時(shí)間:2023-03-25 11:25:02
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1.1學(xué)生基礎(chǔ)差,不重視作為本三院校的學(xué)生,高中物理基礎(chǔ)普遍比較薄弱,許多同學(xué)基礎(chǔ)概念及定律不清楚,給大學(xué)物理的學(xué)習(xí)造成了困難.另外,學(xué)生的高數(shù)基礎(chǔ)不扎實(shí),無法在物理模型建立中靈活應(yīng)用微積分等高數(shù)知識.再次,現(xiàn)在的學(xué)生學(xué)習(xí)功利性比較強(qiáng),學(xué)生們主要把精力放在英語、計(jì)算機(jī)等考證科目,甚至一些校外的考證上,而對大學(xué)物理這門課程重視不夠.
1.2教師教學(xué)模式固定化教師上課大部分還是采用老式的教學(xué)法,以教師講授為主,照本宣科,致使學(xué)生覺得課上枯燥無味.另外,教師教學(xué)中教學(xué)大綱統(tǒng)一化,不同專業(yè)采用同一教學(xué)大綱,沒有專業(yè)特色,與學(xué)生專業(yè)課課程結(jié)合不夠緊密和充實(shí),因此學(xué)生對大學(xué)物理課程興趣不夠.
1.3考評方式單一本校大學(xué)物理的考評方式基本是采用期末成績?yōu)橹?,平時(shí)出勤和作業(yè)為輔的的方式.學(xué)生學(xué)部分還是以應(yīng)試為向?qū)?,學(xué)習(xí)被動(dòng),沒有深入領(lǐng)會(huì)到物理的奧妙.
2改革方向
為了解決教學(xué)中遇到的這些問題,針對獨(dú)立學(xué)院特色,大學(xué)物理改革可以從以下幾方面入手.
2.1不同專業(yè)區(qū)分對待,應(yīng)制定不同的教學(xué)大綱大學(xué)物理涵蓋的內(nèi)容是非常廣泛的,包括力學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)、波動(dòng)光學(xué)和近代物理等五篇,如果要全部授予學(xué)生,學(xué)時(shí)往往不夠,而且只授予學(xué)生點(diǎn)滴皮毛知識而已.教師應(yīng)該深入各系進(jìn)行調(diào)研,了解不同專業(yè)的需求.教學(xué)中做到心中有數(shù),有針對性的授課.讓學(xué)生深刻認(rèn)識到大學(xué)物理有本專業(yè)的特色,為他以后的專業(yè)課學(xué)習(xí)以及之后的工作有所準(zhǔn)備.比如對于機(jī)械類專業(yè),跟物理緊密相關(guān)的專業(yè)課程有“理論力學(xué)”“結(jié)構(gòu)力學(xué)”“工程力學(xué)”等,對于他們大學(xué)物理教授時(shí)應(yīng)重點(diǎn)放在力學(xué)和熱學(xué)篇章,如質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)、牛頓運(yùn)動(dòng)定律、功和能、動(dòng)量、剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)、機(jī)械振動(dòng)、熱學(xué)等.教師在授課時(shí)就應(yīng)該多注重力學(xué)的分析和計(jì)算,并且多舉一些跟專業(yè)相關(guān)的例子,如飛輪、皮帶輪、滑輪的轉(zhuǎn)動(dòng)問題,橋梁結(jié)構(gòu)的承重、鋼架的頻率和周期等.而對于電子信息類專業(yè),后續(xù)的專業(yè)課程里“電路分析”“電子技術(shù)”跟物理關(guān)聯(lián)較大,對于他們大學(xué)物理教授時(shí)應(yīng)重點(diǎn)放在電磁學(xué)篇章,并多介紹相關(guān)的科研新進(jìn)展,以增強(qiáng)學(xué)生對大學(xué)物理的興趣.同時(shí),增設(shè)電磁波的知識點(diǎn)并將其作為重點(diǎn)介紹,為后續(xù)專業(yè)課程電磁場與電磁波做好準(zhǔn)備.
2.2物理理論與實(shí)驗(yàn)教學(xué)結(jié)合大學(xué)物理是一門實(shí)驗(yàn)性的科學(xué),很多物理定律都是實(shí)驗(yàn)總結(jié)得到的.但是很多學(xué)校的大學(xué)物理理論課和實(shí)驗(yàn)課是分開設(shè)置的兩門課,由不同的教研室不同的老師教授.這樣的教學(xué)就有可能使得理論和實(shí)驗(yàn)相脫節(jié).應(yīng)該加強(qiáng)理論課和實(shí)驗(yàn)課的統(tǒng)一,或者直接由同一部門來授課.有些比較復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)在實(shí)驗(yàn)室操作,而有些儀器比較簡單的實(shí)驗(yàn)可以直接搬到教室穿插在理論課上進(jìn)行演示.建議可以學(xué)習(xí)麻省理工學(xué)院的WalterLewin教授在公開課《電和磁》課上的的授課方式,用直觀的實(shí)驗(yàn)來演示復(fù)雜深刻的物理原理,使得課程具有啟發(fā)性和趣味性.比如,靜電屏蔽、光的偏振、駐波等都可以穿插在理論課上進(jìn)行演示.這樣不僅可以化抽象為具體,學(xué)生親眼看到,甚至親自參與驗(yàn)證,對定理的理解會(huì)更加深刻,同時(shí)可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,激發(fā)他們的科研興趣,培養(yǎng)創(chuàng)新意識.
2.3將物理理論和現(xiàn)實(shí)生活和社會(huì)實(shí)際結(jié)合起來物理學(xué)并不是一堆枯燥的定理和公式堆砌起來的學(xué)科,它反映的是自然界萬物的規(guī)律,是一門和生活息息相關(guān)的學(xué)科.物理課程改革要強(qiáng)調(diào)“從生活走向物理,從物理走向社會(huì)”,即注重與社會(huì)實(shí)際和生活實(shí)際相聯(lián)系.而物理教師就可以起到這個(gè)橋梁的作用,教師在上課時(shí),要特別注意將物理內(nèi)容和實(shí)際生活的應(yīng)用聯(lián)系起來介紹,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣.比如,講到渦流時(shí),就可以舉電磁爐、渦流探傷、探測金屬(安檢、掃雷)等例子;講到角動(dòng)量守恒定律的應(yīng)用時(shí),就可以舉跳水運(yùn)動(dòng)員空中翻轉(zhuǎn)、花樣滑冰運(yùn)動(dòng)員旋轉(zhuǎn)、舞蹈演員旋轉(zhuǎn)等例子;講到熱學(xué)循環(huán)時(shí),就可以介紹冰箱、空調(diào)的工作原理等.把物理理論知識跟生活社會(huì)實(shí)際結(jié)合起來,學(xué)生能夠深切體會(huì)到物理是一門很有用的學(xué)科,變被動(dòng)接受知識為主動(dòng)學(xué)習(xí).
