淺議大學(xué)物理教學(xué)現(xiàn)狀與課程改革方向*

于一　葉柳（安徽大學(xué)物理與材料科學(xué)學(xué)院，安徽合肥230601）

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淺議大學(xué)物理教學(xué)現(xiàn)狀與課程改革方向*

于一葉柳
（安徽大學(xué)物理與材料科學(xué)學(xué)院，安徽合肥230601）

摘要：大學(xué)物理是面向所有非物理專業(yè)的理工科大學(xué)生的一門重要基礎(chǔ)課程，對于理工科學(xué)生們建立起正確的科學(xué)觀與唯物主義世界觀具有重大的意義，也為其后續(xù)專業(yè)課的研習(xí)奠定堅實的基礎(chǔ)。本文列舉了當(dāng)前我國高校的大學(xué)物理課堂中，普遍存在的一些問題，并深度剖析了起因；進而在結(jié)合作者實際教學(xué)經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，以課堂上的實例為引導(dǎo)，提出了進行大學(xué)物理教學(xué)改革，提升課程教學(xué)質(zhì)量的具體措施。

大學(xué)物理是所有非物理專業(yè)理工科學(xué)生的一門重要公共基礎(chǔ)課程，也是理工科大學(xué)生走進大學(xué)校園最先接觸到的基礎(chǔ)性課程之一。其目標(biāo)在于讓學(xué)生通過對課程的學(xué)習(xí)，認(rèn)識自然界物質(zhì)的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、相互作用及其運動的基本規(guī)律，培養(yǎng)出基本的理學(xué)素養(yǎng)，為后繼專業(yè)課程的學(xué)習(xí)奠定必要的物理基礎(chǔ)。

大學(xué)物理課程內(nèi)涵豐富，其所覆蓋的知識面和信息量以及理學(xué)素養(yǎng)的建立是其它任何一門課程都難以比擬的?？梢哉f，大學(xué)物理課程對于理工科學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)和學(xué)習(xí)研究能力的建立起著奠基性的作用。

然而，令人遺憾的是，目前國內(nèi)高校的理工科院系普遍存在著只重視專業(yè)核心課，而輕視公共基礎(chǔ)課程的現(xiàn)象。這一思潮自然也影響到了學(xué)習(xí)這門課程的同學(xué)們，抱有唯成績論的思想，即僅僅為了期末成績優(yōu)秀甚至只是通過考試而學(xué)習(xí)的學(xué)生不在少數(shù)。這無疑為實現(xiàn)本課程的教學(xué)目標(biāo)，達到最優(yōu)教學(xué)效果設(shè)置了很大的障礙。

我國的高等教育背負(fù)著為社會進步提供智力支持，為社會主義建設(shè)事業(yè)培養(yǎng)高級人才的重要使命。因此高校的教學(xué)質(zhì)量好壞直接影響到國家建設(shè)者素養(yǎng)的高低。如何對大學(xué)物理課程進行內(nèi)容乃至結(jié)構(gòu)上的改革，以激發(fā)高校學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，達成該學(xué)科的最佳教學(xué)效果，無疑是一個令人重視的問題。

一、大學(xué)物理教學(xué)中出現(xiàn)問題的根源

我們認(rèn)為，當(dāng)前國內(nèi)高校中，大學(xué)物理的教學(xué)出現(xiàn)問題的根源可以歸納為以下幾點：

（一）所學(xué)知識與學(xué)科內(nèi)容相差較大

雖然學(xué)科間的交叉與整合一直是現(xiàn)代科學(xué)發(fā)展最主要的方向之一，但是在高校中，由于過分強調(diào)課程層次的“分離”和各門課程的“獨立”，大學(xué)物理課程與后續(xù)與之聯(lián)系的專業(yè)性課程在時間、形式和方法上有明顯的隔膜和脫節(jié)。

我們應(yīng)當(dāng)意識到，大學(xué)物理課程最重要的教學(xué)目的之一，在于使學(xué)生通過方法與思維的訓(xùn)練，熟悉和掌握“觀察、歸納、推理與演繹“以及“從特殊到一般，從一般到特殊”的完整研究方法。而不應(yīng)當(dāng)把大學(xué)物理課程看成是刻板的知識點傳授。

（二）理論知識的教授過于系統(tǒng)化，缺少靈活的形式

物理學(xué)經(jīng)過數(shù)個世紀(jì)的發(fā)展，早已成為一門成熟完善的學(xué)科，有著嚴(yán)密的邏輯架構(gòu)與學(xué)科體系。物理定理、理論雖然大多源于實驗，但其出現(xiàn)在教科書與文獻中的形式，卻是高度數(shù)學(xué)化的，要經(jīng)過嚴(yán)格的推演。這樣相較于很多以實驗為理論基礎(chǔ)的學(xué)科（如生物、化學(xué)），大學(xué)物理課程的課堂學(xué)習(xí)可能會顯得嚴(yán)謹(jǐn)有余，生動不足。而教師們往往過分強調(diào)“邏輯性”，使得大學(xué)物理的內(nèi)容特別是理論部分的內(nèi)容缺乏開放性和靈活性。

