大學(xué)物理教學(xué)中對專業(yè)學(xué)科知識的滲透

王志勇　肖劍榮　梁業(yè)廣　李明　李新宇

［摘要］從大學(xué)物理在理工科大學(xué)中作為公共基礎(chǔ)課的重要性，分析了大學(xué)物理基本理論對各專業(yè)學(xué)科的縱向擴(kuò)充，提出了如何有效地加強(qiáng)大學(xué)物理對專業(yè)學(xué)科的滲透，更好地為各學(xué)科專業(yè)服務(wù)。

［關(guān)鍵詞］大學(xué)物理學(xué)科滲透理工科

［中圖分類號］O642.0［文獻(xiàn)標(biāo)識碼］A［文章編號］2095-3437（2012）08-00８８-0２

物理學(xué)是研究宇宙中物體結(jié)構(gòu)及其運(yùn)動基本規(guī)律的一門基礎(chǔ)學(xué)科，其涵蓋的基本原理和研究方法，滲透于自然科學(xué)的各個(gè)領(lǐng)域，物理學(xué)中每一次重要的科學(xué)發(fā)現(xiàn)都會成為新技術(shù)革命或科學(xué)生產(chǎn)方法改進(jìn)的基礎(chǔ)。另一方面，科學(xué)技術(shù)和生產(chǎn)力的不斷更新與發(fā)展又有力地促進(jìn)了物理學(xué)基礎(chǔ)研究的發(fā)展，產(chǎn)生了許多邊緣交叉學(xué)科。[1]

一、大學(xué)物理教學(xué)在本科教學(xué)中的地位

胡錦濤同志在清華大學(xué)100年校慶上的講話中指出，全面提高高等教育質(zhì)量，必須大力提升人才培養(yǎng)水平。高等教育的根本任務(wù)是人才培養(yǎng)。全面貫徹黨的教育方針，堅(jiān)持育人為本、德育為先、能力為重、全面發(fā)展，著力增強(qiáng)學(xué)生服務(wù)國家服務(wù)人民的社會責(zé)任感、勇于探索的創(chuàng)新精神、善于解決問題的實(shí)踐能力，努力培養(yǎng)德智體美全面發(fā)展的社會主義建設(shè)者和接班人。要注重培養(yǎng)拔尖創(chuàng)新人才，積極營造鼓勵(lì)獨(dú)立思考、自由探索、勇于創(chuàng)新的良好環(huán)境，使學(xué)生創(chuàng)新智慧競相迸發(fā)，努力為培養(yǎng)造就更多新知識的創(chuàng)造者、新技術(shù)的發(fā)明者、新學(xué)科的創(chuàng)建者做出積極貢獻(xiàn)。全面提高高等教育質(zhì)量，必須大力增強(qiáng)科學(xué)研究能力。高等學(xué)校特別是研究型大學(xué)，既是高層次創(chuàng)新人才培養(yǎng)的重要基地，又是基礎(chǔ)研究和高技術(shù)領(lǐng)域創(chuàng)新成果的重要源泉。要積極適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的重大需求，開展國家急需的戰(zhàn)略性研究、探索科學(xué)技術(shù)尖端領(lǐng)域的前瞻性研究、涉及國計(jì)民生重大問題的公益性研究。要積極提升原始創(chuàng)新、集成創(chuàng)新和引進(jìn)消化吸收再創(chuàng)新能力，瞄準(zhǔn)國際前沿，加強(qiáng)基礎(chǔ)研究，推動學(xué)科融合，培育新興學(xué)科，建設(shè)重大創(chuàng)新平臺和創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)，以高水平科學(xué)研究支撐高質(zhì)量高等教育。

