準(zhǔn)靜態(tài)過程、功、熱量、內(nèi)能、比熱、熱力學(xué)第一定律等知識時，擔(dān)任能動專業(yè)的大學(xué)物理主講老師可以向能動專業(yè)的學(xué)生介紹在《工程熱力學(xué)》第一章的基本概念以及第二章氣體的熱力性質(zhì)、第三章熱力學(xué)第一定律等章節(jié)中多次涉及到相關(guān)知識，指出兩書中的哪些圖例有相像之處，并將物理教材中的概念、名詞適當(dāng)?shù)嘏c專業(yè)課教材中的相對比，如內(nèi)能、熱力學(xué)能等。這樣做會讓學(xué)生感覺到，物理課的確與專業(yè)課有著密切的聯(lián)系，學(xué)好物理課對學(xué)習(xí)后續(xù)專業(yè)課有很大的幫助，學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性也就會有大幅的提高。

2.2 豐富教學(xué)方法與手段

當(dāng)前學(xué)生對大學(xué)物理課程容易出現(xiàn)疲勞感和畏難的原因，很大程度是課程理論性強，繁多的公式和推導(dǎo)過程容易讓學(xué)生覺得枯燥。因此，豐富教學(xué)方法與手段對提高課堂教學(xué)質(zhì)量有著重要的意義。教學(xué)方法上教師可以采用啟發(fā)式、討論式、提問式等教學(xué)方法來營造生動活潑、師生互動的課堂氛圍，以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，促進學(xué)生積極思考，教師還可以在教學(xué)班級上設(shè)立探究小組，進行專題學(xué)習(xí)。針對不同的教學(xué)方法與內(nèi)容，教師可以靈活采用雨課堂、翻轉(zhuǎn)課堂、制作科技演示小視頻等手段，以提高大學(xué)物理課堂教學(xué)質(zhì)量。

2.3 進一步完善課程考核體系

對非物理專業(yè)學(xué)生的大學(xué)物理實行分專業(yè)教學(xué)，相應(yīng)的課程教學(xué)內(nèi)容也必然是多類型、多層次的，因此考核方式必須作出相應(yīng)的改革，不同專業(yè)根據(jù)教學(xué)情況分開考核，不應(yīng)該由一張試卷就簡單地決定了學(xué)生的學(xué)習(xí)成績。首先應(yīng)該壓縮期末考試的分值比例,增加整個學(xué)期學(xué)生參與課堂討論以及其他能力的分值比例。如學(xué)生的資料查閱與學(xué)習(xí)能力就應(yīng)該是一個很重要的衡量，還可以從學(xué)生平時的課堂討論、回答問題，提交作業(yè)等情況來綜合考察學(xué)評定生的學(xué)習(xí)情況。

我們團隊致力于系統(tǒng)地了解我校大學(xué)物理目前的教學(xué)現(xiàn)狀，從學(xué)校的專業(yè)分布、培養(yǎng)計劃及學(xué)生的基礎(chǔ)等方面全面開展探索與研究，根據(jù)我們自己的實際情況探索大學(xué)課程分專業(yè)教學(xué)的模式，對不同專業(yè)精選合適的教學(xué)內(nèi)容，引入更多的教學(xué)手段，整理與專業(yè)相關(guān)的知識模塊，設(shè)計與專業(yè)知識相關(guān)的例題，收集組織相關(guān)的背景材料。通過課題組的研究與實踐，創(chuàng)建具有我們自己特色的教學(xué)模式，使大學(xué)物理教學(xué)在學(xué)校人才培養(yǎng)中起到更好的作用，成為我校學(xué)習(xí)、探索、創(chuàng)新為一體的教學(xué)模式，這在我校培養(yǎng)創(chuàng)新人才工作中具有重要的意義。