（三）課程內(nèi)容較為分散，缺少必要的串聯(lián)

出于理論體系的完整性考慮，絕大多數(shù)教材都是按照力學(xué)（包括機械波等內(nèi)容）、電學(xué)、磁學(xué)、光學(xué)、熱學(xué)這樣的子學(xué)科分類分別介紹相應(yīng)的內(nèi)容。而在教學(xué)過程中，大多數(shù)教師往往只是按部就班地講課，而不能夠很好地引導(dǎo)其進行橫向的聯(lián)系及對比，同學(xué)們很容易便機械地把其看做是幾個分立的體系來學(xué)習(xí)。不講求方法與效率的學(xué)習(xí)方式會讓學(xué)生感覺課程內(nèi)容過雜，任務(wù)過重，從而降低學(xué)習(xí)期望與熱情。

二、大學(xué)物理教學(xué)改革的策略與方法

鑒于以上情況，很多教育工作者已經(jīng)在積極探尋著解決的辦法。譬如“比起學(xué)到了什么，教師應(yīng)更加注重怎樣學(xué)習(xí)與學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)動力的獲得”[1]；“應(yīng)使學(xué)生認(rèn)識到，物理已成為其他諸多自然科學(xué)和工程技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)”[2]；“將本學(xué)科內(nèi)易混淆的對稱知識進行比較，讓學(xué)生在比較中掌握物理概念與本質(zhì)”[3]；“大學(xué)物理的課程目的除了傳授知識，還應(yīng)培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)能力、解決問題的能力，使他們能更快適應(yīng)未來工作的要求”[4]等等。然而以上研究和建議大多著眼于大方向上的理論指導(dǎo)，而缺少具體的措施和建議以保障教學(xué)效果的達成。

從自身教授大學(xué)物理課程的實際經(jīng)驗出發(fā)，結(jié)合平日里對于教學(xué)情況的及時調(diào)查、評估與反思，我們認(rèn)為，對大學(xué)物理課程的改革可以從以下方面進行：

（一）合理地開展學(xué)科融合，以調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，激發(fā)其學(xué)習(xí)大學(xué)物理課程的熱情

首先，我們要使得學(xué)生感受到物理學(xué)與所學(xué)專業(yè)的緊密聯(lián)系[5]。優(yōu)秀的大學(xué)生往往有很強的專業(yè)意識，我們應(yīng)當(dāng)探究如何使學(xué)生正確地認(rèn)識到學(xué)習(xí)物理學(xué)對專業(yè)知識學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)性促進作用。物理偏重科學(xué)，專業(yè)偏重技術(shù)。我們需要讓同學(xué)們牢固樹立“科學(xué)為技術(shù)服務(wù)，技術(shù)需要以科學(xué)為依托”的思想，并在此思想的指導(dǎo)下學(xué)習(xí)。

其次，學(xué)科交叉內(nèi)容的引入，主旨在于激發(fā)非物理專業(yè)學(xué)生的學(xué)習(xí)動機。因此該部分內(nèi)容引入的形式必須恰當(dāng)，而不能影響課程本身的教學(xué)。否則反而會給同學(xué)們的學(xué)習(xí)增加負(fù)擔(dān)，影響其學(xué)習(xí)熱情。這就要求教師在教授某個專業(yè)的大學(xué)物理課程前，借閱該專業(yè)后續(xù)課程的教材，并檢索相關(guān)文獻，了解其發(fā)展趨勢與學(xué)科前沿，以便上課時將不同課程的內(nèi)容有機地結(jié)合。

（二）正確地處理數(shù)學(xué)與物理，以及理論與實驗的關(guān)系，以突出大學(xué)物理課程的核心內(nèi)容

大學(xué)物理與中學(xué)物理的一個重要區(qū)別便是從定性對規(guī)律的認(rèn)識過渡到定量對現(xiàn)象的描述。因此高等數(shù)學(xué)工具便發(fā)揮了很重要的作用。但是也必須意識到，數(shù)學(xué)僅僅是物理學(xué)的工具而已，它所描述的物理現(xiàn)象都有其實在的物理內(nèi)容與物理意義。在引入數(shù)學(xué)描述后，教師必須引導(dǎo)學(xué)生把握其背后的物理內(nèi)涵。在讓課堂教學(xué)變得生動和多樣的同時，幫助學(xué)生抓住課程的本質(zhì)，學(xué)透課程內(nèi)容。

除了正確處理數(shù)理之間的關(guān)系，如何適時地引入課堂上便于開展的實驗，以加強對于物理內(nèi)涵的認(rèn)識，也是教師要認(rèn)真考慮與設(shè)計的。在大多數(shù)國外的原版教材中，每涉及到一個重要定理時，都非常強調(diào)“quick lab”的思想，即可以迅速驗證的簡單實驗。我們應(yīng)當(dāng)嘗試將它應(yīng)用到大學(xué)的課堂當(dāng)中，并引導(dǎo)學(xué)生由實驗現(xiàn)象自行總結(jié)、歸納定律，以培養(yǎng)其科研精神，訓(xùn)練其科研素養(yǎng)。