2.4考評多樣化,注重素質(zhì)教育對學(xué)生大學(xué)物理課程的考評單純采用平時(shí)作業(yè)和期末考試的形式的話,不能完全反映學(xué)生對物理知識的掌握和應(yīng)用程度,這種考核方法不適應(yīng)素質(zhì)教育的要求.比較全面而科學(xué)的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)該包括對知識的理解、應(yīng)用和創(chuàng)新.教師可在傳統(tǒng)考核方式的基礎(chǔ)上增設(shè)其他比較開放、靈活的考核方式,比如李元杰推薦的數(shù)字物理教學(xué)方法??筛鶕?jù)學(xué)生專業(yè)特點(diǎn)在開學(xué)初開設(shè)一些小課題或者小應(yīng)用公布給學(xué)生選做,學(xué)生可以自由組隊(duì)選題,也可以個(gè)人單獨(dú)選題.讓學(xué)生自己檢索資料、分析原理,并以科技論文或課件的形式在課上跟大家回報(bào)分享和討論,有些模型還可以做成動(dòng)畫的形式演示出來給大家看.這樣不僅可以開闊學(xué)生的視野和思路,也能培養(yǎng)學(xué)生自學(xué)能力、科研能力和創(chuàng)新能力.這樣的考核方式還可以讓師生很好的互動(dòng)起來,并讓學(xué)生充分參與到課堂教學(xué)上來,同時(shí)鍛煉了他們的團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神和社會(huì)實(shí)踐能力.課題的成果最終計(jì)入本門課程總成績中,教師評價(jià)的話也可以靈活一點(diǎn),直接讓全班學(xué)生現(xiàn)場評分.
2.5成立物理興趣小組大學(xué)物理作為一門公共課,一般都是大班授課,很多學(xué)生有問題也很難全部在課上反應(yīng)給老師,師生互動(dòng)也會(huì)受到限制.為了解決這個(gè)問題,可以在班里或者整個(gè)學(xué)校內(nèi)成立物理興趣小組,也可以建立相關(guān)的物理網(wǎng)站和論壇,大家可以聚在一起或者在論壇上討論問題,各抒己見.老師可以定期參與到興趣小組的討論中,并隨時(shí)到物理論壇上跟同學(xué)交流討論.同時(shí)還可以把課件、題庫、演示實(shí)驗(yàn)、上課視頻、物理學(xué)史介紹等資料上傳到網(wǎng)上,還可以設(shè)置網(wǎng)上輔導(dǎo)、在線提問等模塊,以彌補(bǔ)課上教學(xué)課時(shí)的限制,同時(shí)擴(kuò)充大家的視野,拉近師生距離.只有當(dāng)學(xué)生和老師之間建立起個(gè)人的直接聯(lián)系的情況下———這時(shí)學(xué)生可以討論概念、思考問題和討論問題———才能達(dá)到最好的教學(xué)效果.
2.6承上啟下大學(xué)物理教學(xué)要做到承上啟下.所謂的承上,指的是要結(jié)合中學(xué)物理和高等數(shù)學(xué)的基礎(chǔ).首先要讓學(xué)生理解大學(xué)物理不是中學(xué)物理的簡單重復(fù),大學(xué)物理比中學(xué)物理要更加廣博,內(nèi)容也更加深?yuàn)W.教師在授課過程中,要與已經(jīng)學(xué)過的中學(xué)物理內(nèi)容聯(lián)系起來,進(jìn)行比較和區(qū)別,引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用新的思維,采用新的方法來解決大學(xué)物理問題.其次要讓學(xué)生明白高等數(shù)學(xué)與大學(xué)物理的密切聯(lián)系,在大學(xué)物理授課之前,都要先了解學(xué)生的高等數(shù)學(xué)基礎(chǔ),對于高數(shù)基礎(chǔ)比較薄弱的,還要適當(dāng)?shù)慕o他們補(bǔ)習(xí)高數(shù)的知識,特別是矢量代數(shù)和微積分運(yùn)算.大學(xué)物理教學(xué)也要做到啟下,即為學(xué)生后續(xù)的專業(yè)學(xué)習(xí)和工作服務(wù),讓學(xué)生認(rèn)識到大學(xué)物理的意義所在.
3結(jié)束語
1.1教學(xué)內(nèi)容和授課計(jì)劃針對專業(yè)性不強(qiáng)
大學(xué)物理學(xué)作為一門專業(yè)基礎(chǔ)課,人們更多地強(qiáng)調(diào)它的基礎(chǔ)性、系統(tǒng)性,重視概念、原理、定律推導(dǎo)和數(shù)學(xué)公式的表達(dá),忽視了不同專業(yè)學(xué)生對大學(xué)物理內(nèi)容的不同需求。從而導(dǎo)致在大學(xué)物理教學(xué)過程中按照多年來形成的固定模式,對不同專業(yè)的學(xué)生采用統(tǒng)一的教學(xué)大綱和同一個(gè)授課計(jì)劃。大部分地方院校大學(xué)物理內(nèi)容以經(jīng)典物理為主,近現(xiàn)代物理內(nèi)容所占比例較少,有的院校甚至不講近代物理。而實(shí)際上以量子力學(xué)和相對論為支柱的近現(xiàn)代物理是現(xiàn)代科技的先導(dǎo)。大部分大學(xué)生以后將在高新技術(shù)領(lǐng)域工作,肩負(fù)著國家未來科技發(fā)展的重任,他們不能不學(xué)習(xí)近現(xiàn)代物理的內(nèi)容。教學(xué)內(nèi)容沒有和學(xué)生的專業(yè)需求緊密聯(lián)系起來,沒有用發(fā)展的觀點(diǎn)來選擇、組織傳統(tǒng)物理教學(xué)內(nèi)容,導(dǎo)致物理教學(xué)與時(shí)展、科技進(jìn)步脫節(jié)。這種對各專業(yè)和學(xué)科不加區(qū)分的課程設(shè)置,導(dǎo)致學(xué)生無法體會(huì)大學(xué)物理與自身專業(yè)的密切聯(lián)系,從而很難激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
1.2教學(xué)內(nèi)容寬泛
大多數(shù)院校的培養(yǎng)計(jì)劃不斷增加專業(yè)課和專業(yè)實(shí)踐課的學(xué)時(shí),壓縮大學(xué)物理的學(xué)時(shí)。而大學(xué)物理教學(xué)內(nèi)容不變,從而導(dǎo)致學(xué)生難以在如此短的時(shí)間內(nèi)消化和吸收新知識。并且不同理工科專業(yè)的大學(xué)物理課時(shí)都一樣,這樣就造成了為了完成教學(xué)大綱規(guī)定的全部內(nèi)容,教師往往挑揀考試的內(nèi)容講,只重視物理結(jié)論定律,很難對知識點(diǎn)的應(yīng)用進(jìn)行詳細(xì)地展開和深入地剖析。因此,如何利用最少的課時(shí),講解更多的對學(xué)生專業(yè)有幫助的教學(xué)內(nèi)容,以及如何處理好本學(xué)科知識與后續(xù)專業(yè)課知識銜接等問題,對大學(xué)物理教學(xué)提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。
1.3考評方式單一
絕大部分普通院校對大學(xué)物理學(xué)的考核手段非常單一,就是簡單地采用期末考試成績?yōu)橹鳎ㄕ伎偝煽兊?0%),出勤率及課后作業(yè)完成情況(占總成績的20%)為輔的考核方式。大多數(shù)院校都是進(jìn)行統(tǒng)考統(tǒng)評,老師上課時(shí)為了應(yīng)付考試對一些與學(xué)生專業(yè)知識相關(guān)但又不考試的內(nèi)容不敢深入講,學(xué)生也是處于考試壓力之下被動(dòng)學(xué)習(xí)。這種單一的考評方式并不能真正地反應(yīng)一個(gè)學(xué)生對知識的掌握和應(yīng)用程度。大多數(shù)期末考試題一般都是填空、選擇和計(jì)算題,其中計(jì)算題占分較重,這種考核方式最終把學(xué)生導(dǎo)向用記概念公式、背定理定律的學(xué)習(xí)方式來學(xué)學(xué)物理課程。另外,有的院校甚至還規(guī)定了期末考試及格率的底線,如果及格率低于所規(guī)定的低線,學(xué)校將問責(zé)任課教師,所以教師為了提高及格率盡可能的降低考試要求,甚至于出現(xiàn)老師給學(xué)生劃重點(diǎn),學(xué)生背試卷考試的不良現(xiàn)象。
