應(yīng)用型本科大學(xué)物理的教學(xué)改革新思路

白 靜 邴 單 杜如霞 吳國(guó)慶 李金煥

(南京工業(yè)大學(xué)浦江學(xué)院 江蘇 南京 210000)

大學(xué)物理是所有理工科專業(yè)重要的、必備的基礎(chǔ)課程，它重在研究物體的基本結(jié)構(gòu)和自然現(xiàn)象的基本規(guī)律，大學(xué)物理不僅僅是高中物理的深入與升華，它的存在也為大學(xué)生學(xué)習(xí)專業(yè)課程和解決實(shí)際問題提供了必要的物理基礎(chǔ)知識(shí)及常用的物理方法，因此相對(duì)于面向應(yīng)用的專業(yè)課程來說，大學(xué)物理對(duì)于學(xué)生更多的是一種有效的工具，而不僅僅是一門課程．但大學(xué)物理在目前的應(yīng)用型本科教學(xué)中擔(dān)任的角色卻容易被忽略，應(yīng)用型本科教學(xué)多以實(shí)用為導(dǎo)向，以就業(yè)為目標(biāo)，忽略此類“基礎(chǔ)工具”使用方法的培養(yǎng)，缺乏對(duì)大學(xué)物理及其他基礎(chǔ)課程的正確認(rèn)識(shí)，因此明確應(yīng)用型本科院校培養(yǎng)方案中大學(xué)物理課程的角色，提高學(xué)生使用“工具”的積極性及能力值得所有大學(xué)物理教學(xué)人員深思．

1 大學(xué)物理課程的重要性及現(xiàn)狀

大學(xué)物理課程是理工科學(xué)生入學(xué)后接受的第一門自然科學(xué)課，良好的大學(xué)物理教學(xué)能夠讓學(xué)生在不斷認(rèn)識(shí)萬物的基礎(chǔ)上有所思、有所想，能引導(dǎo)學(xué)生將物理理論應(yīng)用到自己所學(xué)專業(yè)當(dāng)中，培養(yǎng)學(xué)生的基本科學(xué)素養(yǎng)，從而鍛煉學(xué)生的自學(xué)創(chuàng)新能力、邏輯思考能力、實(shí)踐能力等．

大學(xué)物理課程的內(nèi)容大部分取自18世紀(jì)、19世紀(jì)的理論及實(shí)驗(yàn)，是早期的關(guān)于事物基本規(guī)律的理論．基本理論之所以重要，是因?yàn)槠渚哂泻艽蟮钠者m性，作為一名應(yīng)用型本科的學(xué)生，豐富的基礎(chǔ)知識(shí)在專業(yè)課程的學(xué)習(xí)過程中有較大的助益，能夠降低專業(yè)課程的學(xué)習(xí)“門檻”，增強(qiáng)對(duì)相關(guān)專業(yè)課程的理解．

隨著全國(guó)高校教育技術(shù)的革新和發(fā)展，對(duì)大學(xué)物理課程與教學(xué)提出了更多的要求，也使得傳統(tǒng)大學(xué)物理在教學(xué)中遇到了瓶頸．

首先，多數(shù)院系認(rèn)為，基礎(chǔ)課程對(duì)于大學(xué)生就業(yè)無明顯助益，因此縮短了基礎(chǔ)課程教學(xué)學(xué)時(shí)．同時(shí)除物理專業(yè)以外，其他院系的研究生入學(xué)考試科目亦少有大學(xué)物理．例如，位于南京的東南大學(xué)，16個(gè)工科學(xué)院63個(gè)專業(yè)中，研究生入學(xué)考試包含大學(xué)物理的僅有3個(gè)專業(yè)；南京理工大學(xué)，12個(gè)理工學(xué)院51個(gè)專業(yè)中，將大學(xué)物理作為研究生入學(xué)考試的專業(yè)也僅有16個(gè)，這其中甚至已經(jīng)包含了將大學(xué)物理為選考科目的專業(yè)．由此可見，大學(xué)物理學(xué)習(xí)在考研方面實(shí)用價(jià)值較低，因此對(duì)大學(xué)物理在本科教學(xué)中的重要性沒有明確的認(rèn)識(shí)．

