吳義炳

[摘 要]針對當前高等院校物理教學過程中存在的問題，以大學物理教學目的作為出發(fā)點，對大學物理教學過程中的教學內(nèi)容、教學手段與方法及課程考核方面進行探索和研究。

[關(guān)鍵詞]教學改革；大學物理；創(chuàng)新

[中圖分類號] G642.0 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2017）10-0082-03

隨著科技的日新月異和社會的不斷進步，新興行業(yè)如雨后春筍般地涌現(xiàn)，社會對人才的需求也呈現(xiàn)出更加多元化的特點。作為自然科學和工程技術(shù)的基礎(chǔ)核心課程——大學物理學，不僅可以向?qū)W生展現(xiàn)內(nèi)容豐富的物理知識， 而且還可以讓學生具備科學的思維方法和研究問題的能力。[1][2][3]物理學是利用觀察、分析、實驗、抽象、假設(shè)和建模等研究方法，通過實踐的檢驗而建立起來的一門學科，它是門理論和實驗高度結(jié)合的科學，同時也是最能體現(xiàn)科學發(fā)展過程、研究方法和思維模式的學科。[4]物理學的這些特性決定了它比其他科學具有更優(yōu)越的育人功能。但長期以來，大學物理由于教學理念滯后，教學內(nèi)容繁多、陳舊，教學模式單一等原因，導致許多大學生對物理的學習興趣不高，他們覺得物理理論枯燥，數(shù)學推導復雜，物理概念抽象，與實際應用和專業(yè)聯(lián)系不夠緊密等，更有甚者學習大學物理只是為了通過考試，他們的學習因此變得十分被動。要改變以上狀況，發(fā)揮大學物理在后續(xù)專業(yè)課程學習、在今后工作中的知識儲備和培養(yǎng)科學思維與創(chuàng)新的作用，變被動為主動，必須對現(xiàn)有的教育觀念、教學內(nèi)容、教學方法和課程的考核方式等進行大膽的改革和創(chuàng)新，以提高學生的學習興趣，培養(yǎng)學生科學的思維和創(chuàng)新能力、理論聯(lián)系實際的能力等。本文將從教學內(nèi)容、教學方法和課程考核方式三個方面對此加以探討。

一、教學內(nèi)容的改革

大學物理主要是以經(jīng)典物理學理論為主體， 按照力、熱、光、電及近代物理為分類形式的一門基礎(chǔ)課程。物理教學內(nèi)容安排必須符合其高度的相關(guān)性和嚴密的邏輯性，同時，也應充分考慮學生的基礎(chǔ)，要以學生為中心，關(guān)注學生的需求，為所學專業(yè)課程打下一定的科學基礎(chǔ)知識。因此，教學內(nèi)容的選擇應該依照社會的需求和學生的實際狀況，本著培養(yǎng)學生綜合能力的目的，提高學生的學習興趣，以此提升教學質(zhì)量。其中，對于教學內(nèi)容的選擇至關(guān)重要，原則是不在于多， 而在于精。

（一）注重物理知識的前沿性與先進性，適當提高近代物理學部分的比重

眾所周知，經(jīng)典物理是物理學的精髓。而近代物理則是在對經(jīng)典物理存在問題后提出的修正，是在經(jīng)典物理基礎(chǔ)上建立的全新物理理論框架，它是現(xiàn)代高新技術(shù)的基石，跟經(jīng)典物理相比， 其理論與現(xiàn)代的科技結(jié)合更加密切，更貼合實際，適用范圍也更加廣闊。當前，現(xiàn)代科技在生活與生產(chǎn)中的應用與日俱增。這些應用的理論基礎(chǔ)主要是近代物理部分的內(nèi)容， 因此，適當?shù)卦黾咏锢淼谋戎兀梢蕴岣邔W生的學習興趣，開闊學生的視野，增加學生學習物理的積極性，加強物理與當代科學技術(shù)的關(guān)聯(lián)度。當然，也不能只講近代物理、新知識而不要經(jīng)典的基礎(chǔ)知識，這兩者必須有機結(jié)合，并在教學中相互滲透。大學物理與許多近代的前沿課題、現(xiàn)代科學和高新技術(shù)是密切相關(guān)的，在合適的地方開一些窗口，引導學生向窗外的世界望一望，這對開闊學生眼界、提高學生興趣及啟迪他們的思維，甚至加深學生對本門課程的理解都大有好處。[5]比如在講磁場時，可以介紹下磁浮列車；在講宇宙速度時，可以介紹下火箭飛行原理及黑洞等。這種簡短的介紹，耗時也不多，卻能在很大程度上激發(fā)學生的學習興趣和求知欲。

