地方高校非物理專業(yè)大學(xué)物理課程教與學(xué)

殷仕淑 許曉麗 段凱宇

[摘 要] 地方高等院校非物理專業(yè)大學(xué)物理課程教學(xué)中普遍存在課時(shí)少進(jìn)度快、學(xué)生學(xué)習(xí)難度大等問題。針對以上問題，從優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，重視課堂教學(xué)活動(dòng)和教授大一新生好的學(xué)習(xí)方法等方面入手，探討大學(xué)物理課程的教與學(xué)，旨在提高教學(xué)效果，完成課程教學(xué)目的。

[關(guān)鍵詞] 大學(xué)物理;課堂教學(xué);學(xué)習(xí)方法

[基金項(xiàng)目] 2018年度安徽財(cái)經(jīng)大學(xué)教學(xué)研究項(xiàng)目“新經(jīng)管與新工科背景下信號處理類課程建設(shè)探索”（acjyzd201814）;2019年度安徽省高等學(xué)校省級大規(guī)模在線開放課程（MOOC）示范項(xiàng)目“高頻電子技術(shù)”（2019mooc145）;2019年度安徽省高等學(xué)校省級“六卓越一拔尖”卓越人才培養(yǎng)創(chuàng)新項(xiàng)目“電子信息工程卓越智能控制工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”（2019zyrc046）

[作者簡介] 殷仕淑（1973—），女，安徽固鎮(zhèn)人，工學(xué)博士，安徽財(cái)經(jīng)大學(xué)管理科學(xué)與工程學(xué)院（電子信息系）教授，研究方向?yàn)閿?shù)字信號處理、濾波器組技術(shù)、決策管理等;許曉麗（1980—），女，黑龍江牡丹江人，工學(xué)博士，安徽財(cái)經(jīng)大學(xué)管理科學(xué)與工程學(xué)院（電子信息系）副教授，研究方向?yàn)槟Ｊ阶R別與圖像處理;段凱宇（1973—），男，安徽蚌埠人，工學(xué)博士，安徽財(cái)經(jīng)大學(xué)管理科學(xué)與工程學(xué)院電子信息系主任，副教授，研究方向?yàn)閿?shù)字信號處理。

[中圖分類號] G434 ? ?[文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A ? ?[文章編號] 1674-9324（2020）36-0156-03 ? ?[收稿日期] 2020-04-30

大學(xué)物理課程是工科類專業(yè)的必修基礎(chǔ)課程，由于此課程本身具有的特點(diǎn)，使得非物理專業(yè)的工科學(xué)生覺得這門課程是比較難的。近年來，同行們從分析大學(xué)物理課程教學(xué)中存在的問題入手[1，2]，針對課程特點(diǎn)提出相應(yīng)的教學(xué)辦法[3-5]，探討各類課程改革和教學(xué)改革[6-12 ]，旨在提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，保證教學(xué)質(zhì)量。

安徽財(cái)經(jīng)大學(xué)定位為具有財(cái)經(jīng)特色的地方高等院校，工科專業(yè)少。以“計(jì)算機(jī)大類”招生的學(xué)生在一年級第二學(xué)期時(shí)進(jìn)行自主專業(yè)分類。在設(shè)置課程培育方案時(shí)，大學(xué)物理放在大一第一學(xué)期，學(xué)時(shí)壓縮至30個(gè)學(xué)時(shí)。同期，實(shí)驗(yàn)課程單獨(dú)另設(shè)18個(gè)學(xué)時(shí)。這樣大學(xué)物理課程教學(xué)存在的問題一是課時(shí)過少，二是課程設(shè)置靠前，學(xué)生基本沒有微積分的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)。此外，大部分新生還不能很好地適應(yīng)大學(xué)的授課方式和學(xué)習(xí)方式，這使得本來就比較抽象和復(fù)雜的物理課程更是難上加難。因此我們必須思考如何在極少的課時(shí)里完成有難度的教學(xué)任務(wù)，且要保證學(xué)生學(xué)習(xí)質(zhì)量。

一、優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容

事實(shí)上，對于非物理專業(yè)的本科教育來說，大學(xué)物理的教學(xué)任務(wù)最主要的不是要把全部課程內(nèi)容傳授給學(xué)生，而是希望在基礎(chǔ)課程教學(xué)過程中，培育學(xué)生科學(xué)思維能力，培育學(xué)生尊重科學(xué)，尊重事實(shí)，尊重?cái)?shù)據(jù)和事物發(fā)展規(guī)律的科學(xué)素養(yǎng)。