2分專業(yè)進(jìn)行大學(xué)物理教學(xué)的必要性
洛陽理工學(xué)院是一所新建的理工本科院校,幾乎所有理工科專業(yè)都開設(shè)大學(xué)物理課程,所有開設(shè)大學(xué)物理課程的專業(yè)都嚴(yán)格按照大學(xué)物理的框架體系,統(tǒng)一的教學(xué)大綱和授課計(jì)劃組織教學(xué),教學(xué)效果并不理想。學(xué)生的物理基礎(chǔ)參差不齊,不同專業(yè)的學(xué)生對大學(xué)物理學(xué)的內(nèi)容需求差異比較大。在這種情況下,按照統(tǒng)一的教學(xué)大綱和教學(xué)計(jì)劃,對各個(gè)專業(yè)不加區(qū)分地進(jìn)行教學(xué),會(huì)導(dǎo)致學(xué)生對大學(xué)物理與自身專業(yè)的聯(lián)系體會(huì)不深,無法激起學(xué)習(xí)興趣。因此,為了突出專業(yè)特色、加大專業(yè)的針對性,使大學(xué)物理更好地為專業(yè)課的學(xué)習(xí)服務(wù),實(shí)行按專業(yè)分類教學(xué)是十分必要的。
3大學(xué)物理分專業(yè)教學(xué)的幾點(diǎn)建議
針對以上大學(xué)物理教學(xué)過程中出現(xiàn)的問題,筆者將結(jié)合不同的專業(yè)特色提出以下幾點(diǎn)建議。
3.1結(jié)合不同專業(yè)特色修改完善教學(xué)大綱
不同的專業(yè)有不同的培養(yǎng)目標(biāo),學(xué)生畢業(yè)就業(yè)方向也不盡相 同。他們對大學(xué)物理的需求肯定不一樣。而且不同的院校有各自不同的專業(yè)服務(wù)定位,也有各自不同的專業(yè)特色。比如洛陽理工學(xué)院服務(wù)面向定位就是“立足洛陽,面向河南,服務(wù)地方,服務(wù)行業(yè)”。該校的特色專業(yè)有無機(jī)非金屬材料工程、機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化、材料成型及控制工程、自動(dòng)化、計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)和土木工程等。根據(jù)這些不同的專業(yè)、不同的培養(yǎng)目標(biāo)應(yīng)該制定不同的教學(xué)大綱??梢詫⑦@些專業(yè)根據(jù)對大學(xué)物理需求的高低分成三類:無機(jī)非金屬材料工程、材料物理、金屬材料工程、自動(dòng)化和電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)歸為一類,這一類對大學(xué)物理要求比較高,后繼專業(yè)課的學(xué)習(xí)與物理知識聯(lián)系緊密,且物理學(xué)所培養(yǎng)的思維方式,對于他們來說也非常重要。包括力學(xué)、熱學(xué)、光學(xué)、電磁學(xué)和近代物理,各部分內(nèi)容講解比較詳細(xì),教學(xué)學(xué)時(shí)應(yīng)不少于128學(xué)時(shí)。為這些專業(yè)的學(xué)生打下堅(jiān)實(shí)的物理基礎(chǔ),提高他們利用科學(xué)的思維方法分析、解決問題的能力。而對于機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化、車輛工程、機(jī)械電子工程、材料成型及控制工程、過程裝備與控制工程、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)、通信工程和計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)可以分為一類,教學(xué)學(xué)時(shí)可以控制在96學(xué)時(shí)。在教學(xué)過程中針對專業(yè)特點(diǎn),可以減少相應(yīng)的內(nèi)容,對與學(xué)生專業(yè)結(jié)合緊密、學(xué)生需要的物理學(xué)內(nèi)容要有所側(cè)重,并加強(qiáng)近代物理及物理知識在生產(chǎn)、生活、科學(xué)技術(shù)應(yīng)用等方面的內(nèi)容。對于這些專業(yè)的學(xué)生來說,由于有了側(cè)重點(diǎn),可以使他們體會(huì)大學(xué)物理課程與自身專業(yè)的聯(lián)系,激發(fā)學(xué)習(xí)興趣,為后續(xù)專業(yè)課學(xué)習(xí)打下良好的物理基礎(chǔ)。對于大學(xué)物理要求不高的高分子材料與工程、土木工程、建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程等專業(yè)可以開設(shè)64學(xué)時(shí)。在教學(xué)中加強(qiáng)應(yīng)用性和趣味性的內(nèi)容,側(cè)重物理規(guī)律內(nèi)在的聯(lián)系性、物理體系的嚴(yán)密性,側(cè)重對物理現(xiàn)象的描述而弱化具體解題的過程,注重培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維素養(yǎng)和理論聯(lián)系實(shí)際能力。
3.2針對不同專業(yè)適當(dāng)調(diào)整教學(xué)內(nèi)容、制定不同的授課計(jì)劃
任課教師在制訂授課計(jì)劃時(shí),應(yīng)與所教專業(yè)學(xué)科教師和學(xué)生進(jìn)行座談,詳細(xì)了解所教學(xué)科專業(yè)后續(xù)課程及學(xué)生在以后工作和學(xué)習(xí)過程中對大學(xué)物理知識的需求,為各專業(yè)訂制不同的教學(xué)內(nèi)容體系,使大學(xué)物理的基礎(chǔ)性和實(shí)用性充分?jǐn)U展到學(xué)生求學(xué)和工作的整個(gè)過程中。在授課過程中,任課教師應(yīng)將一些技術(shù)應(yīng)用方面的知識納入到教學(xué)內(nèi)容中。讓學(xué)生切身體會(huì)到學(xué)學(xué)物理的作用,從而培養(yǎng)他們學(xué)學(xué)物理的興趣。現(xiàn)實(shí)中大學(xué)物理課時(shí)開設(shè)不足,可以在在開設(shè)大學(xué)物理課程時(shí)根據(jù)不同專業(yè)對物理知識的需求,教學(xué)內(nèi)容有所側(cè)重。如土木工程和機(jī)械類等專業(yè),他們對力學(xué)要求比較高,對熱學(xué)、光學(xué)和電磁學(xué)要求就相對低一些。任課老師在講授時(shí)就應(yīng)該側(cè)重力學(xué)部分,尤其是剛體力學(xué),對光學(xué)、電磁學(xué)的知識可以少講。而對于計(jì)算機(jī)與電子信息類等專業(yè),他們對電磁學(xué)、光學(xué)要求比較高。任課老師在制定授課計(jì)劃時(shí)就應(yīng)該側(cè)重電磁學(xué)、光學(xué)部分,還要將近代物理知識,尤其是半導(dǎo)體物理貫穿到課堂教學(xué)過程中,這些專業(yè)需求比較低的力學(xué)和熱學(xué)部分可以少講。對于材料類專業(yè),這部分專業(yè)的學(xué)生對熱學(xué)、電磁學(xué)、光學(xué)和近代物理要求比較高,對質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力學(xué)要求就相對低一些。老師在講授時(shí)就應(yīng)該側(cè)重?zé)釋W(xué)、電磁學(xué)、光學(xué)和近代物理部分。此外,教師在講課的過程中還可以考慮壓縮經(jīng)典物理教學(xué)內(nèi)容,增加近代物理的知識傳授,精簡與中學(xué)物理相同的內(nèi)容并加深與現(xiàn)代科技、現(xiàn)代物理知識相關(guān)的內(nèi)容,這樣即可以擴(kuò)大學(xué)生的科學(xué)視野,又可以提高學(xué)生的綜合應(yīng)用能力和學(xué)習(xí)興趣。
