《理論物理導(dǎo)論》精品課程建設(shè)的探索與實(shí)踐

張曉燕，董鴻飛

（1.內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué) 理學(xué)院物理系，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010051；2.赤峰學(xué)院 建筑與機(jī)械工程學(xué)院，內(nèi)蒙古 赤峰 024000）

課程建設(shè)是高校教學(xué)基本建設(shè)中最基礎(chǔ)性的工作，在推動(dòng)高等教育發(fā)展，促進(jìn)高等教學(xué)改革的整體進(jìn)程中，課程建設(shè)始終處于核心地位，在人才培養(yǎng)中具有無可替代的重要性.課程建設(shè)不僅體現(xiàn)辦學(xué)思想、辦學(xué)特色，甚至還可以成為學(xué)校發(fā)展進(jìn)程中的標(biāo)尺.而在課程建設(shè)中，精品課程建設(shè)更是可以起到示范和指針的作用.精品課程是具有高水平的教學(xué)隊(duì)伍、先進(jìn)的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和手段、優(yōu)秀的教材、科學(xué)的教學(xué)管理等特點(diǎn)的示范性課程.在一所學(xué)校里，充分考慮學(xué)科與專業(yè)分布以及對(duì)學(xué)校教學(xué)工作的示范作用，建設(shè)一批具有輻射性強(qiáng)、能夠帶動(dòng)其他課程建設(shè)的精品課程，通過精品課程建設(shè)提高學(xué)校整體教學(xué)水平，全面提高教育教學(xué)質(zhì)量，造就數(shù)以千萬計(jì)的專門人才和一大批拔尖創(chuàng)新人才，既可以提升我國高等教育的綜合實(shí)力和國際競爭能力，又可以有利于切實(shí)推進(jìn)教育創(chuàng)新，深化教學(xué)改革[1].

《理論物理導(dǎo)論》是我校理學(xué)院電子信息科學(xué)與技術(shù)專業(yè)和材料學(xué)院材料物理專業(yè)的專業(yè)必修課，主要通過講授物理理論基礎(chǔ)知識(shí)為學(xué)生打下扎實(shí)的專業(yè)基礎(chǔ)，進(jìn)一步為后續(xù)的專業(yè)課學(xué)習(xí)做鋪墊，同時(shí)在教學(xué)過程中注重培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問題的能力，充分體現(xiàn)了工科院校人才培養(yǎng)的目標(biāo)，達(dá)到引領(lǐng)示范作用，因而《理論物理導(dǎo)論》于2005年被列入我校精品建設(shè)課程.

根據(jù)《國家精品課程建設(shè)工作實(shí)施辦法》相關(guān)要求我們開展了《理論物理導(dǎo)論》課程的建設(shè)和改革.經(jīng)過了四年多的不懈努力，圍繞課程建設(shè)目標(biāo)，在教學(xué)內(nèi)容建設(shè)、教學(xué)條件建設(shè)、教學(xué)方法與手段改革以及完善課程建設(shè)機(jī)制等方面做了大量工作，并在實(shí)踐中不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)、積極創(chuàng)新,取得了較明顯的教學(xué)改革效果.

1 重新整合課程內(nèi)容，構(gòu)建有效知識(shí)體系

傳統(tǒng)《理論物理導(dǎo)論》課程包含“理論力學(xué)”、“電動(dòng)力學(xué)”、“量子力學(xué)”和“熱力學(xué)與統(tǒng)計(jì)物理”四個(gè)知識(shí)單元，根據(jù)電子信息科學(xué)與技術(shù)專業(yè)和材料物理專業(yè)特點(diǎn)和知識(shí)結(jié)構(gòu)需要，在課程設(shè)置上對(duì)四大力學(xué)的內(nèi)容進(jìn)行了合理取舍.打破傳統(tǒng)的基礎(chǔ)理論課的內(nèi)容框架，構(gòu)建了以“分析力學(xué)”、“量子力學(xué)”和“熱力學(xué)與統(tǒng)計(jì)物理”三個(gè)知識(shí)單元為主要內(nèi)容的《理論物理導(dǎo)論》課程新體系，實(shí)踐證明這種整合是成功而合理的.因?yàn)槟蹜B(tài)物理學(xué)已成為物理學(xué)最活躍的前沿領(lǐng)域，它研究的領(lǐng)域呈現(xiàn)多樣化和復(fù)雜化的特點(diǎn)，所采用的實(shí)驗(yàn)手段以及技術(shù)方法正向著多學(xué)科、多領(lǐng)域的方向發(fā)展，包括化學(xué)物理、生物、地球物理、天文、地質(zhì)等領(lǐng)域以及許多交叉科學(xué).研究的對(duì)象從微觀到宏觀，如從DNA晶體到地球板塊驅(qū)動(dòng)力，從量子電子器件到新材料的研制，都與凝聚態(tài)物理學(xué)息息相關(guān).凝聚態(tài)物理在整個(gè)自然科學(xué)中，正在顯示出日益強(qiáng)大的影響力.量子物理和熱力學(xué)統(tǒng)計(jì)物理是處理凝聚態(tài)物理這一前沿領(lǐng)域問題的必要而重要的基礎(chǔ)理論工具，而分析力學(xué)中的哈密頓函數(shù)及拉各朗日函數(shù)又是量子力學(xué)學(xué)習(xí)的基礎(chǔ).本次整合打破原有的知識(shí)架構(gòu)，該合并的合并，該精簡的精簡,在有限課時(shí)里做到知識(shí)結(jié)構(gòu)的完整性，并使三個(gè)知識(shí)單元前后呼應(yīng)、互相滲透、融為一體.

