大學(xué)物理課程適應(yīng)四年制高職教育的探索

高建云

（天津職業(yè)大學(xué)基礎(chǔ)課部，天津 300410）

1 問題的提出

四年制高職是職業(yè)教育中的技術(shù)型本科層次，是社會(huì)發(fā)展的需要，其目標(biāo)是培養(yǎng)技術(shù)較為全面、能解決關(guān)鍵疑難問題的工程技術(shù)人員.我校作為天津市四年制高職的試點(diǎn)單位，部分重點(diǎn)專業(yè)將在今年秋季招收四年制高職學(xué)生.與三年制高職相比，四年制高職畢業(yè)生所應(yīng)具備的職業(yè)技能的科技含量更高、技能水平更高、素質(zhì)更全面.所以學(xué)校在課程設(shè)置上，在保持高職特色的同時(shí)，加大了基礎(chǔ)課程的比例，以滿足學(xué)生畢業(yè)后從事操作復(fù)雜精密儀器、設(shè)備、機(jī)器或者控制復(fù)雜生產(chǎn)程序等工作的需要［1］.因此，對(duì)作為理工類各專業(yè)通識(shí)性必修基礎(chǔ)課的大學(xué)物理，以及作為理工科院校對(duì)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)基本訓(xùn)練的物理實(shí)驗(yàn)課程，學(xué)校給予了高度重視.從原來的個(gè)別專業(yè)選修變?yōu)槔砉ゎ悓I(yè)必修，課時(shí)規(guī)定為大學(xué)物理96學(xué)時(shí)，物理實(shí)驗(yàn)課64學(xué)時(shí)（個(gè)別有特殊需要的專業(yè)除外）.然而，大學(xué)物理和物理實(shí)驗(yàn)課程該如何進(jìn)行改革以適應(yīng)四年制高職學(xué)生的需求是擺在我們面前的十分迫切的任務(wù).

事實(shí)上，在普通本科的物理教學(xué)中普遍存在著重理論輕實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象，理論和實(shí)驗(yàn)獨(dú)立開課由不同的老師來教學(xué)，大學(xué)物理教研室和物理實(shí)驗(yàn)教研室各自有獨(dú)立的人員配置，人為造成了理論和實(shí)驗(yàn)的脫節(jié)，這是職業(yè)院校教學(xué)中最忌諱的.著名物理學(xué)家密立根說過：“科學(xué)是用理論和實(shí)驗(yàn)兩條腿走路的”，職業(yè)院校更注重實(shí)踐強(qiáng)調(diào)動(dòng)手能力，所以照搬普通本科的物理教學(xué)是不適合四年制高職學(xué)生的培養(yǎng)目標(biāo)的.

2 改革的方向

根據(jù)四年制高職的培養(yǎng)目標(biāo)定位和學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)，筆者認(rèn)為大學(xué)物理對(duì)技術(shù)性人才來說，課程主線應(yīng)為：“物理原理是什么—有什么用—怎么用”［2］.具體表現(xiàn)為物理的基本概念、基本理論和基本方法是什么，它們?cè)诶斫饧夹g(shù)原理和技術(shù)參量中有什么作用，怎樣用物理的思想和方法去理解、吸收技術(shù)原理，怎樣用物理的概念去理解技術(shù)參量的物理含義.物理實(shí)驗(yàn)應(yīng)注重培養(yǎng)學(xué)生如何根據(jù)儀器說明書正確地使用實(shí)驗(yàn)設(shè)備，如何科學(xué)規(guī)范地記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，如何使用合適的方法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，如何使實(shí)驗(yàn)效果達(dá)到儀器設(shè)計(jì)的精度要求，從而達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力、觀察分析能力及解決實(shí)際問題的能力.具體表現(xiàn)為如下方面.