1.大學(xué)物理課程教學(xué)課時(shí)被大幅壓縮，這在地方高校非物理專業(yè)工科的培養(yǎng)方案中是普遍現(xiàn)象。在縮水的課時(shí)里想完成完整的課程知識體系，包括質(zhì)點(diǎn)動(dòng)力學(xué)、電磁學(xué)、機(jī)械震動(dòng)和機(jī)械波、光學(xué)、相對論與量子力學(xué)等，大約十幾章的教學(xué)內(nèi)容是不可能的。安徽財(cái)經(jīng)大學(xué)計(jì)算機(jī)類本科生培養(yǎng)方案中分配給大學(xué)物理30個(gè)課時(shí)，因此我們必須針對有限的課時(shí)，對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化。課程教學(xué)組選取了比較基礎(chǔ)的動(dòng)力學(xué)部分和電磁學(xué)部分進(jìn)行教學(xué)。主要教學(xué)內(nèi)容有質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)、質(zhì)點(diǎn)動(dòng)力學(xué)、剛體力學(xué)基礎(chǔ)、靜電場、穩(wěn)恒磁場和變化的電磁場。這些內(nèi)容基本上是在高中物理基礎(chǔ)上進(jìn)行了提升，對于學(xué)生而言不完全陌生和抽象。

2.一般來說，大學(xué)物理要求學(xué)生具備微積分等高等數(shù)學(xué)知識基礎(chǔ)，正常設(shè)置課程是等學(xué)生修了相應(yīng)的高等數(shù)學(xué)再開設(shè)大學(xué)物理。但即便如此，學(xué)生在學(xué)習(xí)大學(xué)物理課程時(shí)仍會(huì)覺得數(shù)學(xué)要求高，有難度。對于安徽財(cái)經(jīng)大學(xué)來說，考慮到學(xué)校財(cái)經(jīng)類院校的特點(diǎn)，計(jì)算機(jī)類本科生也開設(shè)了少量的財(cái)經(jīng)類課程;因而在權(quán)衡設(shè)置課程的時(shí)候把大學(xué)物理課程提前到大一第一學(xué)期，大部分學(xué)生此時(shí)并不具有微積分?jǐn)?shù)學(xué)思維。為了解決這個(gè)問題，我們把教學(xué)中需要用到的微積分知識進(jìn)行小結(jié)，把用到的公式單獨(dú)列出來發(fā)給學(xué)生備查，如圖1。授課教師在首次講授到用微積分思路解題時(shí)，預(yù)留半小時(shí)對微積分的定義進(jìn)行講解。在這里要給學(xué)生傳達(dá)一個(gè)思想：對于大學(xué)物理，數(shù)學(xué)是工具，不是目的，所以大可不必因?yàn)槲⒎e分的緣故而覺得物理難學(xué)。

二、重視課堂教學(xué)

為了更好地了解學(xué)生對大學(xué)物理課程的學(xué)習(xí)情況，我們對修完這門課程的安徽財(cái)經(jīng)大學(xué)計(jì)算機(jī)類同學(xué)做了一個(gè)問卷調(diào)查。從收回的215份有效問卷中可以看出，只有19%左右的同學(xué)高中物理成績比較差，但卻有79%的同學(xué)覺得大學(xué)物理比較難或非常難。這種難主要是因?yàn)槲锢憩F(xiàn)象復(fù)雜，要求我們有“透過現(xiàn)象看本質(zhì)”的分析能力和活用公式解題的能力。

在多選題“你覺得大學(xué)物理學(xué)習(xí)過程中比較關(guān)鍵的是什么”的問卷所提供的幾個(gè)選項(xiàng)中，“老師的課堂講授”是學(xué)生認(rèn)為最關(guān)鍵的因素（占比81%），其次分別是“積極的學(xué)習(xí)態(tài)度”（占比67%）和“課后知識梳理”（占比67%），再次是“多做習(xí)題”。其中占比為67%的“積極的學(xué)習(xí)態(tài)度”和“課后知識梳理”兩個(gè)選項(xiàng)同時(shí)出現(xiàn)，可能是由于很多學(xué)生把“課后知識梳理”等同于具有“積極的學(xué)習(xí)態(tài)度”。其他占比較小的是“高中物理基礎(chǔ)好”和“數(shù)學(xué)基礎(chǔ)好”。可以看出，有沒有微積分?jǐn)?shù)學(xué)知識并不是主要因素，只要處理得當(dāng)，數(shù)學(xué)基礎(chǔ)不是問題。具體選項(xiàng)設(shè)計(jì)和占比分別見圖2和圖3。

授課教師課堂講授至關(guān)重要。授課教師必須課前備好課，對教學(xué)內(nèi)容爛熟于心;在課堂上不照本宣科，而是把各種教學(xué)手段靈活結(jié)合使用，使得教學(xué)知識點(diǎn)之間的邏輯關(guān)系清晰展示出來，并要注重學(xué)生的聽課狀態(tài)，不放棄任何一個(gè)角落里的學(xué)生，在教室里走動(dòng)，通過提醒、提問等方式把注意力不集中的同學(xué)拉回來。雖然我們沒有辦法保證每一個(gè)同學(xué)時(shí)刻全神貫注地聽課，但老師表現(xiàn)出的態(tài)度很重要，與疏于管理的課堂相比，效果是很明顯的。另外，在設(shè)計(jì)課堂教學(xué)內(nèi)容的時(shí)候，要預(yù)留問題給同學(xué)思考;在每小節(jié)授課內(nèi)容結(jié)束時(shí)，也要預(yù)留一些課堂時(shí)間給同學(xué)向老師提問。