其次，傳統(tǒng)大學(xué)物理授課方式較為單一、古板．現(xiàn)代社會(huì)是一個(gè)信息更新?lián)Q代極快的時(shí)代，當(dāng)代大學(xué)生對(duì)潮流與新鮮的事物更感興趣，傳統(tǒng)物理教學(xué)內(nèi)容在高中時(shí)代已有涉獵，缺乏新鮮感，而目前普通的大學(xué)物理教學(xué)，傾注了過多的課時(shí)在傳統(tǒng)物理教學(xué)內(nèi)容上，故無法吸引學(xué)生的課堂注意力．

最后，大學(xué)物理由于課程的特殊性，傳統(tǒng)教材內(nèi)容的設(shè)置枯燥，推導(dǎo)繁雜，使得基礎(chǔ)差的學(xué)生無法接受，因此喪失了學(xué)習(xí)的主動(dòng)性．雖然目前多媒體教學(xué)已經(jīng)是大學(xué)教學(xué)的標(biāo)配，但據(jù)調(diào)研，在多媒體教學(xué)手段如此豐富的時(shí)代，大部分教師仍然僅僅停留在將多媒體代替板書的水平，缺少更靈活的使用方式．

2 針對(duì)教學(xué)現(xiàn)狀的改革探索

針對(duì)上述大學(xué)物理教學(xué)現(xiàn)狀，目前已存在多種對(duì)大學(xué)物理教學(xué)改革的思考和討論，這些討論的方向目前多集中于教學(xué)模式的研究[1]、新教學(xué)體系的研究[2，3]、“互聯(lián)網(wǎng)+”在大學(xué)物理課程方面的應(yīng)用等[4]．在學(xué)習(xí)了2019年9月份的中國(guó)物理學(xué)會(huì)物理教育分會(huì)的各大報(bào)告之后，本文探討的方向主要集中于重新審視教學(xué)理念、課堂教學(xué)方式和教學(xué)內(nèi)容，致力于從學(xué)生感知最強(qiáng)烈之處入手，在有限的課時(shí)中，將知識(shí)傳輸“效率”最大化，同時(shí)輔助于“互聯(lián)網(wǎng)+”的新思路，拓寬學(xué)生視野，貫徹大學(xué)物理教學(xué)中“重應(yīng)用”的理念．

2.1 面對(duì)應(yīng)用型本科教學(xué) 需樹立創(chuàng)新和與時(shí)俱進(jìn)的教學(xué)理念

應(yīng)用型本科院校中的大學(xué)物理教學(xué)要求教師樹立與時(shí)俱進(jìn)的、適用于社會(huì)發(fā)展需要的教學(xué)理念，其出發(fā)點(diǎn)需要明顯區(qū)別于高中，須以培養(yǎng)實(shí)用型、創(chuàng)新型人才為導(dǎo)向，以引導(dǎo)學(xué)生養(yǎng)成實(shí)事求是的人生態(tài)度和科學(xué)的世界觀為目標(biāo)，不能僅僅拘泥于傳道解惑．

大學(xué)物理是理工類學(xué)生一門重要的基礎(chǔ)課程，基礎(chǔ)課程在大學(xué)教育中所扮演的角色，就是為學(xué)習(xí)后續(xù)的專業(yè)課程夯實(shí)基礎(chǔ)，其第一要?jiǎng)?wù)，就是將大學(xué)課程學(xué)習(xí)中應(yīng)該具備的基本的分析與處理問題的能力傳授給學(xué)生，因此教學(xué)過程中，應(yīng)該注重學(xué)生提出問題并分析解決方案，而不是計(jì)算出問題結(jié)果．

物理世界是非常廣博與豐富多彩的，它是一門解釋“世間萬物道理之所在”的學(xué)科，對(duì)于畢業(yè)直接走向工作崗位的大學(xué)生而言，具備較大的知識(shí)面是非常有必要的．大學(xué)物理教師應(yīng)該將更多的課時(shí)放在與專業(yè)課結(jié)合比較緊密的內(nèi)容中．例如在為工科專業(yè)機(jī)械專業(yè)授課時(shí)，可將剛體轉(zhuǎn)動(dòng)等章節(jié)做重點(diǎn)講述，適當(dāng)增加課時(shí)和授課深度，提高學(xué)生對(duì)機(jī)械原理的認(rèn)知．