（三）教師應(yīng)在教學(xué)過程中多采用啟發(fā)式教學(xué)，以及聯(lián)想、遷移等教育心理學(xué)方法，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率

科學(xué)的教學(xué)方法會給大學(xué)物理的教學(xué)效果帶來很大的提升。如前所述，由于大學(xué)物理課程內(nèi)容的豐富性，不少學(xué)生會感覺負(fù)擔(dān)過大。我們認(rèn)為，教師應(yīng)當(dāng)在課堂上引導(dǎo)學(xué)生對所學(xué)知識進行科學(xué)編碼和分類，引導(dǎo)學(xué)生在明晰概念、辨清區(qū)別的前提下，對存在相似性的內(nèi)容大膽地運用知識遷移和聯(lián)想。譬如在教授剛體繞定軸的轉(zhuǎn)動時，我將其與物體的平動進行比較。每介紹一個新的物理內(nèi)容前，我都會用物體平動的相應(yīng)概念進行鋪墊與類比。同學(xué)們很快就建立起了不同運動形式之間的聯(lián)系，學(xué)習(xí)起來事半功倍。

此外，有些理論體系不僅在實驗室中可以得到驗證，其原理也經(jīng)常被應(yīng)用在實際生活中。教師應(yīng)當(dāng)抓住這樣的機會，在充分的理論鋪墊后，設(shè)計由淺入深的一系列問題，啟發(fā)同學(xué)們自發(fā)尋找問題的答案，以鞏固對于物理定律的認(rèn)知[6]。譬如在教授角動量守恒定理時，為了讓同學(xué)們更好地理解轉(zhuǎn)動慣量的作用，我特意選取了花滑王子普魯申科的一小段表演視頻，引導(dǎo)同學(xué)們找出每組動作對應(yīng)的轉(zhuǎn)動慣量大小與旋轉(zhuǎn)快慢的關(guān)系，從而自行歸納出結(jié)論。從同學(xué)們的反饋來看，當(dāng)他們發(fā)現(xiàn)可以利用剛剛獲取的知識體系，來解決生活或者專業(yè)中的實際問題時，其興奮與滿足感是難以言喻的。合適的啟發(fā)式教學(xué)對于同學(xué)們的學(xué)習(xí)動機與效率都有很大的提升。

三、討論與總結(jié)

本文中，我們論述了在當(dāng)前高校中，大學(xué)物理課程教學(xué)遇到的問題及其原因。為了提升學(xué)生們的學(xué)習(xí)興趣，提高大學(xué)物理的教學(xué)質(zhì)量，我們結(jié)合在教學(xué)中的具體實踐經(jīng)驗，提出了進行教學(xué)改革的方向與方法。概括來說，即適當(dāng)?shù)匾雽W(xué)科交叉的內(nèi)容，建立起物理與相應(yīng)專業(yè)的聯(lián)系；正確處理數(shù)學(xué)工具與物理內(nèi)容，以及理論體系與實驗驗證的聯(lián)系；在教學(xué)中應(yīng)用教育心理學(xué)理論，利用聯(lián)想、遷移以及啟發(fā)式教學(xué)提升學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，培養(yǎng)其獨立思考與解決問題的能力。

參考文獻

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關(guān)鍵詞：大學(xué)物理；教學(xué)改革；學(xué)科交叉；教育心理學(xué)

*基金項目院安徽省教育廳2014年本科生教育質(zhì)量工程重點教學(xué)研究項目淵基金編號2014jyxm042冤曰安徽大學(xué)2014年本科教育質(zhì)量提升項目重點教學(xué)研究項目淵基金編號xjjyxm14003冤遙

葉柳（1964-），女，漢，安徽休寧人，博士，教授，博士生導(dǎo)師，研究方向：主要從事量子計算、量子通信、信息光學(xué)等研究。

Abstract:College physics is an important fundamental course for all non-physics major students of science and engineering, not only contributes to the building of scientific view and materialist world outlook, but also lays the foundation for the successive major courses. The paper presents the existing problems in classroom which hinder the achievement of optimal teaching effect, and offers comprehensive analysis. Combining the actual teaching experience and specific examples in class, this paper gives feasible measures to conduct the education reform of the curriculum and to enhance the teaching quality.

Keywords:college physics; teaching reform; subject-crossing; educational psychology

作者簡介：于一（1986-），男，漢，山東省濰坊市人，安徽大學(xué)物理與材料科學(xué)學(xué)院講師，博士，主要研究方向：凝聚態(tài)物理。

中圖分類號：G642

文獻標(biāo)志碼：A

文章編號：2096-000X（2016）02-0057-02