2.1 注重大學(xué)物理課程的基礎(chǔ)性

大學(xué)物理中富含生命力的經(jīng)典內(nèi)容不能丟，同時(shí)注意微積分在物理上的應(yīng)用，否則會(huì)影響學(xué)生基本科學(xué)素質(zhì)的形成和物理知識(shí)的遷移能力.但課程的側(cè)重點(diǎn)不在復(fù)雜的推導(dǎo)和解題技巧上，而是強(qiáng)調(diào)物理思想和物理圖像，為學(xué)生的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展打好物理基礎(chǔ).比如，通過洗衣機(jī)洗過的衣兜外翻來引入流體力學(xué)，用旋轉(zhuǎn)法辨別生雞蛋和熟雞蛋來引入剛體力學(xué)，借用如何用冰來取火引入幾何光學(xué)的應(yīng)用等.

2.2 注重大學(xué)物理的應(yīng)用性

在授課中特別強(qiáng)調(diào)物理與技術(shù)的關(guān)系，物理是自然科學(xué)的核心，是新技術(shù)的源泉.在課程設(shè)計(jì)中針對(duì)不同專業(yè)各自加設(shè)了五個(gè)專題講座，目的是引導(dǎo)同學(xué)們讀書，進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，期望日后可以讀懂與大學(xué)物理難度相當(dāng)?shù)南嚓P(guān)圖書.操作方式是學(xué)生先行查閱資料再講授，同學(xué)提問，老師點(diǎn)評(píng)的方式計(jì)入平時(shí)成績(jī).針對(duì)機(jī)械制造與自動(dòng)化專業(yè)設(shè)置的專題講座是：電與傳感器、多普勒效應(yīng)和雷達(dá)測(cè)速、光波與顏色、熵、微波與通信.

2.3 注重理論與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合

理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)保持同步，教學(xué)過程中理論與實(shí)驗(yàn)穿插進(jìn)行，課堂上講解有關(guān)實(shí)驗(yàn)的原理，實(shí)驗(yàn)的目的等，在實(shí)驗(yàn)中讓學(xué)生體會(huì)和注意有關(guān)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象說明哪些物理規(guī)律，達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生觀察問題、思考問題和解決問題的能力，讓理論與實(shí)驗(yàn)起到相輔相成、互相促進(jìn)的作用.

利用最小偏向角法測(cè)量棱鏡的折射率是一個(gè)典型的光學(xué)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生做完了這個(gè)實(shí)驗(yàn)只知道用分光計(jì)可以測(cè)量棱鏡的折射率，而對(duì)折射率測(cè)量的意義、常見測(cè)量方法知之甚少.因此，如果可以在課堂上講清折射率是光學(xué)玻璃的重要特性參數(shù)，在生產(chǎn)實(shí)際中常需要測(cè)量它，測(cè)量方法又分為兩類：一類是幾何光學(xué)法如最小偏向角法、掠射法、全反射法和位移法等，其中最小偏向角法測(cè)量最精確；另一類是物理光學(xué)方法，如布儒斯特角法、干涉法、橢圓法等.通過這樣的介紹使學(xué)生對(duì)折射率測(cè)量有了一個(gè)較為全面的認(rèn)識(shí)，也會(huì)帶著問題去學(xué)干涉和偏振內(nèi)容.

為了使學(xué)生對(duì)折射率的測(cè)定有一個(gè)更全面的認(rèn)識(shí)和拓展，可以進(jìn)一步介紹折射率是有機(jī)化合物最重要的物理常數(shù)之一，它能精確而方便地測(cè)定出來，作為液體物質(zhì)純度的標(biāo)準(zhǔn)折射率比沸點(diǎn)更可靠.折射率也用于確定液體混合物的組成，通常用阿貝折光儀來測(cè)定，如果沒有阿貝折光儀也可通過對(duì)牛頓環(huán)和邁克耳孫干涉儀的改造來實(shí)現(xiàn)液體折射率的測(cè)定［3，4］.經(jīng)過這樣的引導(dǎo)，學(xué)生在做牛頓環(huán)和邁克耳孫干涉儀實(shí)驗(yàn)時(shí)，會(huì)思考如何去改造實(shí)驗(yàn)，當(dāng)他們發(fā)現(xiàn)知識(shí)欠缺是構(gòu)成解決問題的障礙時(shí)，就會(huì)變“要我學(xué)”為“我要學(xué)”，此時(shí)的學(xué)習(xí)是出于學(xué)生的內(nèi)在需要，會(huì)極大地提高學(xué)習(xí)的效率［5］.

