大學(xué)物理在理工科專業(yè)中的現(xiàn)狀分析與改革

◆倪江利 黃文娟 蘇 磊

(安徽三聯(lián)學(xué)院礎(chǔ)部)

大學(xué)物理在理工科專業(yè)中的現(xiàn)狀分析與改革

◆倪江利 黃文娟 蘇 磊

(安徽三聯(lián)學(xué)院礎(chǔ)部)

通過對(duì)本科院校中理工科專業(yè)學(xué)生問卷調(diào)查，結(jié)果發(fā)現(xiàn)目前教學(xué)存在很多不良現(xiàn)狀，學(xué)習(xí)興趣不高，由于比較弱的中學(xué)基礎(chǔ)和比較難的高數(shù)，使得學(xué)生失去了信心。通過一定的改革，提出相應(yīng)的方案，來提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力，提高教學(xué)質(zhì)量，為培養(yǎng)應(yīng)用型人才奠定基礎(chǔ)。

大學(xué)物理 教學(xué)改革 高等教育 多媒體教學(xué)

一、引言

大學(xué)物理是一門理工科學(xué)生的專業(yè)基礎(chǔ)課，為學(xué)習(xí)專業(yè)知識(shí)奠定基礎(chǔ)。大學(xué)物理是一門應(yīng)用型比較強(qiáng)的自然學(xué)科，需要一定的中學(xué)知識(shí)和比較好的高等數(shù)學(xué)知識(shí)，但由于在辛苦的高中三年之后，今天高校失去外界壓力使學(xué)生自主學(xué)習(xí)意識(shí)不高。高校為了生源，在理工科專業(yè)中文理兼收，尤其是民辦高校，理工科招收的文科生相對(duì)較多，這對(duì)大學(xué)物理的教學(xué)產(chǎn)生了一定的困難。介于這種現(xiàn)狀，需要對(duì)大學(xué)物理課程教學(xué)進(jìn)行改革，改變以往的教學(xué)模式，能夠培養(yǎng)出應(yīng)用型人才?；谝陨蠁栴}對(duì)大學(xué)理工科學(xué)生進(jìn)行了問卷調(diào)查，提出相應(yīng)的改革方案，進(jìn)一步提高教學(xué)質(zhì)量。

二、目前的現(xiàn)狀與分析

(一)現(xiàn)狀的調(diào)查

對(duì)安徽三聯(lián)學(xué)院2013級(jí)理工本科500人進(jìn)行問卷調(diào)查，有效回收472份，對(duì)于目前的現(xiàn)狀，主要如下：

1.只有一半左右.的學(xué)生認(rèn)為《大學(xué)物理》很重要。

2.對(duì)《大學(xué)物理》感興趣的人更是低于30%，不感興趣的主要原因是物理太難懂、沒有使用價(jià)值。

3.大部分學(xué)生認(rèn)為學(xué)習(xí)《大學(xué)物理》的最大障礙，在于中學(xué)物理和高等數(shù)學(xué)基礎(chǔ)不好、大學(xué)物理難度較大等。同時(shí)，我們也對(duì)影響大學(xué)學(xué)習(xí)的因素進(jìn)行了調(diào)查，其主要因素為沒有學(xué)習(xí)的動(dòng)力。

(二)現(xiàn)狀分析

對(duì)于大學(xué)學(xué)生都能認(rèn)識(shí)到大學(xué)物理的重要性，但對(duì)于與本專業(yè)開設(shè)的課程與物理的聯(lián)系很迷茫，不知對(duì)未來的學(xué)習(xí)有何作用，對(duì)學(xué)校開設(shè)物理課程持被動(dòng)的接受，完成期末考試，沒有主動(dòng)學(xué)習(xí)的興趣。中學(xué)時(shí)期靠外界的壓力，主要來自于升學(xué)、老師和家長(zhǎng)的督促，進(jìn)入大學(xué)失去了動(dòng)力。對(duì)于大多數(shù)學(xué)生，中學(xué)基礎(chǔ)比較弱，尤其是文科生基本沒有基礎(chǔ)，加上對(duì)于高等數(shù)學(xué)的要求比較高，而學(xué)生高數(shù)基礎(chǔ)弱，應(yīng)用到物理就更不知所措。

