少學(xué)時工科大學(xué)物理教學(xué)與專業(yè)課相結(jié)合探索

來嫻靜

大學(xué)物理課是基礎(chǔ)科學(xué)知識與科學(xué)實踐結(jié)合得最普遍、最典型的一門課，在應(yīng)用型本科教育中對學(xué)生科學(xué)思維方法的培養(yǎng)和理論與實踐結(jié)合能力方面的鍛煉都起著舉足輕重的作用。物理學(xué)的科學(xué)思想、基本理論、研究方法具有極大的普適性， 掌握物理學(xué)處理問題的思想和方法是大學(xué)物理教學(xué)的重要目標。但是， 目前大學(xué)物理教學(xué)面臨的主要問題是課時少、內(nèi)容多?；谖覈叩仍盒Ｆ毡閷Υ髮W(xué)物理課程縮減學(xué)時的現(xiàn)狀，再結(jié)合我校發(fā)展建設(shè)對工科大學(xué)物理教學(xué)的要求，物理組對少學(xué)時（64學(xué)時或48學(xué)時）的工科大學(xué)物理教學(xué)進行探索。

一、教學(xué)內(nèi)容把握松弛有度

隨著我校工科各專業(yè)的不斷發(fā)展與建設(shè)，各個專業(yè)對大學(xué)物理課程的要求從原來的96學(xué)時減少到64 學(xué)時和48學(xué)時?；谶@方面的考慮，物理組可以根據(jù)專業(yè)特點和側(cè)重，對教學(xué)內(nèi)容進行必要取舍與整合，做到詳略得當并對教學(xué)內(nèi)容進行適當更新，通過知識的內(nèi)在聯(lián)系形成體系;同時也要將學(xué)科發(fā)展的新理論、新技術(shù)進行篩選，去粗取精，作為教學(xué)內(nèi)容的有力補充。

由于課程除完成物理學(xué)的基本知識傳授之外，重點要求學(xué)生掌握嚴謹、科學(xué)地描述自然規(guī)律的方法，培養(yǎng)學(xué)生運用基本理論解決實際問題的創(chuàng)新能力。所以教學(xué)中在保障課程體系的完整性提前下，要做到松弛有度，細講部分啟發(fā)式內(nèi)容，壓縮一般性內(nèi)容，突出思想方法的講授和創(chuàng)新意識的培養(yǎng)。比如說，掌握微積分的運算對于學(xué)好大學(xué)物理至關(guān)重要，那么怎樣才能使大學(xué)物理的學(xué)習(xí)不被數(shù)學(xué)困擾呢？關(guān)鍵是要讓學(xué)生從物理的角度去理解微分和積分。為此在大學(xué)物理的第一篇力學(xué)部分就要過微積分這一關(guān)，否則往后的學(xué)習(xí)就會有更多的問題.為此在第一堂課，給同學(xué)們的問題就是：如何理解微積分在物理問題中的意義——如瞬時速度、瞬時加速度、功、沖量等等.要求學(xué)生分組討論，每人都要闡述自己的理解，當學(xué)到這部分內(nèi)容時，可以隨機在課堂上提問幾個同學(xué)，最后加以總結(jié)。這樣同學(xué)們對物理概念就有了透徹的理解，知道了為什么要在物理中引入微積分解題，在后續(xù)的電磁學(xué)等章節(jié)中利用微積分的問題也就迎刃而解。又比如，在講動力學(xué)基本定律時，重點突出運用高等數(shù)學(xué)方法解決物理問題，如變力做功、由動力學(xué)推導(dǎo)出運動學(xué)方程等。細講已知阻力求速度表達式這類問題，這些例題難點是后面的積分，對初學(xué)高等數(shù)學(xué)的大一學(xué)生來講，應(yīng)用高數(shù)解決實際問題還是一個困難。所以必須讓學(xué)生區(qū)分什么是物理問題，什么是數(shù)學(xué)手段，不能因為微積分能力差而影響物理問題的解決。對于剛體力學(xué)，針對學(xué)生熟悉質(zhì)點而不熟悉剛體的特點，重點突出研究方法，用類比的方式介紹剛體的運動學(xué)、動力學(xué)，并體會用角動量描述和解決問題的優(yōu)勢。如剛體的運動學(xué)描述其運動的各量，建議在黑板上列出各種直線量和角量的對應(yīng)關(guān)系，剛體的動力學(xué)則一定要分清層次講解，突出轉(zhuǎn)動定律的地位，必須說明轉(zhuǎn)動定律相當于質(zhì)點中牛頓第二定律，而力矩的定義和轉(zhuǎn)動慣量的計算是第二層次?？傊?，在講清基本內(nèi)容的基礎(chǔ)上突出重點和難點，重點放在基礎(chǔ)性強、適用性廣、對高新技術(shù)的發(fā)展起重要作用的基本原理和基本內(nèi)容上，并適當顧及深度，保持前沿性和先進性;在講授中強調(diào)精講經(jīng)典、加強近代、介紹前沿、激發(fā)創(chuàng)新等。