3.3改變單一的考核方式
大學(xué)物理課程是培養(yǎng)大學(xué)生基本的科學(xué)素質(zhì)和科學(xué)分析、解決問題的能力,為學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)后續(xù)專業(yè)知識、掌握工程技術(shù)以及今后知識更新打下必要的物理學(xué)基礎(chǔ)。所以對于大學(xué)物理的考核,可以改變以往的重期末考試成績的方式。甚至可以把大學(xué)物理課改成考查課來進(jìn)行考核,而不是全校統(tǒng)一進(jìn)行考試。考核時(shí)加大平時(shí)成績的比例,但平時(shí)成績不能只看學(xué)生出勤情況,還要將學(xué)生完成作業(yè)情況、課堂回答問題情況和分析解決工程應(yīng)用中的與物理相關(guān)的問題考慮在內(nèi),使平時(shí)成績能對學(xué)生學(xué)習(xí)過程起到督促作用。根據(jù)以上制定的三類教學(xué)大綱和相應(yīng)的授課計(jì)劃分專業(yè)進(jìn)行考核:對大學(xué)物理要求比較高,后繼專業(yè)課的學(xué)習(xí)與物理知識聯(lián)系緊密的材料和電子信息類專業(yè)可以采用期末考試和平時(shí)成績相結(jié)合的方式,而對于大學(xué)物理要求不高的高分子材料與工程、土木工程、建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程等專業(yè)可以采用考查的考核方式。雖然是考查課,但同樣可以培養(yǎng)學(xué)生對所學(xué)知識的綜合運(yùn)用能力。比如,可以考慮讓學(xué)生設(shè)計(jì)跟自己專業(yè)相關(guān)的課程論文,或者利用所學(xué)大學(xué)物理知識解釋與本專業(yè)緊密相關(guān)一些物理現(xiàn)象。這樣既可以把大學(xué)物理知識與學(xué)生的專業(yè)知識緊密地結(jié)合在一起,同學(xué)們也會(huì)從內(nèi)心覺得學(xué)學(xué)物理對自己有很大幫助。
4結(jié)束語
大學(xué)物理是一門實(shí)驗(yàn)學(xué)科,它的許多原理和結(jié)論都來自于實(shí)驗(yàn)結(jié)果[3]。但目前大學(xué)物理課程主要以課堂講授為主,物理實(shí)驗(yàn)多數(shù)以驗(yàn)證性為主,知識陳舊,與實(shí)際問題偏差較大,不能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,少數(shù)物理實(shí)驗(yàn)是設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn),但是受到實(shí)驗(yàn)儀器、實(shí)驗(yàn)時(shí)間和場地的限制,學(xué)生很難有深入的研究,學(xué)生只能被動(dòng)地去做實(shí)驗(yàn),限制了發(fā)散思維,不利于綜合素質(zhì)的培養(yǎng)。
2大學(xué)物理教學(xué)的改革措施
2.1整合教學(xué)內(nèi)容,與學(xué)生專業(yè)相結(jié)合
學(xué)校根據(jù)應(yīng)用型人才培養(yǎng)規(guī)格和專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo),以“大德育、大工程、大實(shí)踐”三大教育理念為指導(dǎo),按照基礎(chǔ)課程服務(wù)專業(yè)的思想,對大學(xué)物理課程內(nèi)容進(jìn)行了整合,以滿足專業(yè)發(fā)展的需要。首先,向各院系專業(yè)教師和學(xué)生發(fā)放調(diào)查問卷,了解大學(xué)物理與各專業(yè)后繼專業(yè)課的關(guān)系,明確物理知識在專業(yè)課中的應(yīng)用,進(jìn)行知識點(diǎn)統(tǒng)計(jì),總結(jié)出適合不同專業(yè)的知識體系[4],按照專業(yè)對不同知識的側(cè)重,把大學(xué)物理教學(xué)分成三類。針對建工學(xué)院、礦業(yè)學(xué)院、理學(xué)院(工程力學(xué)專業(yè))等相關(guān)專業(yè)應(yīng)用力學(xué)知識較多,增加非慣性系與慣性力、剛體進(jìn)動(dòng)、伯努利方程、非線性振動(dòng)、聲波等教學(xué)內(nèi)容。針對環(huán)化學(xué)院、材料學(xué)院的相關(guān)專業(yè)應(yīng)用熱學(xué)和元素性質(zhì)的知識較多,增加多方過程、輸運(yùn)現(xiàn)象、玻耳茲曼分布、堿金屬原子、交換對稱性、能帶理論和超導(dǎo)等內(nèi)容。針對電氣學(xué)院、電信學(xué)院等相關(guān)專業(yè)應(yīng)用電磁學(xué)知識較多,增加電介質(zhì)極化、物質(zhì)磁化、交直流電、暫態(tài)過程、諧振電路、超導(dǎo)體電磁性質(zhì)、電磁場的相對性等內(nèi)容。在教學(xué)中增加了案例教學(xué),根據(jù)不同專業(yè),選取工程技術(shù)中與專業(yè)知識聯(lián)系緊密的案例進(jìn)行教學(xué),培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用知識的能力,樹立學(xué)生的工程意識。
2.2優(yōu)化課堂教學(xué)環(huán)節(jié),提高授課效率
2.2.1豐富教學(xué)內(nèi)容與課堂節(jié)奏的把握
多媒體教學(xué)能使課堂信息量達(dá)到最高,一定程度上緩解了大學(xué)物理學(xué)時(shí)不足的問題。但是過多的教學(xué)內(nèi)容會(huì)使教學(xué)節(jié)奏加快,學(xué)生沒有時(shí)間去理解、思考教學(xué)內(nèi)容。因此,教師要根據(jù)專業(yè)特點(diǎn),合理地選取教學(xué)內(nèi)容,選擇的教學(xué)內(nèi)容不僅要有一定的信息量,而且要重點(diǎn)突出,與專業(yè)結(jié)合,詳略得當(dāng)。多媒體課件文字要簡練,以概念、定理和定律的敘述、圖片的展示、動(dòng)畫和視頻的演示為主,對于重點(diǎn)、難點(diǎn)和基本方法要放慢教學(xué)節(jié)奏,使學(xué)生看得清,來得及思考,能夠接受和理解。
2.2.2多媒體技術(shù)與傳統(tǒng)的板書教學(xué)有機(jī)結(jié)合,優(yōu)化課堂教學(xué)
大學(xué)物理教學(xué)中的公式推導(dǎo)、定理定律證明、典型例題的分析講解,還需要采用傳統(tǒng)的板書教學(xué)方式。通過教師板書、講解和豐富的肢體語言來控制課堂、傳遞信息,實(shí)現(xiàn)與學(xué)生的互動(dòng)交流,學(xué)生利用教師書寫板書的時(shí)間,可以對問題進(jìn)行深入的思考和消化理解,好的板書還起到提綱挈領(lǐng)的作用,使講授的內(nèi)容一目了然。對于教師用語言難于敘述的情景、物理過程等,采用圖片展示、動(dòng)畫演示、視頻播放等多媒體教學(xué)和演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)傳遞教學(xué)信息,使學(xué)生對教學(xué)內(nèi)容有深刻的理解,達(dá)到事半功倍的效果。大學(xué)物理教學(xué)的板書和演示實(shí)驗(yàn)這些傳統(tǒng)的教學(xué)手段是不可缺少的,也是多媒體教學(xué)手段無法替代的,因多媒體的使用而放棄這些傳統(tǒng)的教學(xué)手段是得不償失的[5]。
2.2.3課堂教學(xué)中突出學(xué)生的主體地位,發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用