應(yīng)用型人才需要具備獨(dú)立思考、創(chuàng)新的能力，大學(xué)物理教學(xué)中亦應(yīng)注重培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立學(xué)習(xí)與創(chuàng)新的能力．物理學(xué)是科學(xué)方法的典范，大學(xué)物理的教學(xué)理念應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)獲取知識(shí)，而不是被動(dòng)接受．經(jīng)調(diào)研，目前很多高校采用小論文與考試兩種考核方式，以考查學(xué)生自主探究的能力，較為靈活有效．

2.2 有的放矢 精簡(jiǎn)教學(xué)內(nèi)容 注重理論與實(shí)踐相結(jié)合 鼓勵(lì)自主探究

在具備良好的教學(xué)理念之后，教學(xué)內(nèi)容也需要深思熟慮，課程內(nèi)容的難易程度應(yīng)該具有普適性，需要考慮到不同檔次學(xué)生的基礎(chǔ)、學(xué)生的層次以及學(xué)生的專業(yè)．

(1)教材指定

大部分應(yīng)用型本科學(xué)生的基礎(chǔ)相較學(xué)術(shù)型本科的學(xué)生較弱，一本適合應(yīng)用型本科院校學(xué)生的大學(xué)物理教材，應(yīng)該更加偏向于應(yīng)用，教材中的內(nèi)容應(yīng)該具備多學(xué)科融合的特性．合適的教材應(yīng)當(dāng)降低理論的要求，需要簡(jiǎn)化繁瑣、復(fù)雜、偏難的推導(dǎo)，多一些實(shí)用技巧的傳授．同時(shí)，結(jié)合應(yīng)用型本科教學(xué)的需要，大學(xué)物理教材需要滿足學(xué)校的教學(xué)需求，強(qiáng)調(diào)應(yīng)用性；適當(dāng)增加與專業(yè)課“呼應(yīng)”的應(yīng)用材料、課外閱讀資料等，方能更符合培養(yǎng)創(chuàng)新型人才教育教學(xué)的要求．

由于目前多數(shù)大學(xué)物理的教材仍然包含經(jīng)典的力學(xué)、熱學(xué)、光學(xué)、電磁學(xué)等，這些內(nèi)容雖然不可或缺，但在高中物理教學(xué)中已經(jīng)有所涉獵了，因此在大多應(yīng)用型本科院校大學(xué)物理學(xué)時(shí)極其有限的條件下，應(yīng)該將實(shí)際采購(gòu)的教材“參考書化”，讓教師結(jié)合自己的課程內(nèi)容，自行選擇教學(xué)材料，以這些材料與課程PPT作為真正的“教材”，學(xué)生在對(duì)教學(xué)資料中的內(nèi)容有疑問時(shí)，再到教材課本中，自行尋找推導(dǎo)過程和其他關(guān)聯(lián)內(nèi)容，這雖然對(duì)大學(xué)物理教師的備課提出了更高的要求，但給予了學(xué)生自主探索的引導(dǎo)．

(2)知識(shí)點(diǎn)專業(yè)化

在面向應(yīng)用型的本科教學(xué)中，大學(xué)物理課程是為理工各專業(yè)服務(wù)的一門基礎(chǔ)課程，大學(xué)物理教學(xué)過程中，需要結(jié)合學(xué)生的主要專業(yè)來把握課堂知識(shí)點(diǎn)．“大學(xué)物理可以協(xié)助自己解決什么樣的問題”，這是應(yīng)用型本科學(xué)生最感興趣的．將物理知識(shí)點(diǎn)與學(xué)生的專業(yè)相關(guān)聯(lián)，這對(duì)普通物理教師來說不是一件簡(jiǎn)單的事情，這要求教師主動(dòng)了解、熟知各專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)和相關(guān)課程的基本情況，因此需要在課前花更多的時(shí)間去準(zhǔn)備．

