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

通過對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)。

關(guān)鍵詞：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)知識奠定基礎(chǔ)。大學(xué)物理是一門應(yīng)用型比較強的自然學(xué)科，需要一定的中學(xué)知識和比較好的高等數(shù)學(xué)知識，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較多，這對大學(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。基于以上問題對大學(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

對安徽三聯(lián)學(xué)院2013級理工本科500人進(jìn)行問卷調(diào)查，有效回收472份，對于目前的現(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《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，我們也對影響大學(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)的動力。

（二）現(xiàn)狀分析

對于大學(xué)學(xué)生都能認(rèn)識到大學(xué)物理的重要性，但對于與本專業(yè)開設(shè)的課程與物理的聯(lián)系很迷茫，不知對未來的學(xué)習(xí)有何作用，對學(xué)校開設(shè)物理課程持被動的接受，完成期末考試，沒有主動學(xué)習(xí)的興趣。中學(xué)時期靠外界的壓力，主要來自于升學(xué)、老師和家長的督促，進(jìn)入大學(xué)失去了動力。對于大多數(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)五個部分，而現(xiàn)在很多學(xué)校因為課時緊張，從而壓縮基礎(chǔ)課的教學(xué)時間，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)度慢慢失去了對學(xué)習(xí)物理的興趣。教師在教學(xué)中對自己的教學(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）教師的錯誤觀念

高等教育擔(dān)任著國家未來的發(fā)展，為國家和社會培養(yǎng)出有用的人才，責(zé)任重大。在我國高等教育中，一直以來沒有引起足夠的重視，而西方國家卻對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，被社會認(rèn)為高校就是“養(yǎng)老院”，對于大學(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)的動力。高校的教師經(jīng)常持有學(xué)生成績不影響自己，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)，更不會與學(xué)生交流，讓學(xué)生對老師產(chǎn)生了距離感。學(xué)生之中存在成績的優(yōu)異，但智商的差異并不大，只是惰性比較強，但有很強的想象力和創(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。有一位醫(yī)生因為自己的貪玩，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為高等教育的失誤導(dǎo)致。向社會中輸送每一位畢業(yè)生，我們首先讓學(xué)生“如何做人”，其次才是成為對社會有用的人才。

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，對經(jīng)典的定理、定律都作了精辟的描述，但對于理論的應(yīng)用、對現(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。對于整個物理上完很難，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)計中， 一般為72～108學(xué)時，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)時數(shù)不能少于126學(xué)時， 實驗課學(xué)時數(shù)不能少于57學(xué)時， 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)生知識面的拓展。因此，針對我們的學(xué)生不能選擇理論性太強的課本，注重與應(yīng)用有關(guān)的知識。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)的計算機與科學(xué)、信息與通信、交通三個工科院系。現(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)這兩個方面的知識用到的非常少甚至用不到。例如，計算機與科學(xué)技術(shù)專業(yè)開設(shè)的單片機課程，對于大學(xué)物理的光學(xué)和電磁學(xué)結(jié)合較多，我們重點開設(shè)電磁和光，對于經(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)點動力學(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、電氣工程及其自動化等專業(yè)的學(xué)生，重點講解與電學(xué)相關(guān)的知識。交通學(xué)院開設(shè)的交通工程、交通運輸、機械設(shè)計及自動化等專業(yè)的學(xué)生，需要重點講解力學(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)的知識時，可以有效的與專業(yè)知識結(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)化到知識點，可激發(fā)學(xué)生對大學(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，成為學(xué)校的校本教材，在開設(shè)的文科班級中，多增加相應(yīng)的課時，在每次大學(xué)課程前，先上一定的高中知識，對于大學(xué)的內(nèi)容注重理論解決實際的問題，淡化繁瑣的理論推導(dǎo)，能將理論應(yīng)用到實踐中去。

自然學(xué)科需要一定的練習(xí)來消化所學(xué)的知識，而大學(xué)的課程安排相對集中，每周一次上完新課內(nèi)容，學(xué)生在連續(xù)接受新知識，而又缺乏理解的情況下，慢慢對課堂失去了興趣。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，成為學(xué)校的校本作業(yè)。在傳授一個知識點的同時，學(xué)生做相應(yīng)的習(xí)題來加強理解，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?！睘榱颂岣呓虒W(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。

物理是推動社會發(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所付出的艱辛勞動，甚至付出生命的代價。每個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，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”，將生活現(xiàn)象引入到課堂，與物理知識有機結(jié)合，提高物理學(xué)習(xí)的趣味性、積極性和主動性。

板書是教師必備的基本教學(xué)技能之一，優(yōu)點是便于理論推導(dǎo)、思路的延展和適于學(xué)生的思維節(jié)奏，但缺點是花費時間過多、不夠鮮活生動和與生活應(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，適時引入到課堂中來。例如，在講授動量定理時，講解網(wǎng)上經(jīng)常報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)生對物理現(xiàn)象有深刻的印象。在講述磁場時，播放一段一部電影“地心末日”，引入一段鴿子飛行的畫面，闡述地磁場的存在，來吸引學(xué)生對物理得興趣。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)需有機地結(jié)合，揚長避短，發(fā)揮各自的優(yōu)勢，以達(dá)到課堂教學(xué)的最佳效果。

（三）理論與實驗結(jié)合

應(yīng)用型人才要求具有理論聯(lián)系實際解決問題的能力，因此，教學(xué)中需要培養(yǎng)學(xué)生的這種能力。物理實驗不僅能更好地理解和掌握理論知識， 而且還能為工作和進(jìn)一步學(xué)習(xí)打下堅實基礎(chǔ)。實驗是理論與實際的結(jié)合，根據(jù)理論課程合理安排實驗，但保持實驗的獨特性，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)實驗。

美國密歇根大學(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)生對社會發(fā)生的熱點問題比較感興趣，理論教學(xué)介紹能源的消耗、電動發(fā)動機、溫室效應(yīng)、LED屏等，實驗教學(xué)根據(jù)各專業(yè)需求開設(shè)前沿科學(xué)實驗，展示物理學(xué)的最新動態(tài)，演示物理學(xué)的奇妙現(xiàn)象。

（四）完善的考核機制

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，對于課程最終的考核，可以通過雙軌制。現(xiàn)在很多高校都采用了，平時分40%（或30%）+卷面分60%（70%）的模式，但對于平時分學(xué)生沒有形成足夠的重視，一方面，中學(xué)基本沒有平時分的概念；另一方面，授課教師沒能給出合理的平時分，而大多數(shù)教師采用打了統(tǒng)一的分?jǐn)?shù)或為了能夠?qū)W生過隨意的給出平時分。為了能夠積極的讓學(xué)生參與課堂互動，采用對于回答比較好的同學(xué)實行加分制。以我校為例，學(xué)生的平時成績占總成績的40%，可以從出勤率占10%+課堂表現(xiàn)占10%+作業(yè)占10%+期中成績占10%+期末成績占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，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)課程和實驗課有機的結(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。

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基金項目：

1.安徽三聯(lián)學(xué)院質(zhì)量工程項目《大學(xué)物理教學(xué)改革研究》，項目編號：132lgc014。

2.安徽省質(zhì)量工程項目《基礎(chǔ)實驗教學(xué)中心》，項目編號：2014sxzx022。