提高非物理專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)大學(xué)物理興趣的教學(xué)實踐

摘要：大學(xué)物理是高等學(xué)校理工科非物理專業(yè)學(xué)生的一門重要的通識性必修基礎(chǔ)課，然而當(dāng)前大學(xué)物理教學(xué)卻普遍面臨著這樣一個問題：非物理專業(yè)學(xué)生對大學(xué)物理課程的學(xué)習(xí)熱情度不高。針對這種現(xiàn)實情況，分析影響學(xué)生學(xué)習(xí)大學(xué)物理興趣的幾個主要因素，并結(jié)合自身教學(xué)實踐，提出了一些可以改善的方法。

關(guān)鍵詞：非物理專業(yè)；大學(xué)物理；學(xué)習(xí)興趣

作者簡介：羅勁明（1981-），男，廣東梅州人，嘉應(yīng)學(xué)院物理與光信息科技學(xué)院，講師；羅裕霞（1988-），女，廣東梅州人，嘉應(yīng)學(xué)院數(shù)學(xué)學(xué)院，助教。（廣東#8194;梅州#8194;514015）

基金項目：本文系梅州市科學(xué)技術(shù)局與嘉應(yīng)學(xué)院聯(lián)合自然科學(xué)研究項目（項目編號：2013KJM02）的研究成果。

中圖分類號：G642.0#8195;#8195;#8195;#8195;#8195;文獻標(biāo)識碼：A#8195;#8195;#8195;#8195;#8195;文章編號：1007-0079（2014）14-0138-02

物理學(xué)是研究物質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)、基本運動形式、相互作用的自然科學(xué)。它的基本理論滲透在自然科學(xué)的各個領(lǐng)域，應(yīng)用于生產(chǎn)技術(shù)的許多部門，是其他自然科學(xué)和工程技術(shù)的基礎(chǔ)。以物理學(xué)基礎(chǔ)為內(nèi)容的大學(xué)物理課程，是高等學(xué)校理工科各專業(yè)學(xué)生一門重要的通識性必修基礎(chǔ)課。該課程所教授的基本概念、基本理論和基本方法是構(gòu)成學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的重要組成部分，是一個科學(xué)工作者和工程技術(shù)人員所必備的。[1]

一、非物理專業(yè)的大學(xué)物理教學(xué)遇到的難題

隨著教育改革的深化發(fā)展，盡管大學(xué)物理課程已經(jīng)在全國高等師范院校的理工科教學(xué)中取得了一定的成績，但根據(jù)實際的教學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，[2，3]目前大學(xué)物理教學(xué)遇到的普遍難題是：非物理專業(yè)的學(xué)生對大學(xué)物理課程的學(xué)習(xí)積極性一直不高。究其原因，筆者認(rèn)為可以從以下幾個方面來理解：[4]

首先是學(xué)生方面。由于大學(xué)物理本身是一門內(nèi)容抽象、理論性很強的課程，大部分非物理專業(yè)學(xué)生對這門基礎(chǔ)課產(chǎn)生畏懼的學(xué)習(xí)心理，從而選擇規(guī)避的態(tài)度；隨著社會需求的變化，就業(yè)形勢的嚴(yán)峻，學(xué)生往往認(rèn)為只要學(xué)好本專業(yè)領(lǐng)域的課堂知識，其他非本專業(yè)的課程不需用心學(xué)習(xí)，只要拿到學(xué)分即可，這也導(dǎo)致學(xué)生從心理上忽視了大學(xué)物理的重要性，失去了對大學(xué)物理的學(xué)習(xí)興趣。

其次是教師方面。高等院校教師尤其是理工科的教師很大程度上都是以科研為重，而在教學(xué)方面認(rèn)為只要完成教學(xué)大綱的教學(xué)任務(wù)即可，從而導(dǎo)致以教師為中心講授知識，學(xué)生被動接受知識的填鴨式傳統(tǒng)教學(xué)依然普遍存在。結(jié)果顯而易見，多數(shù)大學(xué)物理教師在教學(xué)方面缺乏研究，教學(xué)方法和教學(xué)手段過于單一，授課內(nèi)容不能與學(xué)生的專業(yè)知識有機結(jié)合，使得非物理專業(yè)的大學(xué)物理課程教學(xué)仍然以應(yīng)試為目的，以學(xué)分為終點，最終導(dǎo)致無法調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，讓學(xué)生對學(xué)習(xí)大學(xué)物理興趣索然甚至出現(xiàn)排斥心理。

