熊紅彥，門高夫，王光建

（河北工程大學(xué) 理學(xué)院，河北 邯鄲 056038）

大學(xué)物理作為基礎(chǔ)課，它的研究和推理方法對工科各專業(yè)的學(xué)生提高自身科學(xué)素養(yǎng)具有重要的意義。但是我們發(fā)現(xiàn)近年來的大學(xué)物理教材雖然引入了關(guān)于物理學(xué)研究方法和思維方法的介紹[1]，并且很多教材也增加了物理學(xué)方法論方面的內(nèi)容，但是尚未形成完整的體系。如何精選物理教學(xué)內(nèi)容，將科研的思維方式引入物理教學(xué)，如何將一些前沿的物理知識引進大學(xué)物理教學(xué)中，使科研引領(lǐng)工科物理的教學(xué)，這是一個值得深入研究的課題。

一、 科研促進物理學(xué)教學(xué)內(nèi)容的實施原則

首先注重教學(xué)內(nèi)容的科學(xué)性，主要體現(xiàn)在選題和訓(xùn)練過程的科學(xué)性上。在選題方面要以科學(xué)研究的基本階段作為主線，結(jié)合課程的內(nèi)容來確定選題內(nèi)容。其次是教學(xué)內(nèi)容的基礎(chǔ)性，科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)應(yīng)該在基礎(chǔ)課的教學(xué)中進行。第三，教學(xué)還要注重廣博性。物理課蘊涵的科學(xué)思想和研究方法對其他學(xué)科具有指導(dǎo)性，從而激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性，不斷地發(fā)展和完善學(xué)生的綜合能力。

二、科研促進物理學(xué)教學(xué)的研究內(nèi)容

在教學(xué)實施過程中，由于教學(xué)任務(wù)和學(xué)生學(xué)習(xí)時間等客觀條件的限制,教師要深入挖掘教材，著重體現(xiàn)培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的特點[2][3]。

在大學(xué)物理理論課教學(xué)中，我們首先從模型的建立、綜合分析、理論聯(lián)系實際等方面做了精心引導(dǎo)，其次在教學(xué)過程中根據(jù)教師的科研項目、研究專長拓展教學(xué)內(nèi)容，引入或介紹相關(guān)最新研究成果，體現(xiàn)與學(xué)生專業(yè)相關(guān)的前沿內(nèi)容。

在我們的教學(xué)中，模型的建立是非常重要的，盡管教師一再強調(diào)研究模型的重要性，然而學(xué)生對模型的作用印象仍然模糊不清，我們通過給定一些小問題，比如“簡諧振動”等，將使學(xué)生更清楚的認(rèn)識到建立模型的要點，如何簡化模型，對進行后面的分析有著直接影響。通過對模型的建立的引導(dǎo)訓(xùn)練可以更快更好地提高學(xué)生的主動構(gòu)型能力。

學(xué)生對公式的理解經(jīng)常是比較表面化，有針對性的研究可以幫助學(xué)生提高對公式的理解能力，并且增強學(xué)生的猜想、論證以及思維、想象的能力。

綜合分析能力說的是學(xué)生對已經(jīng)學(xué)過的知識的整體掌握程度和分析問題的能力，是大家整體素質(zhì)的一個表現(xiàn)。例如講授保守場的時候，對重力場，引力場，靜電場的共性進行綜合分析，可以提高學(xué)生融會貫通的本領(lǐng)。再如振動、波動理論在力學(xué)、電學(xué)、光學(xué)等部分的運用等。

此外，我們還要求任課教師在教學(xué)中以自己承擔(dān)的科研項目為范例，講解物理知識的實際應(yīng)用。知識的綜合分析能力一般很難在考試中考核，只能通過一個個項目進行訓(xùn)練和考察。對學(xué)生的科研思維能力的提高是大有益處的。

雖然教材上設(shè)立了一些接近實際應(yīng)用的習(xí)題，但大多都是為了使學(xué)生理解某個知識點而刻意加工簡化過的，對于為什么要這樣去解決問題不去深究，使好多學(xué)生在日后的工作中，對怎樣運用所學(xué)知識還是一片茫然。所以應(yīng)讓學(xué)生根據(jù)工作中遇到的問題來設(shè)定題目，能夠靈活使用所學(xué)知識分析解決問題。這對于全面提高學(xué)生分析理解、創(chuàng)造性思維將有很大益處。

在大學(xué)物理實驗課教學(xué)中，我們根據(jù)各個實驗的內(nèi)在聯(lián)系，將實驗項目分成了一個個小的研究項目[4]，比如說電阻的測量方法研究、示波器的使用研究、微小電壓的測量方法研究、溫度的測量方法研究等，這樣做就把一個個單獨的實驗聯(lián)系起來了，通過研究可以使學(xué)生站在一個較高的層面上，全面的掌握提出問題、分析問題和解決問題的方法和手段。教學(xué)過程中我們還根據(jù)教師的科研項目、研究專長拓展教學(xué)內(nèi)容，引入或介紹先進的測試、測量方法。例如在“電阻的測量方法研究”項目中，我們根據(jù)電阻的阻值范圍以及測量要求，選擇不同的測量方法和儀器，這樣一個項目中就會包含電磁學(xué)、近代物理等多個學(xué)科內(nèi)容，通過一系列的深入研究就會使學(xué)生對科學(xué)研究的過程有一定的認(rèn)識和了解，更好的把握和理解有關(guān)物理知識及知識之間的相互聯(lián)系。