因此，在理工科專業(yè)的大學(xué)物理教學(xué)中，我們既要強(qiáng)調(diào)物理學(xué)自身的研究方法及規(guī)律，也應(yīng)注重物理學(xué)與各專業(yè)學(xué)科間的有效銜接，以物理學(xué)的基礎(chǔ)知識要點(diǎn)為基礎(chǔ)，各學(xué)科專業(yè)知識應(yīng)該適當(dāng)加強(qiáng)其縱向擴(kuò)充和橫向聯(lián)系，加強(qiáng)不同學(xué)科專業(yè)之間的相互滲透，為我國培養(yǎng)出更多具有綜合能力的21 世紀(jì)復(fù)合型人才。[2]

二、大學(xué)物理的基本理論向?qū)I(yè)學(xué)科滲透

在理工科專業(yè)教學(xué)中，大學(xué)物理的教學(xué)內(nèi)容已經(jīng)決定了它作為一門公共基礎(chǔ)課不僅能夠使學(xué)生獲得系統(tǒng)、扎實(shí)的基礎(chǔ)科學(xué)知識，更重要的是能夠培養(yǎng)他們的科學(xué)思維方式，提高他們在實(shí)際的工程應(yīng)用中勇于創(chuàng)新的能力。大學(xué)物理教學(xué)內(nèi)容中每個(gè)知識點(diǎn)都是不同理工科專業(yè)的基石和出發(fā)點(diǎn)。因此，有目的地尋找合適的切入點(diǎn)，根據(jù)學(xué)生的不同專業(yè)區(qū)別對待，在與其專業(yè)知識相關(guān)的物理內(nèi)容上進(jìn)行擴(kuò)充，不僅能夠加深學(xué)生對物理基礎(chǔ)學(xué)科與其專業(yè)學(xué)科間關(guān)聯(lián)性的認(rèn)識，而且可以激發(fā)各專業(yè)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，從而提升大學(xué)物理等基礎(chǔ)學(xué)科在理工科專業(yè)教學(xué)中的地位。[3]

就我校的理工科專業(yè)而言，可以針對不同的專業(yè)在教學(xué)內(nèi)容上有所側(cè)重和擴(kuò)充。例如對自動化專業(yè)的學(xué)生而言，從物理的角度去分析傳感器的原理是一個(gè)很好的例子。因?yàn)榱Α?、光、電、磁、聲以及原子物理等大學(xué)物理基本內(nèi)容涉及了不同類型傳感器的基本原理。 事實(shí)上，可以實(shí)現(xiàn)兩種基本物理量之間的變換或轉(zhuǎn)換，都是在傳感器的定義范疇之中的。 例如，電阻型傳感器中感應(yīng)電阻電位計(jì)實(shí)現(xiàn)了力學(xué)物理量與電學(xué)物理量之間的轉(zhuǎn)換，熱電阻型傳感器實(shí)現(xiàn)熱學(xué)物理量與電學(xué)物理量之間的轉(zhuǎn)換，還有電容型傳感器、電感型傳感器、渦流型傳感器、磁電型傳感器、壓電型傳感器等。所有的這些傳感器都能夠用來進(jìn)行光、電、熱、力學(xué)物理量、機(jī)械物理量之間的轉(zhuǎn)換，其采用的基本理論都是大學(xué)物理教學(xué)內(nèi)容中的壓電效應(yīng)、光電效應(yīng)、電磁感應(yīng)、熱電效應(yīng)、霍爾效應(yīng)等基本原理。因此要找到各個(gè)專業(yè)與大學(xué)物理教學(xué)內(nèi)容的結(jié)合點(diǎn)，才能使得各個(gè)理工科專業(yè)的學(xué)生獲得更多對專業(yè)深入了解的基礎(chǔ)知識。

