淺談大學(xué)物理在理工科專業(yè)中的教學(xué)

王柳等

[摘 要]物理學(xué)是一門研究宇宙中物體結(jié)構(gòu)及其運(yùn)動規(guī)律的基礎(chǔ)學(xué)科，其基本原理與研究方法滲透于自然學(xué)科的各個領(lǐng)域。物理學(xué)中每一次重要的突破都會促使科學(xué)生產(chǎn)力的改進(jìn)或?qū)е滦碌目萍几锩?。從大學(xué)物理在理工科專業(yè)中作為公共基礎(chǔ)課的重要性出發(fā)，針對學(xué)生學(xué)習(xí)效果差、教學(xué)質(zhì)量提高難等問題，剖析問題存在的主要原因，探索性地提出提高教學(xué)效果與質(zhì)量的方法。

[關(guān)鍵詞]大學(xué)物理 理工科專業(yè) 教學(xué)

[中圖分類號] G642 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A [文章編號] 2095-3437（2014）18-0143-02

物理學(xué)是一門研究宇宙中物體結(jié)構(gòu)及其運(yùn)動規(guī)律的基礎(chǔ)學(xué)科，其基本原理與研究方法滲透于自然學(xué)科的各個領(lǐng)域。物理學(xué)中每一次重要的突破都會促使科學(xué)生產(chǎn)力的改進(jìn)或?qū)е滦碌目萍几锩?。另一方面，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷更新與進(jìn)步，又促進(jìn)了物理學(xué)基礎(chǔ)研究的發(fā)展，而產(chǎn)生了許多前沿交叉學(xué)科。大學(xué)物理教學(xué)對學(xué)生的作用不僅僅在于提高其物理知識，它在培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)包括科學(xué)思維方法、科學(xué)研究方法、創(chuàng)新精神及靈活運(yùn)用數(shù)學(xué)工具等方面都具有獨(dú)特的優(yōu)勢。

一、大學(xué)物理在理工科專業(yè)中的重要性

大學(xué)物理是高等院校理工科類各專業(yè)在大學(xué)階段一門重要的基礎(chǔ)課，在培養(yǎng)學(xué)生觀察問題、分析問題和解決問題等方面具有其他課程所不能替代的作用。物理學(xué)是自然科學(xué)和工程技術(shù)的基礎(chǔ)，是工程創(chuàng)新的源泉。因此，在理工科的大學(xué)物理教學(xué)中，我們既要強(qiáng)調(diào)物理學(xué)自身的研究方法與規(guī)律，又要注重物理學(xué)與各理工科專業(yè)間的有效銜接，以物理學(xué)的基礎(chǔ)知識要點(diǎn)為基礎(chǔ)，各學(xué)科專業(yè)知識應(yīng)該適當(dāng)?shù)募訌?qiáng)縱向擴(kuò)充和橫向聯(lián)系，加強(qiáng)不同學(xué)科專業(yè)之間的相互滲透。對非物理專業(yè)的學(xué)生來說，物理知識并不一定能直接應(yīng)用于專業(yè)工作之中，所以在物理學(xué)習(xí)過程中，應(yīng)讓學(xué)生懂得除了要注重大學(xué)物理對專業(yè)課程的基礎(chǔ)作用，掌握相關(guān)的概念和物理規(guī)律，還應(yīng)注重對物理思想方法的領(lǐng)悟和把握，提高邏輯思維能力和解決問題、分析問題的能力。通過大學(xué)物理的學(xué)習(xí)，使學(xué)生不僅對物理知識有系統(tǒng)的了解和掌握，而且通過學(xué)習(xí)過程要鍛煉學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題等各方面的學(xué)習(xí)能力，這些對專業(yè)知識的學(xué)習(xí)和自身能力的提升有著非常重要的意義。

二、大學(xué)物理教學(xué)過程中存在的問題

近年來各高校由于擴(kuò)招等諸方面的原因，導(dǎo)致生源質(zhì)量參差不齊，給基礎(chǔ)課程教學(xué)尤其是大學(xué)物理教學(xué)帶來了一定的影響。以筆者所在學(xué)校為例，大學(xué)物理課程主要面向土木工程、資源勘測、資源規(guī)劃、地球物理、環(huán)境科學(xué)、測繪工程、材料工程、機(jī)械自動化、信息與通信工程等理工科專業(yè)大一大二本科生開設(shè)。在教學(xué)過程中，筆者發(fā)現(xiàn)很多學(xué)生自主學(xué)習(xí)、獨(dú)立性等方面表現(xiàn)較差，對教師的教學(xué)上的引導(dǎo)有很強(qiáng)的依賴性，許多學(xué)生課堂學(xué)習(xí)興趣不高、學(xué)習(xí)效果差，導(dǎo)致教學(xué)質(zhì)量難以提高。通過綜合各方面的分析，存在以下幾個方面的原因：