大學(xué)物理內(nèi)容較多，一般普通物理學(xué)分為力學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)、光學(xué)和原子物理學(xué)五個(gè)部分，而現(xiàn)在很多學(xué)校因?yàn)檎n時(shí)緊張，從而壓縮基礎(chǔ)課的教學(xué)時(shí)間，授課教師為了完成教學(xué)任務(wù)，可能進(jìn)度較快，沒有體會(huì)到學(xué)生的掌握程度，加上傳統(tǒng)的講授式教學(xué)使學(xué)生在連續(xù)上幾節(jié)物理課的情況下，感到疲憊、走神和跟不上進(jìn)度慢慢失去了對(duì)學(xué)習(xí)物理的興趣。教師在教學(xué)中對(duì)自己的教學(xué)充滿信心，認(rèn)真教學(xué)，但缺乏與學(xué)生溝通，未能有效的提高教學(xué)。

(三)教師的錯(cuò)誤觀念

高等教育擔(dān)任著國(guó)家未來的發(fā)展，為國(guó)家和社會(huì)培養(yǎng)出有用的人才，責(zé)任重大。在我國(guó)高等教育中，一直以來沒有引起足夠的重視，而西方國(guó)家卻對(duì)他們的高等教育非常重視。傳統(tǒng)的觀念中，認(rèn)為進(jìn)入大學(xué)就等于進(jìn)入天堂，被社會(huì)認(rèn)為高校就是“養(yǎng)老院”，對(duì)于大學(xué)的老師更是被認(rèn)為很休閑的職業(yè)。中學(xué)的教育有著升學(xué)的壓力，而大學(xué)往往是全面放開，由學(xué)生自主學(xué)習(xí)，而剛剛進(jìn)入大學(xué)校園的學(xué)生突然失去外界的壓力，徹底失去了約束，漸漸地失去了學(xué)習(xí)的動(dòng)力。高校的教師經(jīng)常持有學(xué)生成績(jī)不影響自己，而是科研與職稱，很多老師可能過分注重科研而忽略教學(xué)，更不會(huì)與學(xué)生交流，讓學(xué)生對(duì)老師產(chǎn)生了距離感。學(xué)生之中存在成績(jī)的優(yōu)異，但智商的差異并不大，只是惰性比較強(qiáng)，但有很強(qiáng)的想象力和創(chuàng)造力，若能正確引導(dǎo)可以成為優(yōu)秀的人才。

對(duì)于每位學(xué)生做到“不拋棄，不放棄”。培養(yǎng)的每位高校的學(xué)生，不僅關(guān)系著他的未來，也關(guān)系著學(xué)校的發(fā)展，同時(shí)也關(guān)系著別人的未來。例如，醫(yī)學(xué)院的學(xué)生，可能他的學(xué)習(xí)習(xí)慣，形成的態(tài)度卻關(guān)系著別人的命運(yùn)。有一位醫(yī)生因?yàn)樽约旱呢澩?，在手術(shù)結(jié)束之后，病人蘇醒之前拿走了器材，導(dǎo)到病人的死亡。這樣的現(xiàn)象在生活中，可能不止少數(shù)，也許他們的今天是因?yàn)楦叩冉逃氖д`導(dǎo)致。向社會(huì)中輸送每一位畢業(yè)生，我們首先讓學(xué)生“如何做人”，其次才是成為對(duì)社會(huì)有用的人才。

三、大學(xué)物理課程改革的設(shè)想

(一)精選教材

大學(xué)物理教材有很多種版本，每種教材都有系統(tǒng)的理論知識(shí)，對(duì)經(jīng)典的定理、定律都作了精辟的描述，但對(duì)于理論的應(yīng)用、對(duì)現(xiàn)代技術(shù)的影響、相關(guān)的物理學(xué)史和科學(xué)前沿卻涉及很少，這些內(nèi)容在物理教學(xué)中起到非常重要的作用。近年來，由于各個(gè)工科專業(yè)開設(shè)的專業(yè)課增多，從而壓縮了基礎(chǔ)課程。對(duì)于整個(gè)物理上完很難，而且學(xué)生基礎(chǔ)很弱，尤其是文理兼收的專業(yè)，在有限的課時(shí)內(nèi)，很難達(dá)到應(yīng)用型本科所具備的要求。