此外，隨著高等院校的連續(xù)擴招，部分高等院校在專業(yè)設(shè)置方面進行了比較大的傾斜。為了滿足學(xué)生就業(yè)的需求，應(yīng)用型的專業(yè)課程不斷開設(shè)，而作為非物理專業(yè)基礎(chǔ)課的大學(xué)物理課程則不斷壓縮，不少非物理專業(yè)的大學(xué)物理課程由多課時變成少課時，有些甚至直接取消開設(shè)大學(xué)物理這門基礎(chǔ)課。這樣，課時量與教學(xué)內(nèi)容嚴(yán)重不匹配，內(nèi)容多、課時少、進度快、習(xí)題多、解題繁等這些綜合因素最終導(dǎo)致了非物理專業(yè)的學(xué)生對大學(xué)物理的興趣急劇降低。

二、提高非物理專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)大學(xué)物理興趣的探索

如何在有限的教學(xué)時數(shù)內(nèi)有效完成大學(xué)物理課程的教學(xué)任務(wù)，提高理工科非物理專業(yè)學(xué)生對大學(xué)物理的學(xué)習(xí)興趣，從而提高大學(xué)物理的教學(xué)質(zhì)量呢? 筆者根據(jù)自身的教學(xué)實踐對此進行了探索。

1.從源頭引導(dǎo)學(xué)生，培養(yǎng)學(xué)生對大學(xué)物理學(xué)習(xí)的興趣

“萬事開頭難”，在大學(xué)物理的緒論課上引起學(xué)生學(xué)習(xí)該門基礎(chǔ)課的興趣是關(guān)鍵。筆者在非物理專業(yè)的大學(xué)物理緒論課上總喜歡問學(xué)生：“你們專業(yè)為什么要學(xué)習(xí)大學(xué)物理？”然而幾乎所有的學(xué)生都異口同聲地回答：“不知道?！贬槍@樣的疑惑，教師在授課開始前就應(yīng)該首先強調(diào)物理學(xué)的重要性，是自然科學(xué)和工程技術(shù)的基礎(chǔ)，對非物理專業(yè)學(xué)生來說，要重視大學(xué)物理對本專業(yè)課程的相互依賴作用，掌握物理基本思想和方法，對于提高自身的邏輯思維能力和解決問題、分析問題的能力具有積極作用，有利于將來把物理知識應(yīng)用到本專業(yè)的相關(guān)工作之中。

例如數(shù)學(xué)專業(yè)，應(yīng)著重強調(diào)物理和數(shù)學(xué)之間不可分割的關(guān)系，沒有物理的發(fā)展就沒有數(shù)學(xué)，沒有數(shù)學(xué)的發(fā)展也沒有物理，要在教學(xué)中注重引用實例來說明，如牛頓力學(xué)和微積分，麥克斯韋方程組與電磁場理論，愛因斯坦相對論與黎曼幾何；強調(diào)大學(xué)物理與微積分等數(shù)學(xué)工具的關(guān)系，數(shù)學(xué)專業(yè)的學(xué)生對數(shù)學(xué)在物理中的運用也就會產(chǎn)生一定的好奇心。再如計算機專業(yè)，有人認(rèn)為學(xué)計算機的學(xué)生不需要學(xué)習(xí)物理，但計算機發(fā)展史的每一個階段都是以物理學(xué)的發(fā)展變革為前提，而計算機又在近代物理學(xué)的歷史中扮演著一個不可替代的角色。特別是計算機軟件專業(yè)，物理學(xué)是計算機硬件的基礎(chǔ)，而硬件則是軟件的根基，兩者相互依賴，相互依存。

理工科非物理專業(yè)的大學(xué)物理教學(xué)，應(yīng)依據(jù)各專業(yè)的特點，在課堂教學(xué)中將大學(xué)物理知識與學(xué)生所學(xué)專業(yè)進行有機結(jié)合，才能使學(xué)生對大學(xué)物理的學(xué)習(xí)產(chǎn)生興趣，感知到大學(xué)物理的重要性。