（二）注重大學物理與所學專業(yè)課程的銜接

針對學校及專業(yè)的特點，在保證物理知識體系的完整性和系統(tǒng)性的前提下，應盡可能地與所學專業(yè)相結(jié)合，應充分考慮到各專業(yè)后續(xù)專業(yè)課程和學生可能的就業(yè)方向?qū)ξ锢碇R的需求，注意學科的交叉融合。例如對于農(nóng)學相關(guān)專業(yè)的學生來說，可以刪除一些與農(nóng)業(yè)科學關(guān)聯(lián)不是很大或者不適應現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù)發(fā)展的陳舊的內(nèi)容，刪除一些繁雜的計算或推導；適當增加近代物理中與農(nóng)業(yè)科學聯(lián)系密切的知識點和應用實例，如表面張力在農(nóng)業(yè)中的應用，毛細現(xiàn)象的物理原理，熵與生命，生物的磁現(xiàn)象，光譜在農(nóng)業(yè)中的應用，生物的磁現(xiàn)象等。計算機科學與技術(shù)、電子信息工程和電子科學等專業(yè)，對電磁學、近代物理知識的要求要高些， 可以加強電磁學、近代物理部分的教學。此外，還可以根據(jù)一些專業(yè)的需要擴充加深某些教學內(nèi)容，使學生所學能與實際相聯(lián)系起來，這樣才能調(diào)動學生的學習主動性。

（三）適當?shù)囊胛锢韺W史

物理學史是人類探索和認識物理世界的歷史，集中體現(xiàn)了人類對大自然物理世界中的現(xiàn)象、結(jié)構(gòu)、規(guī)律、特性和本質(zhì)認知的歷程。除了認識論和方法論的因素外，它還包含著深刻的物理思想甚至是物理觀念的變革，同時也包含了諸多的教書育人的因素。物理學史與物理教學的關(guān)系十分密切，二者相輔相成，已經(jīng)成為現(xiàn)階段物理教學改革中引人注目的熱門話題。講理論學生可以獲得物理的基礎(chǔ)知識，可以夯實物理根基；講物理學史，則有利于提升學生的認知高度，有利于提高學生的智慧。教師應把人類探索物理世界的艱辛歷程，通過語言形象地生動地再現(xiàn)給學生，以其中的快樂、困惑、執(zhí)著和哲理去感染學生，讓學生在學習物理知識的同時，能沿著科學家的思維方法和探索途徑來“發(fā)現(xiàn)”物理規(guī)律，從而培養(yǎng)他們獨立思考的能力，提高他們善于提出科學問題的靈性，開闊他們的眼界，擴展他們的思維，以培養(yǎng)他們的科學素質(zhì)。比如，庫侖就是通過萬有引力定律，提出了庫侖定律。另外，物理學史含有的極為豐富的科學思想、科學精神與人文思想， 能夠培養(yǎng)學生的科學思維等多方面的能力，使物理知識立體化，應用更加靈活。通過物理學史的學習，可使學生感受并體會到探索過程中的“智慧之光”，真正做到“授之以漁”，這在物理教學中起著十分重要的作用。

（四）刪減部分與中學物理有重疊的內(nèi)容

當前，大學物理教材中力學、熱學、光學、電學乃至近代物理中的每個部分都或多或少與中學內(nèi)容相同或相似， 這導致部分學生認為大學物理與中學物理差不多，缺乏新鮮感，提不起學習興趣。這種現(xiàn)象應該盡量避免。應通過分類和比較，對與高中部分相似度較高的內(nèi)容進行精簡與壓縮，提高授課的起點，讓學生感到內(nèi)容新穎、吸引人。其中，對于完全重復的內(nèi)容、段落或章節(jié)， 可以不再贅述甚至刪除；對于部分重合的內(nèi)容，可以用已學過的理論引導，以略講的方式將其融會貫通以達到認識的深化。由此節(jié)省的學時用來增加新的知識點或加強知識難點的講解深度。例如在電磁學部分，對于電力、磁力和電磁感應現(xiàn)象等內(nèi)容，在保證內(nèi)容銜接的情況下可減少不必要的重復，把重點放到學習場的概念和研究方法上，強調(diào)其矢量性，加強應用微積分解決物理問題的訓練。endprint

二、教學方法和教學手段的創(chuàng)新

在當前的大學物理教學中，在注重培養(yǎng)學生由被動學習變?yōu)橹鲃訉W習同時，也要注重教師對學生的引導作用。教學有法、教無定法、貴在得法，教師在教學過程應充分認識和擺正教師的主導和學生的主體位置，運用現(xiàn)代的教育觀念、教育思想結(jié)合學生的實際情況制定教學目標，要以知識的傳授和能力的培養(yǎng)為主線，讓教學有序地進行；也應豐富教學形式與方法，改進教學手段?！爸挥薪滩缓玫慕處?， 沒有學不好的學生?！边@從某個側(cè)面說明了我們教師的教學方法和教學手段的重要性。