“打鐵需要自身硬”，授課教師自身素質(zhì)的提高和教學(xué)水平的提升，對于學(xué)生大學(xué)物理課程的學(xué)習(xí)是至關(guān)重要的。

三、有效的學(xué)習(xí)方法

地方高校大一新生在學(xué)習(xí)上普遍存在一時(shí)半會(huì)適應(yīng)不了大學(xué)課程教學(xué)進(jìn)度的問題。在這點(diǎn)上，不同類型課程教學(xué)老師要有針對性地教授學(xué)生快速適應(yīng)的學(xué)習(xí)方法。例如：對于程序語言類課程的快速適應(yīng)方法就是動(dòng)手編寫代碼。大學(xué)物理課程的教學(xué)并不局限于掌握解題技巧和會(huì)解題，更主要的是借此培育學(xué)生科學(xué)思維能力，提高其尊重科學(xué)和找尋事物發(fā)展規(guī)律的科學(xué)素養(yǎng)。基于此，我們在教學(xué)過程中屢次強(qiáng)調(diào)，學(xué)習(xí)最首要的是掌握各知識點(diǎn)物理含義和知識點(diǎn)之間的邏輯關(guān)系，然后才用公式去解題。有些同學(xué)一看見復(fù)雜的公式就覺得學(xué)習(xí)有困難，其實(shí)就是把數(shù)學(xué)公式放在了學(xué)習(xí)的首要位置，這并不是大學(xué)物理課程教學(xué)目的。

為了很好地掌握知識點(diǎn)和知識點(diǎn)之間的邏輯關(guān)系，我們在每章教學(xué)內(nèi)容講授完畢后，要求學(xué)生用類似思維導(dǎo)圖的方式把所有知識點(diǎn)及其之間關(guān)聯(lián)關(guān)系做出來，越詳盡越好。這個(gè)要求可以使得學(xué)生課后主動(dòng)進(jìn)行知識梳理。思維導(dǎo)圖是一種以總知識點(diǎn)為中心，關(guān)聯(lián)知識點(diǎn)以一級分支、二級分支方式逐步發(fā)散，最終把所有知識點(diǎn)囊括在圖中的認(rèn)知工具。我們要求做的關(guān)系圖，不單單有上級知識點(diǎn)往下擴(kuò)散，還要求做出不同分支上知識點(diǎn)的關(guān)聯(lián)關(guān)系。通過做類似思維導(dǎo)圖的方式，學(xué)生可以把一章的所有知識點(diǎn)及關(guān)聯(lián)關(guān)系展示在一頁紙上，最后還可以找出動(dòng)力學(xué)部分三章內(nèi)容之間和電磁學(xué)部分三章之間的相互關(guān)聯(lián)之處。學(xué)期結(jié)束時(shí)，學(xué)生能做到分別用左右手捏住一個(gè)知識點(diǎn)，即可拎起所有相關(guān)教學(xué)內(nèi)容。事實(shí)顯示，此方法效果非常好。圖4即一同學(xué)做出的質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)部分的關(guān)系圖簡化版。在詳盡圖中，每個(gè)知識點(diǎn)尤其是還沒掌握的知識點(diǎn)的物理含義要標(biāo)注出來，知識點(diǎn)之間的相互關(guān)系和相關(guān)公式要標(biāo)注在知識點(diǎn)之間的連線上。

四、適用的考核方式

大學(xué)物理課程在安徽財(cái)經(jīng)大學(xué)計(jì)算機(jī)類本科生培養(yǎng)方案中屬于考試課程。按照教務(wù)處統(tǒng)一要求，平時(shí)成績與考試成績的占比為2∶8。平時(shí)成績基本由考勤、課堂表現(xiàn)和作業(yè)完成情況組成。期末考試試卷按照學(xué)校統(tǒng)一要求，至少有4種題型。多年積累下來，形成一個(gè)包括選擇、填空、簡答和計(jì)算等題型的題庫。題量大，知識點(diǎn)覆蓋全面，難易適中，不提供答案。事實(shí)顯示，如此考核得出的成績能客觀地反映學(xué)生真實(shí)學(xué)習(xí)情況。

五、結(jié)束語

地方高校非物理類工科專業(yè)本科生大學(xué)物理的教學(xué)普遍存在課時(shí)少、學(xué)習(xí)難度大等問題。為了解決這個(gè)問題，提高教學(xué)效果，可以通過優(yōu)化課程教學(xué)內(nèi)容，注重課堂教學(xué)活動(dòng)，指導(dǎo)學(xué)生快速掌握學(xué)習(xí)方法等方面入手，完成大學(xué)物理課程教學(xué)目的。

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