開展教學(xué)活動(dòng),目的是傳授知識,培養(yǎng)提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。因此,要將所教知識與學(xué)生生活實(shí)際經(jīng)驗(yàn)、專業(yè)案例和科技發(fā)展相聯(lián)系,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。教師要突出學(xué)生的主體地位,調(diào)動(dòng)學(xué)生參與課堂討論的積極性,讓學(xué)生積極思考問題,啟發(fā)學(xué)生提出各種各樣的問題,引導(dǎo)學(xué)生探索思考,開發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)潛能。對課堂中的演示實(shí)驗(yàn),更要讓學(xué)生參與操作,以激發(fā)學(xué)生主動(dòng)獲取知識的興趣。發(fā)揮學(xué)生的主體作用,提高課堂效率。
2.3開展實(shí)踐教學(xué),讓學(xué)生在“做”中“學(xué)”
(一)物理教學(xué)方法的改革
(1)比較式教學(xué)法。物理教學(xué)比較法是通過仔細(xì)的觀察和分析,綜合研究對象的各項(xiàng)特點(diǎn),通過比較,得出其相同點(diǎn)和不同點(diǎn),這也是一種重要的推理方法。比較法通過啟發(fā)、探索和解決問題這一模式,根據(jù)已知事物,認(rèn)識到未知事物,具有一定的創(chuàng)新性。教育工作者可合理采用比較法,將新舊知識進(jìn)行對比,從而讓學(xué)生在有效時(shí)間內(nèi)提高學(xué)習(xí)效率。譬如,大學(xué)物理課本中,將穩(wěn)恒磁場和靜電場的公式、定律及其他都進(jìn)行比較,分析其計(jì)算方法,為學(xué)生知識的學(xué)習(xí)提供一個(gè)紐帶,使其更加形象的了解物理知識。(2)啟發(fā)式教學(xué)。教師應(yīng)正確的引導(dǎo)學(xué)生自主思考,并懂得舉一反三,合理應(yīng)用課堂上所學(xué)知識,突出學(xué)生的主體作用。在這一過程中,可采用討論法和問題法。將學(xué)生分成小組,小組內(nèi)進(jìn)行討論,總結(jié)出所在問題,并選出代表進(jìn)行提問。這種方法有效調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,將討論法和問題法結(jié)合起來,提高學(xué)生的探索能力。
(二)物理教學(xué)手段的改革
(1)隨著計(jì)算機(jī)信息技術(shù)的廣泛應(yīng)用,在大學(xué)物理教學(xué)中逐漸得到了認(rèn)可。教育工作者應(yīng)合理利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)輔助教學(xué),不斷加強(qiáng)優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源的開發(fā),積極引進(jìn)數(shù)字化教學(xué)資源,為學(xué)生建立物理學(xué)習(xí)網(wǎng)站。物理學(xué)習(xí)網(wǎng)站的建立,使學(xué)生擺脫了物理學(xué)習(xí)中多種限制,學(xué)生可以隨時(shí)隨地的查閱和解惑。除了可以登陸網(wǎng)站進(jìn)行自主學(xué)習(xí)以外,有效緩解了教學(xué)內(nèi)容多但教學(xué)時(shí)間短的問題,為學(xué)生搭建了一個(gè)物理學(xué)習(xí)平臺(tái)。(2)教育工作者應(yīng)多進(jìn)行演示實(shí)驗(yàn),使教學(xué)內(nèi)容更具有針對性。這一過程中,將復(fù)雜的定律和理論以簡單的試驗(yàn)體現(xiàn)出來,以助于讓學(xué)生通俗易懂地了解物理知識,從而有效培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的態(tài)度。
(三)改革考核制度
傳統(tǒng)的考核方式即為閉卷、筆試及單一的期末考試,給學(xué)生綜合素質(zhì)的培養(yǎng)帶來了不良影響。教師應(yīng)改革考試制度,注重平時(shí)考核的成績,將課堂提問、論文寫作、課外活動(dòng)等計(jì)入學(xué)生評分中,并制定合理的評分系統(tǒng),將各項(xiàng)得分都納入學(xué)生的測評中。從根本上避免了因過于注重期末考試形成的應(yīng)試教育體質(zhì),促使學(xué)生更加全面的汲取新知識。
(四)結(jié)束語
具體地說,我?!按髮W(xué)物理”課程由必修和選修兩塊教學(xué)內(nèi)容組成,在教學(xué)實(shí)踐中實(shí)現(xiàn)整體優(yōu)化.由于課時(shí)所限,“工科物理”必須在保證基本要求的前提下,精簡學(xué)時(shí),為后續(xù)選修課程騰出教學(xué)時(shí)間.我們利用多媒體教學(xué)手段提高課堂效率,課時(shí)由128學(xué)時(shí)調(diào)整為112學(xué)時(shí).必修課后,同學(xué)根據(jù)專業(yè)需要和自身興趣,必須任選至少一門后續(xù)選修課程,同時(shí)計(jì)入公選課學(xué)分.多年來,經(jīng)過凝練內(nèi)容,總結(jié)經(jīng)驗(yàn),漸進(jìn)實(shí)施,已經(jīng)形成大學(xué)物理Ⅰ(必修課)+X(選修課)課程方案.首先,注重主干課程“工科物理”的建設(shè).1996年起,以“教學(xué)內(nèi)容現(xiàn)代化”和“教學(xué)手段改革”為核心,圍繞教材、資源、方法、效果等要素,博采眾長,持續(xù)發(fā)展.我們整體優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容,出版了適應(yīng)教改要求的“十一五”國家級規(guī)劃教材《工科物理教程》;倡導(dǎo)多媒體綜合教學(xué)手段,1998年率先完成的大學(xué)物理電子教案在國內(nèi)有一定的示范影響;加強(qiáng)輔助學(xué)習(xí)條件建設(shè),組織編寫了《大學(xué)物理綜合練習(xí)》等資料,建設(shè)了內(nèi)容豐富的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺(tái).總之,對“工科物理”成熟的課程模式,我們博采眾家之所長,以資源建設(shè)為先導(dǎo),教學(xué)內(nèi)容和手段現(xiàn)代化為核心,深化課程內(nèi)涵建設(shè),成果豐富,分別于2004年和2000年獲江蘇省高等教育教學(xué)成果一、二等獎(jiǎng).其次,2005年以來,以素質(zhì)教育和創(chuàng)新能力培養(yǎng)為中心,進(jìn)一步強(qiáng)化系列課程建設(shè),融合創(chuàng)新,力創(chuàng)自我之特色.新的課程體系教學(xué)內(nèi)容包含現(xiàn)代物理知識、科學(xué)藝術(shù)交融、高新技術(shù)應(yīng)用、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)探究等.教學(xué)手段廣泛采用多媒體技術(shù),所有課程都開發(fā)了多媒體電子教案,建立了網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺(tái),教學(xué)資源豐富.同時(shí),針對不同課程的教學(xué)內(nèi)容,探索以研究型教學(xué)為核心的多樣化教學(xué)方法.目前,“物理與藝術(shù)”已成為國家精品課程,并于2012年分別被遴選為國家精品視頻公開課和國家精品資源共享課;“工科物理”和“近代物理與高新技術(shù)”已建設(shè)成省級精品課程.系列課程建設(shè)成果于2011年獲江蘇省高等教育教學(xué)成果特等獎(jiǎng);2014年獲國家級教學(xué)成果一等獎(jiǎng).