2 了解學(xué)生學(xué)習(xí)理論物理的認(rèn)知模式，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)和興趣[2]

學(xué)生對(duì)于知識(shí)的掌握主要通過聽講、實(shí)驗(yàn)、課外閱讀等方式，而學(xué)生學(xué)習(xí)的動(dòng)機(jī)和興趣直接影響學(xué)習(xí)效果，有的同學(xué)認(rèn)為理論物理公式繁雜，物理概念難以理解，對(duì)實(shí)際生活沒有具體應(yīng)用，漸漸地失去興趣.實(shí)際上，這是對(duì)理論物理缺乏真正了解的緣故，針對(duì)這些情況我們從2007年開始向全校學(xué)生開設(shè)了《物理學(xué)史》選修課，各專業(yè)的學(xué)生均可選修，通過對(duì)理論物理發(fā)展歷程的學(xué)習(xí)使得學(xué)生了解物理學(xué)對(duì)自然科學(xué)及人類發(fā)展的重要貢獻(xiàn)，并且通過現(xiàn)代科學(xué)與高新技術(shù)物理基礎(chǔ)的系列講座使得學(xué)生認(rèn)識(shí)到理論物理并非是和應(yīng)用無關(guān)的學(xué)科，相反的絕大多數(shù)的現(xiàn)代高新技術(shù)都需要以本科的理論物理為基礎(chǔ).物理學(xué)自身的發(fā)展及其對(duì)工程技術(shù)的全面滲透已使理論物理在工程技術(shù)中的應(yīng)用越來越廣泛.隨著核、半導(dǎo)體以及激光等科學(xué)的發(fā)展，應(yīng)用型高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)把人類的引入原子、信息、太空時(shí)代.由此產(chǎn)生的微電子、激光、計(jì)算機(jī)、光通訊技術(shù)徹底改變了人們生產(chǎn)生活的方式.這些變化正是理論物理在生產(chǎn)生活以及現(xiàn)代科技中的應(yīng)用，通過《物理學(xué)史》的學(xué)習(xí)會(huì)提高了學(xué)生對(duì)物理的了解，進(jìn)一步提高對(duì)理論物理的學(xué)習(xí)興趣.

3 全面推廣CAI教學(xué)，逐步實(shí)現(xiàn)本課程教學(xué)網(wǎng)絡(luò)化

通過改革傳統(tǒng)的教學(xué)方法和教學(xué)手段，實(shí)現(xiàn)教學(xué)模式的創(chuàng)新和教學(xué)手段的多樣化[3-5].隨著現(xiàn)代教育技術(shù)在高等教育教學(xué)中的應(yīng)用日益加強(qiáng)，以現(xiàn)代電子計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)發(fā)展起來的多媒體技術(shù)作為一種全新的教學(xué)手段，可以把文本、圖形、聲音、圖像、動(dòng)畫、視頻等多種信息集成在一起，從而實(shí)現(xiàn)了用語言文字和靜態(tài)二維畫面難以描繪的功能，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)教學(xué)手段的不足.我們?cè)谡n程建設(shè)中自編了《理論物理導(dǎo)論》電子課件和習(xí)題課件，利用多媒體教學(xué)向?qū)W生展示課程內(nèi)容以及相關(guān)的物理知識(shí)背景資料，通過多媒體技術(shù)的實(shí)現(xiàn)，不僅能增加課堂教學(xué)的信息量，又提高了教學(xué)效率和質(zhì)量，使學(xué)生從埋頭抄筆記中解放出來，有更多的時(shí)間去思考琢磨學(xué)習(xí)方法和教學(xué)內(nèi)容，給抽象、艱深的理論物理教學(xué)注入了新的活力.