2.4 注重手腦結(jié)合

教育家陶行知說過：“在用腦的時(shí)候，同時(shí)用手去實(shí)驗(yàn)；用手的時(shí)候，同時(shí)用腦去思考”，非常注重手腦的結(jié)合.對(duì)學(xué)生來說，每一個(gè)實(shí)驗(yàn)都是一項(xiàng)具體的工作，包括理解原理、掌握方法、調(diào)整儀器、觀察現(xiàn)象、測(cè)量記錄數(shù)據(jù)、進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和誤差分析、最后形成實(shí)驗(yàn)報(bào)告.在實(shí)驗(yàn)課中所訓(xùn)練的動(dòng)手能力、觀察分析的能力、現(xiàn)場(chǎng)解決實(shí)驗(yàn)中所遇到問題的能力是職業(yè)院校非?？粗氐哪芰?而這些在普通本科物理實(shí)驗(yàn)中往往由于每一個(gè)實(shí)驗(yàn)的時(shí)間所限，訓(xùn)練得不夠充分，沒有充分發(fā)揮物理實(shí)驗(yàn)在培養(yǎng)學(xué)生這方面能力時(shí)應(yīng)有的作用.

為了更好地實(shí)踐動(dòng)手和動(dòng)腦的結(jié)合，自制物理演示實(shí)驗(yàn)裝置是個(gè)不錯(cuò)的選擇；形式為三人一組，利用課余時(shí)間，自由選擇演示題目、自行設(shè)計(jì)、自備材料、自己制作和調(diào)試.考核時(shí)同學(xué)邊演示現(xiàn)象邊解釋原理，老師提問并打分；激勵(lì)方式是每組的成績(jī)相同，在大學(xué)物理和物理實(shí)驗(yàn)課總評(píng)成績(jī)中各占10%［6］.自制物理演示實(shí)驗(yàn)裝置也是在課程中滲透溝通能力、合作能力和交流能力的有效舉措.

3 小結(jié)

物理是一門集哲學(xué)的概括性和抽象性、數(shù)學(xué)的嚴(yán)密性和邏輯性、實(shí)驗(yàn)的實(shí)踐性和操作性于一身的科學(xué).職業(yè)教育更強(qiáng)調(diào)其實(shí)踐性和操作性，這恰恰又是目前國內(nèi)普通本科教育所欠缺的地方，普通本科的大學(xué)物理課程必須經(jīng)過改革才可以適應(yīng)四年制高職教育的需求，改革的重點(diǎn)應(yīng)該體現(xiàn)在理論和實(shí)踐的結(jié)合上，體現(xiàn)在物理與技術(shù)的關(guān)系上，體現(xiàn)在如何激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的源動(dòng)力上.本文提出的注重基礎(chǔ)性、應(yīng)用性、理論和實(shí)驗(yàn)同步、手腦結(jié)合的大學(xué)物理課程的改革適合了職業(yè)類學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)和以后的事業(yè)發(fā)展，有一定的借鑒意義.

［1］陳寶華.關(guān)于試辦四年制高職教育的思考［J］.廣東教育學(xué)院學(xué)報(bào)，2002，22（1）：15～18

［2］王超，李均.在四年制高職專業(yè)設(shè)置“技術(shù)專業(yè)學(xué)位”的初步思考［J］.高等工程教育研究，2005，（4）：98～100

［3］關(guān)小泉.論牛頓環(huán)干涉法測(cè)定液體折射率［J］.五邑大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2000，14（3）：72～77

［4］金恩培，趙海發(fā)，薛洪福.用邁克耳孫干涉儀測(cè)定液體的折射率［J］.計(jì)量技術(shù)，1995，（1）：17

［5］張健.應(yīng)該提“做學(xué)教合一”［J］.職教通訊，2011，8

［6］郭力，石少波.演示實(shí)驗(yàn)制作促進(jìn)動(dòng)手動(dòng)腦的大學(xué)物理探索式學(xué)習(xí)的改革嘗試［J］.大學(xué)物理，2010，29（3）：50～52