（一）部分學(xué)生物理基礎(chǔ)較差，學(xué)習(xí)存在困難

由于近些年高考制度的改革以及高校的擴(kuò)招，部分地區(qū)學(xué)生參加高考時可以選報“3+X”的科目，所以部分學(xué)生高考時未選擇物理。而大學(xué)物理是所有工科專業(yè)的必修基礎(chǔ)課程，當(dāng)這部分學(xué)生進(jìn)入大學(xué)學(xué)習(xí)工科專業(yè)時，就顯得物理基礎(chǔ)和理解力相對較弱，使得同專業(yè)學(xué)生對物理的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)和能力參差不齊。此外，部分工科專業(yè)學(xué)生在高考錄取時是單招生、民族生等，也會導(dǎo)致部分學(xué)生物理基礎(chǔ)不同。這些問題導(dǎo)致部分學(xué)生較難跟上教學(xué)進(jìn)度，不能獨(dú)立完成作業(yè)，甚至少數(shù)學(xué)生未能通過期末考試。

（二）部分工科學(xué)生對大學(xué)物理的學(xué)習(xí)興趣不高

由于課時量的限制，大學(xué)物理教學(xué)課堂中教師不可能對所有的知識點(diǎn)都講得特別詳細(xì)。教師主要是挑重難點(diǎn)進(jìn)行啟發(fā)性的講解，而大學(xué)物理的內(nèi)容本身比較抽象、理論性比較強(qiáng)，且對學(xué)生高等數(shù)學(xué)功底的要求比較高，這就導(dǎo)致了學(xué)生在理解問題對感到較困難。在這種情況下，如果學(xué)生自己不積極鉆研，不向老師、同學(xué)請教，就會因跟不上教學(xué)進(jìn)度而導(dǎo)致消極、厭學(xué)。

（三）課程教學(xué)節(jié)奏快，學(xué)生獨(dú)立思考時間少

大學(xué)物理的理論性強(qiáng)且內(nèi)容多、抽象、深奧，在學(xué)習(xí)過程中要用到很多高等數(shù)學(xué)的知識，特別是微積分，然而，工科專業(yè)大學(xué)物理的課時量相對較少。針對這種情況，為了緩解學(xué)時少、內(nèi)容多之間的矛盾，在大學(xué)物理教學(xué)過程中通常將上課內(nèi)容做成電子教案進(jìn)行多媒體教學(xué)，這樣可以節(jié)約寫黑板、畫圖等的時間，并且可以提供更多的信息量。值得指出的是，這種多媒體教學(xué)的方式通常進(jìn)度較快，學(xué)生對物理推導(dǎo)過程的理解需要一定的反應(yīng)時間，因而導(dǎo)致學(xué)生跟不上教學(xué)進(jìn)度；此外，使用多媒體教學(xué)，使部分學(xué)生上課時注意力難以集中，也不做筆記，寄希望于課后拷貝電子教案作為復(fù)習(xí)使用，而導(dǎo)致課堂教學(xué)效率降低。

（四）課程內(nèi)容面廣，課時量少

大學(xué)物理所包含的內(nèi)容主要有質(zhì)點(diǎn)力學(xué)、剛體力學(xué)、電磁學(xué)、振動與波、光學(xué)、熱學(xué)、相對論與量子物理等。而大學(xué)物理在工科專業(yè)中作為一門基礎(chǔ)課程，其所開設(shè)的課時量一般為100學(xué)時左右，甚至更少。以我校（桂林理工大學(xué)）為例，如資源勘測、環(huán)境工程、化學(xué)化工等專業(yè)開設(shè)大學(xué)物理為96學(xué)時，分上下冊，兩學(xué)期完成，而通訊、材料等部分專業(yè)僅開設(shè)72學(xué)時。對于這些工科專業(yè)的學(xué)生來說，他們絕大部分在中學(xué)都學(xué)過物理，所以物理對于他們來說并不是一門全新課程，他們具有相當(dāng)多的物理基礎(chǔ)知識。然而，這些學(xué)生可能已經(jīng)習(xí)慣于中學(xué)物理的教學(xué)方法和思維方式，對大學(xué)的教學(xué)可能還不能很好的適應(yīng)。為了完成教學(xué)內(nèi)容，大學(xué)教師在教授這門課程時一般對重要知識點(diǎn)以及難點(diǎn)部分進(jìn)行重點(diǎn)講解，而對于其他內(nèi)容輕描淡寫，很少有時間像中學(xué)那樣進(jìn)行大量的習(xí)題分析與講解。因此，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中難以把重點(diǎn)、難點(diǎn)及相關(guān)知識融會貫通，無法形成較好的結(jié)構(gòu)體系。

三、解決方案

鑒于大學(xué)物理在工科類專業(yè)中的教學(xué)現(xiàn)狀及存在的問題，為了提高大學(xué)物理的教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)學(xué)生探索、創(chuàng)新精神，我們提出以下方法來引導(dǎo)基礎(chǔ)不同的學(xué)生提高其學(xué)習(xí)興趣與能力，以獲得更多的物理知識。