整體的教學(xué)實施過程中教師是學(xué)習(xí)過程的組織者，學(xué)生變成了積極主動的知識探究者，學(xué)生是學(xué)習(xí)過程的主體，教師起到了點撥和指導(dǎo)的作用。在這樣的學(xué)習(xí)過程中，更能激發(fā)學(xué)生的探究興趣，從而培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新素養(yǎng)。

三、科研促進物理學(xué)教學(xué)的實施過程與效果

為了提高物理教學(xué)質(zhì)量，激發(fā)同學(xué)們的學(xué)習(xí)熱情，訓(xùn)練他們的科研思維能力，我們在理論課講授和實驗課教學(xué)兩個方面進行了有益的嘗試。

在大學(xué)物理理論教學(xué)的過程中我們選擇信電學(xué)院13級計算機1、2班以及信息1、2班作為試點班級。除了講授教學(xué)大綱規(guī)定的內(nèi)容以外，我們還要求任課教師在教學(xué)中穿插自己承擔(dān)的科研項目中所涉及到的前沿物理知識。比如，在講授電磁學(xué)內(nèi)容的時候，為學(xué)生補充磁性材料研究的現(xiàn)狀、磁性材料的前沿知識以及磁性材料在我們生活中的具體應(yīng)用，要求學(xué)生課后自己查閱相關(guān)資料并寫出一個調(diào)查小論文，論文作為一次作業(yè)，其成績計入平時成績。這樣學(xué)生的學(xué)習(xí)就有了很大的積極性，對所學(xué)內(nèi)容也有了更深的理解，會主動去查閱資料，了解一些相關(guān)內(nèi)容的前沿知識。同時，我們會定期為試點班的同學(xué)們舉辦一些小型的學(xué)術(shù)講座，邀請相關(guān)專業(yè)的老師為同學(xué)們做科普性質(zhì)的學(xué)術(shù)報告，以提高同學(xué)們對物理學(xué)的興趣。

在大學(xué)物理實驗教學(xué)的過程中，我們要求試點班的同學(xué)除了完成規(guī)定的實驗內(nèi)容外，在課余積極加入到任課教師的科研項目中來。比如，同學(xué)們在老師的指導(dǎo)下做了光信息處理的相關(guān)實驗后發(fā)現(xiàn)，物理學(xué)與科學(xué)前沿是如此接近，他們獲得了大量感性的知識，在做實驗過程中也鞏固了其他專業(yè)課所學(xué)知識（如信號與系統(tǒng)），培養(yǎng)了初步的科研實驗?zāi)芰Α?/p>

另外，我們還組織培訓(xùn)同學(xué)們參加 “中國大學(xué)生學(xué)術(shù)物理競賽”，以競賽形式促進同學(xué)們對物理學(xué)習(xí)的興趣，增強同學(xué)們對大學(xué)物理課程的認(rèn)同感。

我們以13級2個專業(yè)6個班級為試點班，大量的問卷調(diào)查顯示：同學(xué)們在培養(yǎng)科學(xué)素養(yǎng)方面滿意率達(dá)到95%；基于文獻查閱能力提高方面的滿意率達(dá)到了92%，然而在調(diào)動積極性方面滿意率為88%，知識面拓展?jié)M意率達(dá)到98%，同時，進取精神方面也有比較滿意的效果。

科技論文寫作、獨立思考能力和提高興趣方面大家感覺不理想，這與他們在應(yīng)用方面的能力、經(jīng)驗積累不足有關(guān)系，與教師的引導(dǎo)也有直接的關(guān)系，為此我們應(yīng)該加強這些方面的培養(yǎng)與訓(xùn)練。

四、結(jié)論

我們調(diào)查發(fā)現(xiàn)，80%以上學(xué)生對這種教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法滿意，達(dá)到了預(yù)期的目標(biāo)。可見科研的思維方式引入物理教學(xué)在培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)等方面的成效是顯著的。

[1]何振海.重建本科教育:美國研究型大學(xué)本科教育改革的經(jīng)驗及啟示[J].高等理科教育,2005(5):15-16.

[2]王倩.校本課程開發(fā)與高校課程改革[J].河南師范大學(xué)學(xué)報（哲學(xué)社科版），2005(3):169-172.

[3]徐桂秋,李華良.高等學(xué)?？蒲信c教學(xué)的關(guān)系的認(rèn)識與實踐[J].遼寧教育研究,2004(9):42-43.