以南京工業(yè)大學(xué)浦江學(xué)院為例，該校致力于將汽車學(xué)院、機(jī)電學(xué)院打造成亮點(diǎn)學(xué)院，其中汽車原理與機(jī)械構(gòu)造為相應(yīng)院系學(xué)生的主修課程，因此大學(xué)物理在這兩所學(xué)院教學(xué)中的“工具”作用顯得尤為明顯．例如在講述“剛體轉(zhuǎn)動(dòng)”“機(jī)械振動(dòng)”“機(jī)械波”“熱力學(xué)基礎(chǔ)”等相關(guān)專業(yè)性較強(qiáng)的章節(jié)時(shí)，應(yīng)對(duì)剛體的轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能、功能原理、機(jī)械振動(dòng)的合成等知識(shí)點(diǎn)，結(jié)合汽車原理和機(jī)械構(gòu)造課程中的實(shí)際案例進(jìn)行講解．簡(jiǎn)單的根據(jù)課本平鋪直敘，不僅無法引起學(xué)生的共鳴，限制學(xué)生的開放性思維，對(duì)理解知識(shí)點(diǎn)也是百“害”而無一“利”的．

(3)簡(jiǎn)化理論推導(dǎo)

由于學(xué)生層次的不同，其理論接受能力也是不同的．基礎(chǔ)較差的學(xué)生在教師進(jìn)行理論推導(dǎo)環(huán)節(jié)時(shí)常常會(huì)因?yàn)闊o法理解而掉隊(duì)．應(yīng)用型教育應(yīng)該注重于應(yīng)用，因此教學(xué)課堂需要簡(jiǎn)化推導(dǎo)過程，掌握結(jié)論，注重應(yīng)用與實(shí)踐．

大學(xué)物理在“氣體動(dòng)理論”“熱力學(xué)基礎(chǔ)”“靜電場(chǎng)”“恒定磁場(chǎng)”等章節(jié)的理論推導(dǎo)較多，且與高中物理的理論推導(dǎo)相比，很多概念有了較大的跨越，推導(dǎo)過程復(fù)雜，學(xué)生普遍較難理解．大學(xué)物理教師在講述上述章節(jié)內(nèi)容時(shí)，應(yīng)該針對(duì)不同專業(yè)的學(xué)生，首先對(duì)相應(yīng)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行簡(jiǎn)化，篩選掉重要性較低的原始知識(shí)點(diǎn)，僅對(duì)實(shí)用性較高的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行講述，結(jié)合具象思維方式(例如磁感線、熱機(jī)等)，提出推導(dǎo)完成的方程式，對(duì)復(fù)雜的推導(dǎo)過程簡(jiǎn)單描述即可；同時(shí)結(jié)合典型的例題，對(duì)知識(shí)點(diǎn)的應(yīng)用隨堂進(jìn)行講解，以提高學(xué)生的消化能力，加深理解，增強(qiáng)應(yīng)用．

2.3 積極互動(dòng)的同時(shí)增加課堂變化 提高學(xué)生求知欲 玩轉(zhuǎn)課堂

“課堂”是學(xué)生與教師互相了解的最直接的方式，教師、學(xué)生的課堂表現(xiàn)對(duì)物理知識(shí)的傳授很重要．經(jīng)統(tǒng)計(jì)，大學(xué)物理在普遍的應(yīng)用型本科教學(xué)中未受到較好的重視，課時(shí)較少內(nèi)容卻較多，迫使物理教師忽略課堂教學(xué)質(zhì)量，過多地關(guān)注教學(xué)進(jìn)程而不是教學(xué)內(nèi)容，導(dǎo)致學(xué)生知識(shí)接受“疲勞”，教師授課“疲倦”，因此教師課堂教學(xué)方法的靈活性尤為重要．

(1)把握課堂結(jié)構(gòu)