（一）大學(xué)物理與中學(xué)物理的銜接

大學(xué)物理在工科專業(yè)中作為一門公共基礎(chǔ)必修課程，一般在大一第二學(xué)期和大二第一學(xué)期開設(shè)。在這個階段，很多學(xué)生對大學(xué)的教學(xué)模式還沒有完全適應(yīng)，對于物理的學(xué)習(xí)的思維方式還停留在中學(xué)物理的模式中。所以，在大學(xué)物理的教學(xué)工程中如何將學(xué)生從中學(xué)的思維模式中引入大學(xué)的思維模式是急需解決的問題。在教學(xué)過程中教師可以在開始時盡量放慢教學(xué)進(jìn)度，讓學(xué)生慢慢的進(jìn)入到大學(xué)物理學(xué)習(xí)的氛圍，掌握學(xué)習(xí)大學(xué)物理的方法和思維模式；同時在課程教學(xué)中對于與中學(xué)物理相關(guān)的物理問題可以進(jìn)行對比教學(xué)。

（二）進(jìn)行適當(dāng)?shù)膶?shí)例講解和演練

大學(xué)物理作為工科專業(yè)學(xué)生的一門基礎(chǔ)課程，要求學(xué)生對課程的基本概念、基本理論及基本方法有較為系統(tǒng)的認(rèn)識、理解與初步的應(yīng)用能力即可，所以學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中沒有必要像中學(xué)一樣進(jìn)行題海戰(zhàn)術(shù)。因此，在大學(xué)物理的學(xué)習(xí)過程中要求學(xué)生所做的習(xí)題必須是具有代表性的經(jīng)典題，通過這些典型習(xí)題達(dá)到鞏固知識的目的。例如，可以通過一些小例題來引導(dǎo)學(xué)生用微積分和矢量知識來進(jìn)行解題，以弄清物理定律、定理及其意義與應(yīng)用等。通過與中學(xué)物理解題方法的對比，讓學(xué)生體會大學(xué)物理解題中應(yīng)用新方法的便捷性和嚴(yán)謹(jǐn)性。

（三）引導(dǎo)學(xué)生具有自主學(xué)習(xí)意識，培養(yǎng)自學(xué)能力

自主學(xué)習(xí)和自學(xué)能力是一個合格大學(xué)生所必須具備的基本學(xué)習(xí)能力之一，是學(xué)生在學(xué)習(xí)、科研與工作中獲得知識、運(yùn)用知識的重要能力。所以，培養(yǎng)學(xué)生自學(xué)能力，引導(dǎo)其進(jìn)行自主學(xué)習(xí)是大學(xué)課程教學(xué)中的重要環(huán)節(jié)。

具體可以從以下幾個方面進(jìn)行引導(dǎo)：1.課堂上布置自學(xué)內(nèi)容，在規(guī)定時間內(nèi)進(jìn)行檢查。2.提供相關(guān)的參考書，在平時學(xué)習(xí)中碰到的問題與困難，學(xué)生可以通過查閱參考書進(jìn)行解決，以培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和自學(xué)能力。3.針對不同專業(yè)的學(xué)生，在教學(xué)中適當(dāng)?shù)脑黾哟髮W(xué)物理中與其專業(yè)相關(guān)的知識進(jìn)行講解，以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。4.建設(shè)與課堂同步的網(wǎng)絡(luò)課程，提供教學(xué)課件、習(xí)題及解答、視頻等相關(guān)學(xué)習(xí)資料，以方便學(xué)生自學(xué)所需。

四、總結(jié)

本文從大學(xué)物理在理工科專業(yè)中作為公共基礎(chǔ)課的重要性出發(fā)，分析了在教學(xué)過程中存在一些必須要解決的問題，如部分學(xué)生物理基礎(chǔ)較差、部分學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不高、教學(xué)節(jié)奏快使學(xué)生獨(dú)立思考時間少、課程內(nèi)容面廣課時量少等等。文章提出了應(yīng)對這些問題的一些方法，如做好大學(xué)物理與中學(xué)物理的銜接，進(jìn)行適當(dāng)?shù)膶?shí)例講解和演練，引導(dǎo)學(xué)生具有自主學(xué)習(xí)意識，培養(yǎng)自學(xué)能力等。

[ 參 考 文 獻(xiàn) ]

[1] 嚴(yán)嘉琳，莊應(yīng)烘.大學(xué)物理滲透科學(xué)思維方法的教學(xué)與運(yùn)用[J].高教論壇，2010（5）：26-28.

[2] 蔣洪良，劉平.淺談應(yīng)用型本科院校的大學(xué)物理教學(xué)改革[J].新課程研究，2012（2）：109-111.

[3] 田壯壯，陳瑞霞.大學(xué)物理教學(xué)中的問題及建議[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報，2014（1）：119-120.

[4] 羅文華.大學(xué)物理教學(xué)改革的對策[J].物理與工程，2013（23）：34-36.

[責(zé)任編輯：鐘 嵐]