（一）調(diào)動學生的積極性，讓學生充分參與教學過程

傳統(tǒng)的教學過程以教師為中心，教師在課堂上講授事先精心準備好的教學內(nèi)容， 學生在聽課中被動地獲取知識。在此模式下，學生的學習始終處于被動狀態(tài)，課堂氣氛顯得沉悶，學生注意力不夠集中，容易開小差，甚至打瞌睡，教學效果不佳。為了改變這種狀況，教師可以適當變換教學方式，將這種“灌輸式”教學變?yōu)閱l(fā)式、討論式和研究式教學。在教學中，教師應掌控全局，充分發(fā)揮其引導作用，盡量讓學生直接參與到課堂的教學活動中，讓學生由被動接受轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃訁⑴c，充分激發(fā)學生探索知識的欲望。例如，在講流體力學中的伯努力方程時，可以讓學生先觀看一段視頻資料，如乒乓球中的“弧圈球”或足球中的“香蕉球”，然后要求學生利用流體力學中的理論知識來解釋“為什么旋轉(zhuǎn)的球體不是走直線而是走弧線？”讓學生積極主動地從課文中獲取所需的知識點，經(jīng)過消化吸收，再以互動的方式將答案表達出來，真正實現(xiàn)學生從被動聽課到主動講課的轉(zhuǎn)變。通過“教”與“學”的角色互換， 讓學生自己感受教學內(nèi)容的整體布局，知識點的由來與邏輯及其章節(jié)的重點和難點等，這更有利于發(fā)揮其學習的主觀能動性。對于這種“翻轉(zhuǎn)課堂”，學生往往會表現(xiàn)出異常的學習熱情， 這也可以顯著地提高他們的學習興趣。同時，學生為了更加有效地學習和掌握知識，其主觀能動性會顯著地提高，其自學能力、表達能力、運用知識的能力也會得到鍛煉。

（二）增加課堂演示實驗

通過演示實驗、再現(xiàn)物理現(xiàn)象，可以培養(yǎng)學生的觀察分析能力。某些知識點， 完全可通過相對簡單、具體的演示實驗來引出問題，如兩個用細線懸掛的靠行比較近的氣球，向中間吹氣，兩氣球不但沒有分開，反而是相互靠近。像這種實驗現(xiàn)象與預期反差很大的實驗，會極大地激發(fā)學生的學習熱情，加深學生對物理理論知識的理解與記憶。由此，學生能更好地理解飛機的飛行原理。有時也可以用一段演示視頻提出問題，例如：帆船的運動。其中順風行駛，學生們一般都容易理解，但當看到帆船也能逆風前進時，他們或許會感覺到困惑。這種困惑會激發(fā)他們的求知欲望，增強其探索未知領(lǐng)域的興趣。再如，光的偏振，這部分內(nèi)容較多，而且又比較抽象，學生理解起來存在較大的困難。如果只是在課堂上純講理論，要使學生掌握和理解至少需要四個課時。但如果通過偏振光演示儀在課堂上邊演示邊講解，如偏振現(xiàn)象、旋光現(xiàn)象，再用偏振片驗證馬呂斯定律和布儒斯特定律等，就可使原本抽象的理論變成具體的簡單的實驗現(xiàn)象，利用此模式，只需用兩個學時就能讓學生輕松地理解與消化相關(guān)內(nèi)容，學生普遍反映效果良好。這樣既可提高學生的學習興趣和學習積極性，又能適應當今學時少的現(xiàn)狀。

（三）采用實例教學法

為了提升學生對物理理論知識的理解，增強理論與實際應用相結(jié)合的能力，大學物理教師可以適當?shù)卦黾游锢砝碚撛趯嶋H生產(chǎn)與現(xiàn)實生活中的應用實例。教師可以精心收集一些與本章理論相關(guān)的前沿科技與實際應用的實例，作為課堂教學內(nèi)容的補充，以實例引出物理問題，并進行分析與探討。比如，在講解光的干涉理論時，可以先介紹下照相機或鏡片中的增透膜。在講授波動中的“多普勒效應”時，也可以舉出生活中最常見的一些例子，如人站在鐵軌旁邊，當有火車向靠近我們的方向行駛時，會發(fā)現(xiàn)火車汽笛聲越來越尖銳；而當火車遠離我們時，汽笛的音調(diào)又會變得越來越低沉，這種頻率隨運動變化的現(xiàn)象就是所謂的“多普勒效應”。在此基礎(chǔ)上再來說明多普勒效應的定義，指出多普勒效應是當波源與觀察者之間有相對運動時，觀察者接收到波頻率與波源頻率不同的效應。接著對波源與觀察者之間各種相對運動的情況進行分析和講解。這樣不僅可以開闊學生的視野，拓寬學生的知識面，同時也有助于啟迪學生的科學思維，提高學生對大學物理的學習興趣，有助于學生對所學理論知識的掌握與理解，讓物理學的學習成為輕松愉快的活動，從而提高教學效果。