三、大學(xué)物理的基本理論加強(qiáng)各學(xué)科專業(yè)間的交叉融合

隨著當(dāng)今科學(xué)技術(shù)水平的快速發(fā)展， 不同學(xué)科專業(yè)之間也在不斷滲透、融合， 學(xué)科與學(xué)科之間的界線逐漸趨于模糊， 滾雪球式的知識含量、交融性的學(xué)科專業(yè)結(jié)構(gòu)已成為當(dāng)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的一大特點(diǎn)。[４]所以， 現(xiàn)有實(shí)行的專業(yè)教學(xué)模式將不能夠滿足人才培養(yǎng)的需求， 加強(qiáng)各學(xué)科之間的聯(lián)系，培養(yǎng)并提高各專業(yè)學(xué)生融會貫通及不斷完善的能力是理工科專業(yè)基礎(chǔ)學(xué)科教育的一個(gè)重點(diǎn)內(nèi)容。以教學(xué)內(nèi)容中的振動與波為例， 從機(jī)械波傳播的基本理論出發(fā)， 通過對室內(nèi)聲環(huán)境設(shè)計(jì)中相關(guān)因素的處理方法的介紹， 強(qiáng)調(diào)土木工程、建筑聲學(xué)、環(huán)境工程以及計(jì)算機(jī)等各個(gè)專業(yè)間的緊密聯(lián)系及協(xié)調(diào)合作。例如， 一個(gè)歌劇院里音質(zhì)的設(shè)計(jì)， 首先必須考慮的是外部環(huán)境的噪聲、物體振動影響的隔離以及劇院內(nèi)部聲波反射的效果設(shè)計(jì)， 在土木建筑進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)就必須考慮規(guī)避聲聚焦、增強(qiáng)有利于劇院的反射聲等問題， 這就涉及波的傳播、波的反射和波的干涉特性等理論知識。另外， 劇院內(nèi)部的通風(fēng)設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)理論模擬設(shè)計(jì)以及建筑工程完成后的測試和調(diào)節(jié)等環(huán)節(jié)都是相互聯(lián)系的， 各個(gè)學(xué)科專業(yè)之間需要相互支持、相互配合。 因?yàn)樵趯I(yè)知識方面，隔行如隔山， 對一個(gè)理工科大學(xué)本科生來說同時(shí)學(xué)習(xí)并且掌握不同學(xué)科的專業(yè)知識是不符合實(shí)際情況的， 因此通過大學(xué)物理教學(xué)內(nèi)容中的基本物理理論， 增強(qiáng)各學(xué)科專業(yè)間的聯(lián)系應(yīng)該也是理工科專業(yè)公共基礎(chǔ)課教學(xué)的目的之一。

總之， 作為理工科專業(yè)公共基礎(chǔ)課的大學(xué)物理，在實(shí)際教學(xué)中不僅要向?qū)W生傳授基本物理理論知識， 而且要努力提高各專業(yè)學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)和學(xué)習(xí)科學(xué)的思想方法。因此，在大學(xué)物理教學(xué)過程中應(yīng)該注重與各學(xué)科專業(yè)課程的對接， 并對其適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行一些擴(kuò)充， 這樣不僅有利于學(xué)生對大學(xué)物理基礎(chǔ)知識的融會貫通， 而且在強(qiáng)化基本理論概念的同時(shí)， 也可以使學(xué)生對基礎(chǔ)學(xué)科產(chǎn)生新的認(rèn)識， 提高學(xué)生在專業(yè)課程的學(xué)習(xí)積極性。

［參考文獻(xiàn)］

［1］嚴(yán)嘉琳， 莊應(yīng)烘. 大學(xué)物理滲透科學(xué)思維方法的教學(xué)與運(yùn)用［J］.高教論壇，2010，（5）:26-28.

［2］來嫻靜. 關(guān)于大學(xué)物理教學(xué)中滲透教育策略［J］ .黑龍江科技信息，2010，（2）:199.

［3］趙躍英，王祖源. 注重基礎(chǔ)物理課程與專業(yè)學(xué)科間的銜接［J］ .物理與工程， 2010，20（4）:7-8.

［4］王忠民，曾祥貴.淺談獨(dú)立學(xué)院大學(xué)物理的教學(xué)［J］. 知識窗（教師版），2010，（3）.

［責(zé)任編輯：陳明］