2.結(jié)合多媒體技術(shù)的應(yīng)用，提高學(xué)生對物理學(xué)習(xí)的積極性

近年來，隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，興起了一項先進的計算機技術(shù)——多媒體技術(shù)，利用這種技術(shù)手段，可以將文、圖、聲、像等信息融為一體，大大增強了人們對抽象事物與過程的理解與感受，使人們在短時間內(nèi)獲得大量知識和信息。適當(dāng)使用多媒體技術(shù)輔助教學(xué)，科學(xué)合理地運用科普短片、Flash動畫等多媒體教學(xué)課件，把復(fù)雜的物理現(xiàn)象以直觀形象的畫面呈現(xiàn)出來，讓學(xué)生從直觀感知信息中獲得知識。大學(xué)物理的教學(xué)表現(xiàn)得豐富多彩，形象生動，既吸引了學(xué)生們的注意力，又提高了課堂授課效果，達到激發(fā)學(xué)生對大學(xué)物理的學(xué)習(xí)積極性和主動性的目的。

筆者在實際教學(xué)中發(fā)現(xiàn)，授課時放一張簡單的圖片，播一段科普短片，或者打開一個Flash動畫替代黑板板書能大大激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。例如在學(xué)習(xí)熱學(xué)的分子運動速率統(tǒng)計內(nèi)容時，由于大學(xué)物理一般安排在低年級，而低年級的學(xué)生僅學(xué)過微積分沒有學(xué)過統(tǒng)計學(xué)，僅靠物理教師課堂上的講解，數(shù)學(xué)基礎(chǔ)比較薄弱的學(xué)生通常無法理解，此時如果采用伽爾頓板實驗的科普短片，能直觀地把分子運動速率統(tǒng)計規(guī)律通過視覺效果展示出來，使學(xué)生不需要復(fù)雜的數(shù)學(xué)知識就能夠理解；再如講解狹義相對論內(nèi)容，教師若只是口頭教授或者黑板畫圖，學(xué)生不僅難以接受，還會覺得枯燥無味，如果適當(dāng)結(jié)合類似愛因斯坦火車之類的Flash動畫進行講解，就能夠把比較高深的物理概念和規(guī)律用簡單明了的動畫展示出來，易于學(xué)生理解接受。

利用多媒體技術(shù)可以實現(xiàn)大學(xué)物理教師教學(xué)手段的多樣化和現(xiàn)代化，這是傳統(tǒng)教學(xué)無法比擬的。這樣一種充滿活力的新的教學(xué)手段，必然會激發(fā)非物理專業(yè)學(xué)生對大學(xué)物理的學(xué)習(xí)興趣。

3.鼓勵學(xué)生參與物理實驗，提升學(xué)生對物理學(xué)習(xí)的主動性

物理學(xué)科中的重大發(fā)現(xiàn)及其理論的建立往往都是由實驗現(xiàn)象展開的，實驗與理論的矛盾運動是物理學(xué)發(fā)展的直接源動力，一旦離開實驗這一基石，整個物理學(xué)科的發(fā)展將面臨災(zāi)難性的毀滅。在非物理專業(yè)的大學(xué)物理教學(xué)中，為了加深學(xué)生對物理概念和規(guī)律的理解和掌握，必然需要學(xué)生參與到大學(xué)物理實驗這一塊領(lǐng)域。學(xué)生通過親自動手實驗，能夠鞏固學(xué)生對大學(xué)物理內(nèi)容的掌握，同時對培養(yǎng)學(xué)生的觀察、分析、歸納、操作、創(chuàng)新等綜合能力具有重要的作用。

筆者在擔(dān)任大學(xué)物理理論課程的同時兼任實驗課程，發(fā)現(xiàn)非物理專業(yè)的學(xué)生對實驗課程的學(xué)習(xí)興趣普遍高于理論課程的學(xué)習(xí)，物理實驗可以充分調(diào)動學(xué)生的“看”、“聽”、“動”等多種協(xié)調(diào)能力，尤其是“動”的能力，而不僅僅限于理論課程中簡單的“看”和“聽”。此外，實驗中還發(fā)現(xiàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣依實驗內(nèi)容的選擇而不同，例如彈簧系數(shù)測量的每一步過程都需要學(xué)生自己手動調(diào)節(jié)，動手時間比較長；而對于金屬線膨脹系數(shù)的測量，只需調(diào)好儀器然后就是長時間的等待，每升到一個溫度點記錄一個數(shù)據(jù)即可，這種操作簡單只需機械記錄數(shù)據(jù)的實驗明顯不太受非物理專業(yè)學(xué)生的歡迎；然而值得注意的是，一些對實驗技能要求比較高的實驗卻又適得其反，例如等厚干涉實驗需要學(xué)生非常細膩的微調(diào)，很多學(xué)生在這一點上失去了耐心。