網(wǎng)上資源是精品課程實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)資源開放共享的主要載體，也是精品課程實(shí)現(xiàn)社會(huì)共享的主要渠道.教師基于網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)進(jìn)行輔助教學(xué),發(fā)布自己的最新成果，維護(hù)更新課程內(nèi)容，學(xué)生也是通過網(wǎng)絡(luò)了解相關(guān)課程資源.我們于2005年起建立了理論物理導(dǎo)論課程動(dòng)態(tài)網(wǎng)頁（網(wǎng)絡(luò)課程地址：http://jichubu.imut.edu.cn/llwldlweb/index.html），實(shí)現(xiàn)網(wǎng)上學(xué)生和老師的互動(dòng)討論和動(dòng)態(tài)輔導(dǎo)以及資源瀏覽等.目前已經(jīng)上網(wǎng)的教學(xué)資源有《理論物理導(dǎo)論》教學(xué)大綱、考試大綱、課程的參考書目、電子教案、習(xí)題庫及問題解答.

4 強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為本，課程特色鮮明

通過不斷的更新與改革，本著以學(xué)生為本，建立了多元化的教學(xué)環(huán)境，緊跟學(xué)科發(fā)展，注重專業(yè)特點(diǎn)和應(yīng)用，在提高教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果為目的的前提下，課程特色鮮明，已形成以下特色：

4.1 課程體系結(jié)構(gòu)合理，內(nèi)容學(xué)習(xí)靈活

打通人為對(duì)理論物理的分割，以統(tǒng)一的觀點(diǎn)介紹理論物理，避繁就簡，使學(xué)生在較短的時(shí)間內(nèi)領(lǐng)略理論物理的思想并得到一定的抽象思維訓(xùn)練.

4.2 優(yōu)秀的師資隊(duì)伍，良好的教學(xué)管理

我校理論物理導(dǎo)論任課教師的職稱結(jié)構(gòu)、年齡結(jié)構(gòu)、學(xué)歷結(jié)構(gòu)都非常合理，中青年教師都具有碩士或博士學(xué)位，教學(xué)經(jīng)驗(yàn)豐富，科研和教學(xué)研究成果出色.教學(xué)文件資料規(guī)范齊備，已形成良好的傳統(tǒng).

4.3 發(fā)展現(xiàn)代教育技術(shù)，建立多元化的教學(xué)環(huán)境

實(shí)施并推廣了《理論物理導(dǎo)論》多媒體教學(xué)，調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，通過課程網(wǎng)絡(luò)使得學(xué)生增加了科技知識(shí)，為學(xué)生提供課堂之外的學(xué)習(xí)資源，有效利用現(xiàn)代化教育技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了立體化、生動(dòng)化、人性化的多元教學(xué)環(huán)境.

4.4 緊跟學(xué)科發(fā)展，保持教學(xué)內(nèi)容的先進(jìn)性

課程組教師將本學(xué)科的有關(guān)前沿問題和自己的科研成果，通過課堂講授和課程網(wǎng)站等方式溶入到課程教學(xué)中，不僅保證了授課內(nèi)容的系統(tǒng)性和完整性，而且突出了課程內(nèi)容的先進(jìn)性.

4.5 面向?qū)I(yè)、面向?qū)嶋H的應(yīng)用特色

本課程的教學(xué)注重理論知識(shí)和實(shí)際應(yīng)用的結(jié)合.教師結(jié)合自身的科研工作，運(yùn)了用大量的實(shí)際資料和數(shù)據(jù)，介紹物理理論在材料物理、物理科學(xué)中的應(yīng)用，增強(qiáng)了學(xué)生解決實(shí)際問題，適應(yīng)科研工作的能力，指導(dǎo)學(xué)生就相關(guān)課題撰寫學(xué)年論文和畢業(yè)設(shè)計(jì).

總之，我們期望通過《理論物理導(dǎo)論》精品課程的建設(shè)，通過教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化和重組、教學(xué)方法和教學(xué)手段的改革和探索，不僅能夠提高教學(xué)質(zhì)量，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，勇于創(chuàng)新的能力，為最終培養(yǎng)成為有知識(shí)、有能力、適應(yīng)社會(huì)發(fā)展需要的應(yīng)用型大學(xué)本科人才而打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ).

〔1〕張婷．精品課程建設(shè)的幾點(diǎn)想法[J]．中國科技信息，2009，8(14)：278－279.

〔2〕萬勇．由認(rèn)知過程分析理論物理教學(xué)改革中的主要問題[J]．高等理科教育，2005，11(6)：86－89.

〔3〕鄧桂昌．對(duì)理論物理教學(xué)改革的認(rèn)識(shí)問題[J]．現(xiàn)代物理知識(shí)，2000，6(s1)：114.

〔4〕劉巖，楊小紅，羅志環(huán)，黎永耀，林健榮．高?！独碚撐锢韺?dǎo)論》課程教學(xué)改革的探索與實(shí)踐 [J]．赤峰學(xué)院學(xué)報(bào)，2009，25（6）：18－19.

〔5〕王金霞，蘇樹兵．《理論物理導(dǎo)論》教學(xué)改革的探索與實(shí)踐[J]．寧波工程學(xué)院學(xué)報(bào)，2008，20(2)：62－65.