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)容中每個知識點都是不同理工科專業(yè)的基石和出發(fā)點。例如，物理學(xué)思想和方法在近代生物科技的發(fā)展中有著不可磨滅的功績： X射線衍射法能直接測定原子在分子中的排列;耗散結(jié)構(gòu)理論解決了物理學(xué)中熵增加原理與生物進化論的矛盾;光譜法能用來揭示不同條件下分子構(gòu)型可能發(fā)生的變化;電泳技術(shù)能用來分離帶電的高分子， 以及測量他們的電荷， 這些方法是生物學(xué)研究深入到分子水平的基礎(chǔ);核磁共振所獲得的圖像異常清晰、精細、分辨率高， 特別對軟組織層次顯示得好;激光外源導(dǎo)入基因法使基因轉(zhuǎn)化， 利用激光輻照使染色體突變等。在大學(xué)物理課程中適當引入對現(xiàn)代生物研究起重要作用的物理理論與技術(shù)， 可以擴大學(xué)生的知識面， 使學(xué)生意識到物理學(xué)在推動生命科學(xué)發(fā)展中的重大意義。因此，有目的地尋找合適的切入點，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)容上進行擴充，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。

各學(xué)院專業(yè)不同，對物理教學(xué)內(nèi)容的要求自然也不同。因此，針對各專業(yè)對學(xué)生的不同培養(yǎng)目標，結(jié)合大學(xué)物理課程自身的特點，提出比較切合各專業(yè)人才培養(yǎng)需要的教學(xué)模式，編寫適合各專業(yè)學(xué)生需要的習(xí)題，以克服物理與專業(yè)課脫節(jié)的教學(xué)現(xiàn)狀。例如，在生環(huán)學(xué)院所開設(shè)的大學(xué)物理課程講授了力學(xué)、光學(xué)、電磁學(xué)和大學(xué)物理實驗等內(nèi)容，切實提高了應(yīng)用化學(xué)、環(huán)境工程、化工等專業(yè)學(xué)生的大學(xué)物理實際應(yīng)用能力和實驗技能。對于城建與鋼結(jié)構(gòu)專業(yè)的學(xué)生，我們把教學(xué)重點放在力學(xué)、光學(xué)和熱學(xué)的講解上，并在教學(xué)中加入一些工程案例分析，讓學(xué)生體會到用理論知識解決實際問題的快樂;在其實驗課中則突出基本測量方法的訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生的實際動手能力。

總之， 基于少學(xué)時大學(xué)物理課程現(xiàn)狀，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容、建立與專業(yè)相結(jié)合教學(xué)體系是實現(xiàn)大學(xué)物理課程設(shè)置優(yōu)化的重要組成部分。實現(xiàn)與專業(yè)相結(jié)合的大學(xué)物理教學(xué)體系，不僅能為不同專業(yè)學(xué)生后續(xù)專業(yè)課的學(xué)習(xí)打下堅實的科學(xué)基礎(chǔ)，也滿足社會對專業(yè)型、應(yīng)用型本科人才的要求。

【參考文獻】

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