目前，在非物理專業(yè)的大學(xué)物理課程教學(xué)中實驗的比重仍然較小，未來教學(xué)應(yīng)該注重引入一些和學(xué)生本專業(yè)相結(jié)合的跨專業(yè)綜合性實驗，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。

4.理論聯(lián)系實際講授大學(xué)物理，增強學(xué)生物理學(xué)習(xí)的實效性

大學(xué)物理講授的知識內(nèi)容主要是物理學(xué)的經(jīng)典知識，包括力學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)、光學(xué)等以及相對論和量子物理的基本概念，而對近代物理學(xué)思想知識和方法的新發(fā)展則涉及較少，知識的陳舊導(dǎo)致很多學(xué)生缺乏學(xué)習(xí)物理的興趣。如果在課堂上教師能結(jié)合各章節(jié)內(nèi)容，廣泛聯(lián)系實際，介紹物理學(xué)的最新應(yīng)用，比如粒子加速器、黑洞、反物質(zhì)等，不僅能夠活躍學(xué)生的思維，引導(dǎo)學(xué)生更好地理解物理世界，還能引發(fā)學(xué)生對大學(xué)物理課程的好奇心。

筆者在大學(xué)物理的授課過程中，偶爾增加一些物理趣事和物理前沿知識，發(fā)現(xiàn)能夠使學(xué)生在課堂上的精神為之一振，比如在講述牛頓力學(xué)的引力內(nèi)容時，適時給學(xué)生簡單介紹引力最強的天體——黑洞的相關(guān)知識，其引發(fā)的有趣物理現(xiàn)象使所有學(xué)生對這未知的領(lǐng)域充滿了好奇之心。此外，緊密聯(lián)系現(xiàn)實生活哲理，對大學(xué)物理教學(xué)往往具有事半功倍的效果。在機械地講述乏味枯燥的物理規(guī)律和物理公式的時候，適時加入一些與物理概念相關(guān)的生活哲理，例如把大學(xué)物理的參考系概念應(yīng)用于現(xiàn)實生活中，如果選擇不同的參照物或參考系，站在不同的角度看問題，即所謂的“換位思考”或“將心比心”，往往會得到不同的結(jié)論，這樣很多問題也就會迎刃而解了。

總而言之，這種理論聯(lián)系實際的教學(xué)方法能夠讓學(xué)生感到新奇有趣，并且易于接受，而只要讓學(xué)生們覺得大學(xué)物理“有意思”，其目的也就達到了。

三、結(jié)論

針對非物理專業(yè)學(xué)生對大學(xué)物理課程的學(xué)習(xí)興趣普遍不高的這種現(xiàn)實情況，筆者主要從學(xué)生和教師兩方面分析了其原因，并在實踐教學(xué)過程中，結(jié)合以上幾個途徑去提高學(xué)生對大學(xué)物理的學(xué)習(xí)興趣，調(diào)動了學(xué)生的積極性和主動性，取得了較好的教學(xué)效果。然而，教學(xué)無止境，只有與時俱進，不斷改進和完善教學(xué)方法，才能從根本上提高理工科非物理專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)大學(xué)物理的興趣。

參考文獻：

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[2]孫錦如，張錫娟，胡經(jīng)國.非物理專業(yè)學(xué)生對學(xué)習(xí)大學(xué)物理興趣的調(diào)查研究[J].吉林省教育學(xué)院學(xué)報，2010，26(10):135-137.

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[4]樊秋波，劉冬冬，韓百萍.提高非物理專業(yè)大學(xué)物理教學(xué)質(zhì)量的思考與建議[J].連云港職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報，2013，26(2):78-80.

（責(zé)任編輯：王意琴）