據(jù)調(diào)查，多數(shù)高校開設(shè)的大學(xué)物理課程教學(xué)設(shè)計(jì)中， 一般為72～108學(xué)時(shí)，而《非物理類理工科大學(xué)物理課程教學(xué)基本要求》中建議， 理論課學(xué)時(shí)數(shù)不能少于126學(xué)時(shí)， 實(shí)驗(yàn)課學(xué)時(shí)數(shù)不能少于57學(xué)時(shí)， 多數(shù)教師采用刪減內(nèi)容的方式進(jìn)行授課， 嚴(yán)重阻礙了學(xué)生知識(shí)面的拓展。因此，針對(duì)我們的學(xué)生不能選擇理論性太強(qiáng)的課本，注重與應(yīng)用有關(guān)的知識(shí)。安徽三聯(lián)學(xué)院當(dāng)前使用的物理教材是由馬文蔚、周雨青主編的《物理學(xué)教程》(第二版)。此書中的內(nèi)容理論知識(shí)較多、較難。不太適合學(xué)生全面學(xué)習(xí)掌握。而像程守洙主編的《普通物理學(xué)》(第四版)等比較適合學(xué)生學(xué)習(xí)掌握。

(二)針對(duì)專業(yè)需求，修訂教學(xué)大綱

大學(xué)物理課程是為學(xué)好專業(yè)課程而開設(shè)，因此，根據(jù)各專業(yè)與物理的知識(shí)交叉部分，制定合理的教學(xué)大綱。結(jié)合我們學(xué)院理工科開設(shè)的計(jì)算機(jī)與科學(xué)、信息與通信、交通三個(gè)工科院系?，F(xiàn)在安徽三聯(lián)學(xué)院說有的院系上課內(nèi)容統(tǒng)一是力學(xué)和電磁學(xué)，而光學(xué)、電學(xué)等完全不上，可是有的專業(yè)這兩個(gè)方面的知識(shí)用到的非常少甚至用不到。例如，計(jì)算機(jī)與科學(xué)技術(shù)專業(yè)開設(shè)的單片機(jī)課程，對(duì)于大學(xué)物理的光學(xué)和電磁學(xué)結(jié)合較多，我們重點(diǎn)開設(shè)電磁和光，對(duì)于經(jīng)典的力學(xué)的講解可以相應(yīng)的減少，只需要講解經(jīng)典的質(zhì)點(diǎn)動(dòng)力學(xué)和牛頓定律等就可以，以便于讓學(xué)生懂得科學(xué)的思維方法和研究問題的方法。而信息與通信學(xué)院開設(shè)的電子信息工程、電子科學(xué)與技術(shù)、通信工程、電氣工程及其自動(dòng)化等專業(yè)的學(xué)生，重點(diǎn)講解與電學(xué)相關(guān)的知識(shí)。交通學(xué)院開設(shè)的交通工程、交通運(yùn)輸、機(jī)械設(shè)計(jì)及自動(dòng)化等專業(yè)的學(xué)生，需要重點(diǎn)講解力學(xué)、電磁學(xué)、光學(xué)和熱學(xué)等方面的內(nèi)容。在講到相應(yīng)的知識(shí)時(shí)，可以有效的與專業(yè)知識(shí)結(jié)合，合理設(shè)置教學(xué)內(nèi)容的廣度和深度，量體裁衣，細(xì)化到知識(shí)點(diǎn)，可激發(fā)學(xué)生對(duì)大學(xué)物理學(xué)習(xí)的興趣，兼具事半功倍的功效。

(三)編寫銜接教材和課本相應(yīng)習(xí)題集

高校的生存主要是生源的數(shù)量和質(zhì)量，因此，有的理工科專業(yè)采取了文理兼收的方式，而且像我校三本類的學(xué)生，中學(xué)基礎(chǔ)較差，對(duì)于物理也沒什么興趣。目前高校使用的各種大學(xué)物理教材，還沒有針對(duì)目前現(xiàn)狀的應(yīng)用型理工科學(xué)生的教材。因此，將招收的同專業(yè)的文理學(xué)生進(jìn)行合理分班，將基礎(chǔ)比較差的理科學(xué)生放入文科班。編寫與高中有關(guān)的相應(yīng)的知識(shí)，成為學(xué)校的校本教材，在開設(shè)的文科班級(jí)中，多增加相應(yīng)的課時(shí)，在每次大學(xué)課程前，先上一定的高中知識(shí)，對(duì)于大學(xué)的內(nèi)容注重理論解決實(shí)際的問題，淡化繁瑣的理論推導(dǎo)，能將理論應(yīng)用到實(shí)踐中去。