物理課堂的特點(diǎn)為知識(shí)點(diǎn)多，環(huán)環(huán)相扣，邏輯性強(qiáng)，要求物理教師熟練掌握整體課堂結(jié)構(gòu)，學(xué)生接收到的知識(shí)脈絡(luò)才會(huì)清晰，有條不紊．首先，在新教學(xué)內(nèi)容開始前，采用“翻轉(zhuǎn)課堂”的教學(xué)模式對(duì)上節(jié)課知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行溫習(xí)，并引出本節(jié)課的新知識(shí)點(diǎn)及重難點(diǎn)，讓學(xué)生有一個(gè)很清晰的概況，知道本節(jié)課授課內(nèi)容；其次，以反問問題的方式，將本節(jié)課的新知識(shí)點(diǎn)與上節(jié)課的內(nèi)容銜接，吸引學(xué)生的注意力，這種方式為新的一堂課奠定了一個(gè)很好的基調(diào)，能夠溫故知新，更早地讓學(xué)生進(jìn)入狀態(tài)．簡(jiǎn)言之，學(xué)生在有了求知欲的情況下，授課與聽課效果會(huì)更好．

(2)加強(qiáng)師生互動(dòng)

“師生互動(dòng)”的概念提出了很多年，但真正課堂實(shí)施時(shí)問題亦會(huì)較多．加強(qiáng)師生間的互動(dòng)，不僅是為了活躍課堂氣氛，更重要的其實(shí)是對(duì)學(xué)生的一種督促．大學(xué)課堂的聽課率比高中課堂聽課率要低很多，最主要的原因是大學(xué)師生間的相處時(shí)間較少，互動(dòng)較少，導(dǎo)致師生關(guān)系陌生．在高中課堂，教師會(huì)通過不斷的課堂和課外交流從而與學(xué)生積極互動(dòng)．大學(xué)課堂的表現(xiàn)力弱，教師的提問少，部分自律能力差一點(diǎn)的學(xué)生思路容易受干擾，因此接受新知識(shí)的能力也會(huì)降低．

課堂中的互動(dòng)應(yīng)該“簡(jiǎn)單”而“頻繁”，較多地使用幽默詼諧的“費(fèi)恩曼式”教學(xué)風(fēng)格．學(xué)生接受能力欠佳，短暫課堂時(shí)間里必然無法細(xì)心思考回答較為復(fù)雜的問題，因此使用簡(jiǎn)單的問題頻繁地激活學(xué)生的物理思維，使其在教學(xué)過程中保持良好的接受能力．

(3)增加課堂變化

教師是為學(xué)生服務(wù)的，這種服務(wù)應(yīng)該是可以根據(jù)學(xué)生的接受情況及時(shí)做出調(diào)整的，一成不變的課堂，會(huì)使學(xué)生感到厭倦．可以通過實(shí)時(shí)改變授課的方式，活躍課堂氣氛，加深學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解．例如，準(zhǔn)備10 min的專項(xiàng)知識(shí)點(diǎn)講解分析，講述過程中在恰當(dāng)?shù)臅r(shí)機(jī)交換角色，讓學(xué)生點(diǎn)評(píng)問題，教師聽取學(xué)生分析問題的方式和出發(fā)點(diǎn)，這樣既活躍課堂氣氛又加深學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解．除此之外，教師也可以通過改變講課風(fēng)格，增加輔助器材、工具等方法來為課堂添色彩．

目前多媒體教學(xué)已經(jīng)成為了大學(xué)課堂的標(biāo)配，而調(diào)研表明，大部分教師，仍然僅僅使用多媒體來替代板書的寫作，并沒有真正地將多媒體動(dòng)態(tài)的優(yōu)勢(shì)發(fā)揮出來．多媒體的優(yōu)勢(shì)在于將抽象的思維具象化，能夠?qū)⒁徽麄€(gè)物理過程通過圖像的方式表達(dá)出來，這對(duì)學(xué)生而言，是及其有效的知識(shí)傳輸方式．

3 構(gòu)建物理新天地加強(qiáng)師生互動(dòng)

