2018《大学物理学》教学改革探析

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《大学物理学》教学改革探析
在科技竞争日益激烈的现代社会，科学知识更新较快，高科技已成为最活跃的生产力[1]。如果培养大学生的科学素质变得越为重要和关键。物理学是很多自然科学和工程技术的基础，当今绝大部分科学技术，比如量子信息、光电子、微电子、天文学、材料科学等，无一不是和物理学有紧密联系的。正因如此，大学物理课程起着很多其它课程无法替代的作用。该课程是一门培养和提高大学生科学素质、科学思维和科学研究能力的重要公共基础课，其涉及面广[2]。然而在教学中我们发现，大学物理教学内容与现代科学技术的发展存在着差异，有部分学生存在着厌学情绪，甚至认为学《大学物理学》没有用处。
　　本文针对目前高等院校大学物理学中存在的问题，特别是在如何培养应用型人才方面[3]，结合大学物理的课程特点对该课程的教学改革进行详细论述。主要涵盖如下三个方面的内容。
　　1 教学观念的改革
　　由于经过高中阶段应试教育的学习，大学生在原有物理知识体系的基础上，应当不能仅仅溜溜在物理公式、物理定律的条条框框上，不应只是被动的作为知识接受者。首先，大学物理学中概念的理解和掌握十分重要。学生对物理概念的理解主要取决于对物理概念所包含物理意义的理解。
　　比如讲到光程的概念，很多学生容易把光程简单的看作是光传播的路程，但实际上光程的物理意义是光在媒质中通过的路程折合到同一时间内在真空中通过的相应路程。教师在授课过程中首先要能准确讲解物理概念及所对应物理意义，这对学生正确掌握和理解物理知识，并且应用这些知识解决相关物理问题至关重要。大学物理学中物理概念的课程的基本内容之一。在课堂上如何帮助学生正确理解物理概念和培养物理思维，是物理教师值得商榷的问题。在教学中展示概念背景，创设求知情景，精确表示概念，解剖新概念，运用新概念等，有助于学生物理思维的培养[4]。
　　物理教师应当引导学生独立思考并将物理知识灵活应用，培养学生良好的科学素养，能够提高他们分析问题和解决问题的能力。比如在讲到静电现象时，如果单重复课本上的描述，学生反应平淡。教师可以自带一些教具，在课堂上现场给学生演示一下，这样可以大大激活学生学习的兴趣，课堂教学也不会枯燥无味。同时通过现场实验操作也可以让学生留意到实际过程中需要注意的问题，这样他们印象更为深刻。
　　另外，现在科技发展日新月异，教师如果能联系前沿知识或者日常生活常见的现象，学生会更为感兴趣并愿意积极思考。比如说到电磁波，教师可以联系到目前军事的热点无人机，简单描述一下无人机和电磁波之间的关系，这样课堂气氛会活跃很多。
　　教师还有可以联系一下时事新闻，比如2013年的物理学诺贝尔物理学奖，这是物理界最高的奖项，每次发布这个奖项时新闻报纸都有很多报道。但是实际上很多学生对获奖者的研究领域并不了解。如果能在课堂上将物理学最新的诺贝尔的获奖领域融入到教学中来，这样可以扩展学生的视野和提供他们的学习兴趣。
　　2 大学物理与交叉专业的结合
　　大学物理学是一门重要的公共基础课，而学生专业涵盖数学、电子、土木、计算机、化学、生物等多种理工科专业。如何将大学物理与交叉专业相结合是提高学生学习兴趣和应用知识分析问题和解决问题的关键。
　　教学在课堂上应因专业施教。比如对于数学专业的学生，这些学生的数学基础一般比较好，如果纯粹做微积分习题，很多学生没有问题。但是如何把微积分应用起来解决实际物理问题，这个涉及到应用数学知识解决物理问题的能力。作者在教学中发现，即使数学专业的学生，这方面的能力还比较薄弱。
　　教师如果能在教学中列举一些其它专业的科学家与物理联系的历史，比如列举德国数学家和物理学家，有数学王子美称的高斯，他与韦伯制成了第一台有线电报机和建立了地磁观测台，还创立了电磁量的绝对单位制。学生也明白其实数学专业的也是可以学好物理的，甚至还可能学的更好。还有法拉第，他本身也是化学家，能够创造性地提出场的思想，磁场这一名称是法拉第最早引入的。教师在课堂上讲述一下这段历史也可使得化学专业的学生更为感兴趣。
　　对应学科的交叉，目前是科学技术发展的一大趋势。目前很多创新性的成果很少是由单一学科独立研究得出来的，通常需要相关学科间的交叉与融合。让学生在学习中深刻理解有助于帮助学生扩展知识，激活学习的兴趣。
　　3 考核的改革
　　大学物理教学的目标是培养学生良好的思维习惯、培养学生的创新能力。教师在教学过程中不要让学生为应付考试而学习，而是要他们为丰富知识和培养分析问题、解决问题的能力而学习。作者在实际教学中发现，目前大学物理教学考核模式还是单纯的应试考核。诚然，应试考核有其一定的合理性，但同时也存在不少弊端。比如，试卷内容重物理公式、概念的记忆，轻物理思想、分析问题和解决问题能力的考察。这种注重书本知识，忽视应用知识能力的考查往往会限制学生智力和创造力的发展。
　　大学物理课程考核不应只是对基本公式和规律的考核，避免完全应试的考题，考核内容应体现学生对物理基本概念的理解，同时也应该考虑到学生物理思维能力和应用物理知识分析问题、解决问题能力的考核，这样才能和教学目标相对应。同时对于不同专业，大学物理课程的考核可以根据专业特点进行考核。比如对于数学系，可加大应用数学知识解决物理问题的比重；对于土木专业，可增大力学部分的比重；对应电信专业的学生，可以增加电磁波部分的比重。总之，既要在授课过程中注意与学生所学的专业结合起来，又要在考核方面与之同步，这样可以让学生将大学物理所学的知识与自己专业结合起来，发挥专业之长并融会贯通，这样大学物理课程才能更体现其价值和作用。
　　大学物理教学改革任重道远，如何通过科学的教学为社会培养更多、素质更高的高科技创新性人才是高校教师义不容辞的任务。本文主要是根据目前大学物理教学中存在的主要问题，根据自身的教学经验，从教学观念、专业交叉结合以及考核改革三方面对大学物理教学改革进行探析，为实际开展大学物理教学改革提供指导方向。