自然學(xué)科需要一定的練習(xí)來消化所學(xué)的知識(shí)，而大學(xué)的課程安排相對(duì)集中，每周一次上完新課內(nèi)容，學(xué)生在連續(xù)接受新知識(shí)，而又缺乏理解的情況下，慢慢對(duì)課堂失去了興趣。物理本身的內(nèi)容比較難，學(xué)生中學(xué)階段就很難理解，缺乏練習(xí)，課本習(xí)題又難，作業(yè)也多數(shù)采取買參考答案抄襲完成，久而久之，對(duì)物理徹底失去了信心。大學(xué)物理的教材，例題和習(xí)題相對(duì)我校學(xué)生比較難，需要能夠編排出每節(jié)內(nèi)容的相應(yīng)習(xí)題，裝訂成冊(cè)，成為學(xué)校的校本作業(yè)。在傳授一個(gè)知識(shí)點(diǎn)的同時(shí)，學(xué)生做相應(yīng)的習(xí)題來加強(qiáng)理解，教師在課堂下指導(dǎo)，并掌握學(xué)生的程度，課后讓學(xué)生完成校本作業(yè)。

四、改進(jìn)教學(xué)模式，體現(xiàn)以學(xué)生為原則

愛因斯坦說：“興趣是最好的老師。”為了提高教學(xué)質(zhì)量，能更有效地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，成為大學(xué)物理教學(xué)中重要的任務(wù)。

(一)在物理教學(xué)中引入物理學(xué)史

傳統(tǒng)的教學(xué)模式主要是講授式，采用的教學(xué)過程是灌輸式和填鴨式充斥課堂，學(xué)生處于被動(dòng)接受，教師缺乏與學(xué)生交流，導(dǎo)致了教與學(xué)的分離．而90后的大學(xué)生覺得枯燥和乏味，學(xué)生漸漸失去信心。傳統(tǒng)教學(xué)方式是教師在板書和作圖， 推導(dǎo)演繹公式和原理，學(xué)生印象深刻，但缺乏課堂氣氛，學(xué)生容易疲勞和走神。

物理是推動(dòng)社會(huì)發(fā)展的自然科學(xué)之一，學(xué)生不僅要掌握公式和定律， 還需要了解物理學(xué)家為這些珍貴的知識(shí)所付出的艱辛勞動(dòng)，甚至付出生命的代價(jià)。每個(gè)定律基本上都有相應(yīng)的物理學(xué)家，在教學(xué)過程中，講述定律的同時(shí)，介紹物理學(xué)史和名人軼事， 緩解緊張的學(xué)習(xí)壓力和活躍課堂氣氛，感受科學(xué)家為追求真理而獻(xiàn)身的崇高境界， 培養(yǎng)他們實(shí)事求是、不畏艱難的科學(xué)精神，達(dá)到事半功倍的效果。

(二)板書教學(xué)與多媒體教學(xué)相結(jié)合

物理來源于生活，“從生活走向物理，從物理走向社會(huì)”，將生活現(xiàn)象引入到課堂，與物理知識(shí)有機(jī)結(jié)合，提高物理學(xué)習(xí)的趣味性、積極性和主動(dòng)性。

板書是教師必備的基本教學(xué)技能之一，優(yōu)點(diǎn)是便于理論推導(dǎo)、思路的延展和適于學(xué)生的思維節(jié)奏，但缺點(diǎn)是花費(fèi)時(shí)間過多、不夠鮮活生動(dòng)和與生活應(yīng)用的聯(lián)系欠佳。多媒體教學(xué)成為輔助板書教學(xué)的有效手段，越來越受到青睞。在教學(xué)中，引入生活現(xiàn)象，制作成flash，引入動(dòng)畫模擬等，將抽象的物理概念、模型的理解變得更為清晰和直觀。關(guān)注每天生活發(fā)生的現(xiàn)象，適時(shí)引入到課堂中來。例如，在講授動(dòng)量定理時(shí)，講解網(wǎng)上經(jīng)常報(bào)道的小孩向高速公路拋石子而釀成傷亡和利用柔軟的水來開采礦產(chǎn)等，讓學(xué)生對(duì)物理現(xiàn)象有深刻的印象。在講述磁場(chǎng)時(shí)，播放一段一部電影“地心末日”，引入一段鴿子飛行的畫面，闡述地磁場(chǎng)的存在，來吸引學(xué)生對(duì)物理得興趣。多媒體教學(xué)存在教學(xué)速度快和只看只講不寫的弊端，對(duì)于基礎(chǔ)較差的同學(xué)，容易造成走馬觀花、難以跟上老師教學(xué)思路的局面。因此，板書教學(xué)與多媒體教學(xué)需有機(jī)地結(jié)合，揚(yáng)長(zhǎng)避短，發(fā)揮各自的優(yōu)勢(shì)，以達(dá)到課堂教學(xué)的最佳效果。