三、大學物理考核改革的探索

考試改革是提高教學質(zhì)量、檢驗教與學效果及培養(yǎng)人才的重要環(huán)節(jié)，是影響教與學的“指揮棒”，對教學內(nèi)容、教學方法、教材選取及教學管理等方面都有明顯的導向作用。教育部頒布的文件《非物理類理工學科大學物理課程教學基本要求》中指出，大學物理課程考核的要求是：考核要避免應試教育的傾向，應積極探索以素質(zhì)教育為核心的新的課程考核模式。而傳統(tǒng)的“一卷定成績”的考核方式，學生通常都是考前突擊，死記硬背，純粹是為了考試，不重視平時的學習。因此，在課結(jié)束之后，課程的知識并沒有真正掌握，更談不上科學的思維與創(chuàng)新和綜合素質(zhì)的培養(yǎng)?？梢?，對傳統(tǒng)的一張期末試卷定成績的課程考核方式進行改革顯得十分必要。在綜合分析傳統(tǒng)考核方式的基礎(chǔ)上，我們對大學物理考核進行如下的改革與探索。

（一）增加平時成績的比例

要改變傳統(tǒng)課程考核方式的弊端，我們必須加強過程課程考核的管理，要求教師和學生務必關(guān)注課程教學全過程， 而不僅僅局限于課程的期末考試。將“過程評價”增加到考核方式中，增加平時成績的比重，平時成績的比重可以達到50%，甚至更高。這時，平時成績就不能簡單地僅僅由考勤和作業(yè)的狀況來評定，而是要增加一些能反映學生“學習過程”的標的，如課堂筆記、課堂互動、演示實驗分析報告、科學探索報告、科技小論文等多種考評種類。學生最終的成績由平時成績和期末考試成績組成。

（二）注重考核內(nèi)容的建設(shè)

要使考試結(jié)果具有科學性、合理性、公正性、可靠性，考試的內(nèi)容顯得十分重要，考試內(nèi)容應該充分體現(xiàn)教學目的及教學要求。一方面，考試內(nèi)容在強調(diào)重點內(nèi)容的同時也要注重各章節(jié)分值的合理分布。另一方面，教師不僅要給學生傳授基礎(chǔ)的物理知識，更重要的是要培養(yǎng)學生科學的思維和創(chuàng)新能力、理論聯(lián)系實際的能力。因此，在考核內(nèi)容時要減少死記硬背的內(nèi)容、明顯套用公式的試題，甚至可以把一些用到，但又十分復雜難記的公式像一些物理常數(shù)一樣直接告訴學生?？荚噧?nèi)容盡可能精選一些具有物理背景的實際問題，適當增大主觀題的比例，選擇一些沒有標準答案的開放性的設(shè)計題。這樣既可以考查學生掌握綜合性知識的能力、靈活運用所學知識解決實際應用問題的能力、創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力，還能增加學生的研究的樂趣，激勵學生自發(fā)地去探討、研究。

總之，大學物理學的教學改革還需要做大量的工作，沒有固定的教學模式，沒有一成不變的教學方法。要明確的是大學物理不僅是讓學生掌握基本的物理學概念、原理等理論知識，而且更應該注重培養(yǎng)學生如何應用物理學的思想與方法去分析、探究現(xiàn)實生活或相關(guān)的專業(yè)內(nèi)容，以實現(xiàn)培養(yǎng)學生科研和創(chuàng)新能力這個教學目的，在此基礎(chǔ)上開展的一切教學活動都是有意義的。各個高校應該根據(jù)自身的特點，結(jié)合學生的專業(yè)，采用更加適合自身教學特點的教學方法，促使學生從被動的學習轉(zhuǎn)變?yōu)榉e極主動的學習，充分發(fā)揮學生的學習主觀能動性，讓學生真正成為學習的主人，這樣才能更加有效地提升學生的學習效率，才能真正實現(xiàn)學生綜合素質(zhì)能力的培養(yǎng)。

[ 參 考 文 獻 ]

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[責任編輯：陳 明]endprint