2文理交融培養(yǎng)素質(zhì)
科學(xué)教育與人文教育相互融合有利于高素質(zhì)的人才培養(yǎng),物理教學(xué)在這方面有獨(dú)特的優(yōu)勢,并發(fā)揮著重要作用.新的課程體系建設(shè)體現(xiàn)了文理交融、科藝相濟(jì)的先進(jìn)教育理念.首先,從2005年開始,經(jīng)過深入的調(diào)研和大量的素材積累,我們在全國率先開設(shè)了“物理與藝術(shù)”選修課,教學(xué)內(nèi)容主要是以藝術(shù)家和物理學(xué)家相互平行的視角,闡述人們對宇宙圖像的建立過程和理解;對物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的基本形式的認(rèn)識;分析比較他們在創(chuàng)新意識和思維方法上的共同點(diǎn),以達(dá)到對學(xué)生進(jìn)行科學(xué)與人文素質(zhì)培養(yǎng)和提高創(chuàng)新思維能力之目的.經(jīng)過近10年的教學(xué)實(shí)踐,已經(jīng)構(gòu)成完整的課程教學(xué)體系,主要包括:自然哲學(xué)到物理學(xué)與繪畫的開端;喬托的“透視”與伽利略的“參照系”;牛頓與達(dá)•芬奇;現(xiàn)代科學(xué)革命與現(xiàn)代美術(shù)革命;光與色彩的意義;空間的意義與立體主義畫派;時(shí)間的意義與未來主義和超現(xiàn)實(shí)主義畫派;量子風(fēng)云與抽象主義藝術(shù);宇宙與人文;對稱與不對稱;混沌和分形與抽象表現(xiàn)主義畫派;東方的藝術(shù)之道與西方的科學(xué)之道等.簡而言之,我們追尋著物理和藝術(shù)的發(fā)展歷史,探討它們之間的相互聯(lián)系,教學(xué)的重點(diǎn)就在于揭示它們發(fā)展的每一次重大革命中的創(chuàng)新點(diǎn).“物理與藝術(shù)”課程建設(shè)是一個(gè)符合現(xiàn)代教育理念,具有重要?jiǎng)?chuàng)新思想,在國內(nèi)率先完成,并取得優(yōu)秀教學(xué)實(shí)踐效果和師生廣泛贊譽(yù)的教學(xué)成果.由李政道先生親題書名,楊叔子院士作序的“十一五”國家級規(guī)劃教材《物理與藝術(shù)》(附課件光盤)出版后,在物理教育界產(chǎn)生重要影響,2012年被評為國家級精品教材.其次,開設(shè)的“文化物理”面向全校各專業(yè)學(xué)生(包括文科類),文理兼濟(jì),特色鮮明.課程采取“案例”式教學(xué),追尋物理學(xué)歷史發(fā)展脈絡(luò),通過分析物理學(xué)重大發(fā)現(xiàn)的社會(huì)背景和深刻影響,凝練出科學(xué)文化與人文文化相融合的教學(xué)內(nèi)容,培養(yǎng)學(xué)生對自然世界(宇宙)的情感、科學(xué)研究的態(tài)度、創(chuàng)新性的思維方式和崇尚人文科學(xué)精神的價(jià)值取向.國家級“十二五”規(guī)劃教材《文化物理》特色鮮明,全書不依靠數(shù)學(xué)公式,而是以科學(xué)意義的圖片代替方程,科學(xué)內(nèi)涵的圖景理解概念.用簡潔的語言和發(fā)人深省的科學(xué)故事,在科學(xué)文化的視野下,鼓勵(lì)學(xué)生欣賞物理學(xué)和體味蘊(yùn)涵其中的深刻思想.
3聯(lián)系前沿激發(fā)創(chuàng)新
為了適應(yīng)科技發(fā)展,培養(yǎng)創(chuàng)新精神,進(jìn)行工科物理教學(xué)內(nèi)容現(xiàn)代化改革成為共識.自2000年起,我們以現(xiàn)代教育思想為指導(dǎo),以近代物理的基本思想、基本方法及其在高新技術(shù)中的應(yīng)用為主線,針對不同專業(yè)學(xué)生,開設(shè)了“近代物理與高新技術(shù)”課程.在面向航空主機(jī)類專業(yè)的“近代物理與高新技術(shù)Ⅰ”課程的教學(xué)中,我們將激光武器、紅外探測與隱身、巨磁阻材料、清潔能源等方面的發(fā)展和成果介紹給學(xué)生,并且注意本校學(xué)生的專業(yè)方向特點(diǎn).教學(xué)中結(jié)合航空航天方面的高新技術(shù)發(fā)展的事例,引起了同學(xué)們的極大興趣,如高能激光、激光制導(dǎo)、激光推進(jìn),飛機(jī)和火箭等飛行器的紅外輻射特征及其隱身技術(shù)等,使課程既具有強(qiáng)烈的時(shí)代氣息,又具有航空航天特色.在面向電子信息技術(shù)類“近代物理與高新技術(shù)Ⅱ”課程教學(xué)中,我們注意加強(qiáng)半導(dǎo)體物理與微電子技術(shù)的教學(xué),并將最新的微電子制備技術(shù)和測試分析技術(shù)介紹給學(xué)生.