(三)理論與實(shí)驗(yàn)結(jié)合

應(yīng)用型人才要求具有理論聯(lián)系實(shí)際解決問題的能力，因此，教學(xué)中需要培養(yǎng)學(xué)生的這種能力。物理實(shí)驗(yàn)不僅能更好地理解和掌握理論知識(shí)， 而且還能為工作和進(jìn)一步學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。實(shí)驗(yàn)是理論與實(shí)際的結(jié)合，根據(jù)理論課程合理安排實(shí)驗(yàn)，但保持實(shí)驗(yàn)的獨(dú)特性，鍛煉學(xué)生調(diào)節(jié)儀器的能力，如水平儀、光杠桿、游標(biāo)卡尺、電流表、電壓表和萬用表等基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)。

美國(guó)密歇根大學(xué)物理學(xué)和天文學(xué)學(xué)院主任Bauer教授曾說，教學(xué)內(nèi)容組織的核心是提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。學(xué)生對(duì)社會(huì)發(fā)生的熱點(diǎn)問題比較感興趣，理論教學(xué)介紹能源的消耗、電動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)、溫室效應(yīng)、LED屏等，實(shí)驗(yàn)教學(xué)根據(jù)各專業(yè)需求開設(shè)前沿科學(xué)實(shí)驗(yàn)，展示物理學(xué)的最新動(dòng)態(tài)，演示物理學(xué)的奇妙現(xiàn)象。

(四)完善的考核機(jī)制

中學(xué)教育一直致力于改革，希望多方面選撥人才，打破一紙定終生的格局，但一直都沒有一個(gè)合理的方式。為了更進(jìn)一步的激發(fā)學(xué)生課堂的積極性，對(duì)于課程最終的考核，可以通過雙軌制?，F(xiàn)在很多高校都采用了，平時(shí)分40%(或30%)+卷面分60%(70%)的模式，但對(duì)于平時(shí)分學(xué)生沒有形成足夠的重視，一方面，中學(xué)基本沒有平時(shí)分的概念；另一方面，授課教師沒能給出合理的平時(shí)分，而大多數(shù)教師采用打了統(tǒng)一的分?jǐn)?shù)或?yàn)榱四軌驅(qū)W生過隨意的給出平時(shí)分。為了能夠積極的讓學(xué)生參與課堂互動(dòng)，采用對(duì)于回答比較好的同學(xué)實(shí)行加分制。以我校為例，學(xué)生的平時(shí)成績(jī)占總成績(jī)的40%，可以從出勤率占10%+課堂表現(xiàn)占10%+作業(yè)占10%+期中成績(jī)占10%+期末成績(jī)占60%的模式，需要授課教師認(rèn)真執(zhí)行，讓學(xué)生感受到量化的實(shí)行。大學(xué)物理比較難，有些學(xué)生遇到困難或基礎(chǔ)差的原因，抄襲作業(yè)，沒有認(rèn)真的思考所遇到的問題，漸漸形成習(xí)慣，遇到困難就退縮，教師通過讓學(xué)生上黑板的方式，來督促和鼓勵(lì)學(xué)生遇到困難，要能夠迎難而上不可退縮。

五、結(jié)束語

社會(huì)不斷地發(fā)展，高等教育變得越來越重要，我們不僅要搞好科研，做到教學(xué)相長(zhǎng)，而且還要改進(jìn)我們的教學(xué)方式，提高自身的教學(xué)水平，結(jié)合現(xiàn)代化教育設(shè)備，與各專業(yè)的專業(yè)課程和實(shí)驗(yàn)課有機(jī)的結(jié)合起來，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)出合格的應(yīng)用型人才。

[1]孫錦如，張錫娟，胡經(jīng)國(guó).非物理專業(yè)學(xué)生對(duì)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(bào)，2010，(10)：135-137.

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2.安徽省質(zhì)量工程項(xiàng)目《基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心》，項(xiàng)目編號(hào)：2014sxzx022。