大學(xué)物理屬于基礎(chǔ)課程，應(yīng)用型本科院校的大學(xué)物理課程一般隸屬于基礎(chǔ)部或者理學(xué)院，基礎(chǔ)學(xué)科的教師相對(duì)于專業(yè)課教師，與學(xué)生接觸時(shí)間較少．于此同時(shí)，大學(xué)物理課程的課時(shí)較短，一周的課程僅有1～2次，每次90 min，一個(gè)學(xué)期的教學(xué)時(shí)間不超過60 h．在同一個(gè)大學(xué)物理教師給多個(gè)班授課，教學(xué)班班容量又相對(duì)較大的情況下，就會(huì)使教師與學(xué)生之間產(chǎn)生較大的陌生感，不利于師生間的交流和溝通．因此，需要通過課程以外的其他方式，加強(qiáng)教師與學(xué)生之間的交流，本文中討論的方式為創(chuàng)辦“物理新天地”公眾號(hào)．

自2013年以來，“互聯(lián)網(wǎng)+”已經(jīng)逐步進(jìn)入到大學(xué)課程的教學(xué)中，教育部與中國(guó)物理學(xué)會(huì)物理教學(xué)委員會(huì)聯(lián)合舉辦了多屆全國(guó)高等學(xué)校物理基礎(chǔ)課程教育學(xué)術(shù)研討會(huì)，結(jié)合會(huì)議報(bào)告來看，大學(xué)物理課程已經(jīng)適應(yīng)了“互聯(lián)網(wǎng)+”環(huán)境的新形勢(shì)[3]．本文提及的“物理新天地”公眾號(hào)就是師生交流的“物理角”，學(xué)生可以利用業(yè)余時(shí)間來這里獲取物理課堂已經(jīng)講述的知識(shí)內(nèi)容，并對(duì)物理學(xué)在其所學(xué)專業(yè)方面的應(yīng)用和物理學(xué)基礎(chǔ)等與教師進(jìn)行溝通交流．通過此公眾號(hào)，教師與學(xué)生之間可以有針對(duì)性地進(jìn)行探討，引導(dǎo)性地讓大學(xué)物理深入到學(xué)生學(xué)習(xí)的方方面面．

公眾號(hào)的架構(gòu)可以分為教學(xué)內(nèi)容、物理與專業(yè)之間交互內(nèi)容兩個(gè)方面．教學(xué)內(nèi)容用于發(fā)布大學(xué)物理的課程教材，以供學(xué)生隨時(shí)獲取．在本文“教材指定”討論模塊中，教學(xué)擬使用的教材具體指課程教學(xué)的PPT及其他閱讀材料等，而不是普通意義上的課本，因此每次課程結(jié)束時(shí)，可以將教材發(fā)布至公眾號(hào)中，供學(xué)生自行下載獲取，對(duì)課程教學(xué)中的“漏洞”進(jìn)行查缺補(bǔ)漏．應(yīng)用型本科教學(xué)需要時(shí)刻將專業(yè)課內(nèi)容與基礎(chǔ)課內(nèi)容相結(jié)合，而大學(xué)物理與專業(yè)之間的交互，可以通過閱讀材料和例題解析的方式，將課程中尚未涉及的內(nèi)容，發(fā)布至此，以供學(xué)生予以參考借鑒．

公眾號(hào)中探討的話題可以從物理學(xué)史到現(xiàn)在的物理前沿的研究，再到生活中物理的應(yīng)用、科技方面的應(yīng)用、工程方面的應(yīng)用，通過這些專題讓學(xué)生深刻地認(rèn)識(shí)到物理學(xué)對(duì)其專業(yè)學(xué)習(xí)的能動(dòng)性，激發(fā)學(xué)生對(duì)物理的興趣，與自學(xué)探討的能力．

4 結(jié)論

大學(xué)物理作為應(yīng)用型本科教學(xué)中不可或缺的工具型學(xué)科，是面向應(yīng)用和就業(yè)的教學(xué)改革中有效的抓手．教學(xué)過程中，需要將“實(shí)踐為主、理論為輔”的概念應(yīng)用于教材選擇、課前準(zhǔn)備、課堂教學(xué)和師生交流中，同時(shí)可以利用不同的專業(yè)課題討論的方式，引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)與探索．學(xué)生在自主探究方面的主觀能動(dòng)性的提升，不僅僅有利于大學(xué)物理教學(xué)，同時(shí)也提高了學(xué)生的整體素質(zhì)，增加了其走上工作崗位后的工作能力．