在開展課程教學(xué)過程中,根據(jù)教學(xué)對象為大二、大三學(xué)生的特點(diǎn),我們認(rèn)真分析研究了他們已接受的數(shù)學(xué)、物理等方面課程學(xué)習(xí)的情況,精心編寫出版了《近代物理與高新技術(shù)》教材.全書從學(xué)生的實(shí)際出發(fā),實(shí)施因材施教,注意不過多地涉及高深理論和技術(shù)細(xì)節(jié),不強(qiáng)調(diào)理論的系統(tǒng)性和完備性,力求采用普通物理學(xué)的教學(xué)方法(即所謂的“普物化”)完成近代物理的教學(xué).在內(nèi)容處理上,適當(dāng)鋪墊一些理論過程,既有一定的深入又不至于太難,又要淺出又不流于膚淺,使課程教學(xué)的深度、廣度、進(jìn)度適合學(xué)生的知識水平和接受能力,使學(xué)生初步了解近代物理學(xué)和高新技術(shù)中的基本概念和方法、近代物理對高新技術(shù)的作用、當(dāng)代高新技術(shù)的發(fā)展等,培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)和創(chuàng)新能力,為學(xué)生適應(yīng)科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展打下基礎(chǔ).在課程現(xiàn)代化建設(shè)中,我們認(rèn)識到近代物理實(shí)驗(yàn)可以培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用近代物理的基本原理、基本方法的能力,初步掌握近代物理和高新技術(shù)中的一些基本實(shí)驗(yàn)方法和技術(shù)手段.因此,我校利用“211工程”項(xiàng)目建設(shè)了近代物理實(shí)驗(yàn)室,面向工科專業(yè)的學(xué)生開設(shè)了“拓展性近代物理實(shí)驗(yàn)”課程.在原子核物理、原子物理、低溫物理、磁共振技術(shù)、微波技術(shù)、譜線分析、相對論、光信息處理、光纖通信等方面建立起基本的實(shí)驗(yàn)手段,為適應(yīng)培養(yǎng)新世紀(jì)高科技人才的要求提供了基本的實(shí)驗(yàn)平臺(tái).我們積極探索研究型實(shí)驗(yàn)教學(xué)新模式.在形式上,不是要求學(xué)生簡單地重復(fù)或驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,而是組織若干個(gè)圍繞某一專題的物理實(shí)驗(yàn),比如,“STM實(shí)驗(yàn)與納米技術(shù)”“狹義相對論和核物理技術(shù)”“光學(xué)信息處理技術(shù)”等8個(gè)專題性實(shí)驗(yàn),要求學(xué)生課前查找資料,自學(xué)專題實(shí)驗(yàn)涉及的知識內(nèi)容,然后自己動(dòng)手,觀察和驗(yàn)證現(xiàn)象,以科研訓(xùn)練方式完成實(shí)驗(yàn),最終形成論文式的實(shí)驗(yàn)報(bào)告.課程教學(xué)對培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素質(zhì),形成現(xiàn)代自然觀和提高創(chuàng)新能力有顯著的作用.我們以“特色化、精品化、現(xiàn)代化”的設(shè)計(jì)思想建設(shè)了一個(gè)“物理演示與探究實(shí)驗(yàn)室”,并開設(shè)“物理演示與探究”選修課程.
一方面,購置各類原理性演示實(shí)驗(yàn),以配合大學(xué)物理課堂教學(xué);更為重要的是,我們貫徹科研與教學(xué)相互融合的先進(jìn)理念,把本校若干項(xiàng)重要的科研成果中的物理原理提煉出來,在相關(guān)專家指導(dǎo)下,設(shè)計(jì)開發(fā)物理與科研相互結(jié)合的演示儀器,并通過申請校內(nèi)“大學(xué)生科研訓(xùn)練計(jì)劃”資助,鼓勵(lì)有興趣的學(xué)生參與完成.這一過程性、研究型教育的設(shè)計(jì)思想和實(shí)踐,不僅激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣,而且使他們體會(huì)到物理知識對他們今后專業(yè)發(fā)展的重要性.目前,整個(gè)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)和特色演示實(shí)驗(yàn)儀器的研制已經(jīng)形成一個(gè)由學(xué)生參與,不斷發(fā)展、不斷積累和不斷完善的學(xué)習(xí)過程.近代物理實(shí)驗(yàn)和演示實(shí)驗(yàn)向所有選課學(xué)生開放.近幾年來,學(xué)生參與研制的實(shí)驗(yàn)作品60余臺(tái),26次獲國家或省級創(chuàng)新競賽獎(jiǎng).其中,“大場景360°環(huán)視動(dòng)態(tài)顯示系統(tǒng)”“數(shù)字水墻”分別榮獲十二屆和十一屆“挑戰(zhàn)杯”競賽一等獎(jiǎng);“旋轉(zhuǎn)磁場演示儀”獲全國高校物理演示教學(xué)儀器獎(jiǎng);還有20余項(xiàng)成果在江蘇省高校大學(xué)生物理及實(shí)驗(yàn)科技作品創(chuàng)新競賽中獲獎(jiǎng).
4實(shí)踐應(yīng)用影響廣泛
教學(xué)內(nèi)容的拓展和課程模式的變革是我們課程改革的核心內(nèi)容.首先對選修課的設(shè)置和教學(xué)內(nèi)容,根據(jù)教學(xué)實(shí)踐不斷調(diào)整、完善,最終形成目前成熟的課程群.其次我們綜合運(yùn)用課堂教學(xué)、探究實(shí)驗(yàn)、網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)、開放課題等不同教學(xué)媒介,形成開放的、動(dòng)態(tài)的、個(gè)性化的學(xué)習(xí)過程.針對不同課程特點(diǎn),實(shí)現(xiàn)了由單一的物理知識學(xué)習(xí)模式向多元化、混合型學(xué)習(xí)模式的轉(zhuǎn)變(見圖2).特別強(qiáng)調(diào)指出,我們的傳統(tǒng)“工科物理”主干課程,和后續(xù)系列課程不是割裂的,而是相互促進(jìn),協(xié)同發(fā)展.后續(xù)系列課程的建設(shè)成果不斷融入到工科物理的教學(xué)中,反哺工科物理的教學(xué)改革,使得整個(gè)大學(xué)物理教學(xué)充滿活力.這種由單一的物理知識教育向提高素質(zhì)、培混合型課程群養(yǎng)創(chuàng)新能力轉(zhuǎn)變的教學(xué)體系,激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,不少同學(xué)選修2門以上的課程.
1.1研究對象的不同對于研究對象,中學(xué)物理一般只討論自然現(xiàn)象中的簡單問題如一維問題,而大學(xué)物理討論的是二維、三維甚至多維等復(fù)雜問題。比如對于力學(xué)內(nèi)容,中學(xué)力學(xué)只研究加速度為恒矢量的質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)問題,而大學(xué)力學(xué)則還要研究加速度變化時(shí)的質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)問題,中學(xué)力學(xué)只研究質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)問題,而大學(xué)物理力學(xué)還要研究剛體的運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)問題,從研究對象上看更廣更趨于一般化。中學(xué)物理僅對宏觀簡單特殊規(guī)律作一般性的認(rèn)識和了解就夠了,而大學(xué)物理則要進(jìn)一步研究物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的理論本質(zhì),要運(yùn)用數(shù)理統(tǒng)計(jì)的方法得出自然界一般性的普適規(guī)律,更上升了一個(gè)理論的高度。
1.2研究方法的不同中學(xué)物理因研究對象簡單,數(shù)學(xué)知識基礎(chǔ)少,所以研究方法基本是歸納法,討論的規(guī)律基本上是從物理現(xiàn)象出發(fā),通過簡單實(shí)驗(yàn)總結(jié)出來的簡單規(guī)律,比如中學(xué)物理力學(xué)中得出動(dòng)量定理、動(dòng)能定理的時(shí)候都是實(shí)驗(yàn)歸納法得出的,并且涉及的力基本是恒定的,只講恒力的沖量、恒力的功,平均沖力等,在電磁學(xué)中只介紹勻強(qiáng)磁場、勻強(qiáng)電場的規(guī)律等。而大學(xué)物理與自然實(shí)際就更接近了,要討論變力的沖量、變力所做的功、非均勻磁場、電場,而研究這些復(fù)雜問題所用工具主要是高等數(shù)學(xué)的微積分思想、矢量代數(shù),通過數(shù)學(xué)推導(dǎo)演繹的方法結(jié)合物理概念得出物理規(guī)律,即大學(xué)物理講的規(guī)律比中學(xué)物理的規(guī)律又上升了一個(gè)理論的高度。
1.3教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)進(jìn)度的不同從教學(xué)內(nèi)容來講,中學(xué)物理量少,概念、原理、規(guī)律簡單,對物理基本概念和基本定律只有初步淺層的認(rèn)識,而大學(xué)物理涉及的知識量大,概念、原理多且相對復(fù)雜,對物理基本規(guī)律和物理基本定律要求更多的是掌握其本質(zhì)和內(nèi)涵。從教學(xué)進(jìn)度上講,中學(xué)物理講的較慢,每個(gè)概念,每個(gè)公式,每個(gè)原理教師會(huì)進(jìn)行全面詳細(xì)講解,每一個(gè)知識點(diǎn)教師都會(huì)講透講精,講課重點(diǎn)放在解題技巧的應(yīng)試訓(xùn)練上,教師會(huì)給學(xué)生總結(jié)題型,歸納方法,并督促學(xué)生為了高考不斷學(xué)習(xí),學(xué)生的學(xué)多是跟著教師按部就班。而大學(xué)物理教學(xué)內(nèi)容量大,而教學(xué)時(shí)數(shù)非常有限,進(jìn)度快,教師講課一般都只著重把握知識整體框架,講清思路,注重理論性、系統(tǒng)性,不象中學(xué)那樣講得精細(xì)全面。對于解題方法有總結(jié)歸納,但習(xí)題課的次數(shù)較少,學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識解決問題的能力較弱,對習(xí)慣于被安排、缺乏學(xué)習(xí)主動(dòng)性的中學(xué)生,就很難在短時(shí)間內(nèi)適應(yīng)大學(xué)教學(xué)過程。
1.4學(xué)生學(xué)習(xí)方法的不同中學(xué)生一般課前不預(yù)習(xí),課后也很少翻閱知識輔導(dǎo)書,只要課堂上跟著老師聽課,課余時(shí)間除了完成老師布置的作業(yè)外,就是作大量的習(xí)題,實(shí)行題海戰(zhàn)術(shù),重復(fù)熟練程度高,認(rèn)為學(xué)好物理的標(biāo)準(zhǔn)就是多做題,解難題,學(xué)生自主接受新知識的能力較差,不善于提問題,對教師的依賴性較強(qiáng)。而大學(xué)生必須做到課前預(yù)習(xí),帶著問題去聽課,課堂上抓住重點(diǎn)、難點(diǎn),做好課堂筆記,課后要翻閱大量課外資料,對所學(xué)知識要融會(huì)貫通,及時(shí)復(fù)結(jié),做的題目不在多,而在精,要學(xué)會(huì)自學(xué),善于提出問題,要有比較強(qiáng)的學(xué)習(xí)主體意識。中學(xué)物理由于數(shù)學(xué)知識的欠缺,很多物理概念、規(guī)律都是直接給出,沒有經(jīng)過推導(dǎo),這就決定了中學(xué)生接受物理知識的方式主要靠記憶,而大學(xué)由于有了高等數(shù)學(xué)、矢量代數(shù)、數(shù)理統(tǒng)計(jì)等工具,物理概念、物理規(guī)律大多可以做詳盡的推理,因而大學(xué)物理學(xué)習(xí)概念更注重概念的理解和掌握,物理過程的分析和論證。
2如何做好大學(xué)物理和中學(xué)物理教學(xué)的銜接
2.1循序漸進(jìn),適當(dāng)放慢教學(xué)進(jìn)度學(xué)生已習(xí)慣于中學(xué)教學(xué)慢節(jié)奏,少容量,講練結(jié)合的教學(xué)方法,若一開始就進(jìn)行快節(jié)奏,大容量的教學(xué),學(xué)生一下子不能適應(yīng),這不僅影響了大學(xué)物理的教學(xué)效果,同時(shí)也會(huì)挫傷學(xué)生學(xué)習(xí)物理的積極性。所以,我們在教學(xué)過程中最初應(yīng)適當(dāng)放慢教學(xué)進(jìn)度,使學(xué)生逐漸適應(yīng),慢慢逐步進(jìn)入正常的教學(xué)進(jìn)度,從而達(dá)到讓學(xué)生適應(yīng)大學(xué)的教學(xué)進(jìn)度,學(xué)會(huì)大學(xué)的學(xué)習(xí)方法。
2.2通過物理緒論課灌輸大學(xué)物理的重要性大學(xué)教師應(yīng)充分考慮大學(xué)物理和中學(xué)物理的區(qū)別,從一開始就讓學(xué)生明白大學(xué)物理和中學(xué)物理在研究對象、研究內(nèi)容、學(xué)習(xí)方法等方面有許多的不同,讓學(xué)生知道大學(xué)物理不是中學(xué)物理的簡單重復(fù)。同時(shí)我們在緒論課中,應(yīng)介紹物理學(xué)的發(fā)展歷史、物理學(xué)的發(fā)展現(xiàn)狀和物理學(xué)的發(fā)展的未來展望,從而引起學(xué)生學(xué)習(xí)物理學(xué)的興趣,另外對理工科學(xué)生來說,可以適當(dāng)?shù)亟o他們介紹物理學(xué)和自己未來的專業(yè)的聯(lián)系,以提高他們學(xué)習(xí)物理的積極性,例如對我們紡織專業(yè)的學(xué)生,可適當(dāng)介紹量子力學(xué)與紡織材料等、質(zhì)點(diǎn)、剛體力學(xué)與紡織機(jī)械方面的關(guān)系。同時(shí)還應(yīng)強(qiáng)調(diào),大學(xué)物理的基礎(chǔ)學(xué)科性質(zhì),學(xué)學(xué)物理不僅僅服務(wù)于后續(xù)的專業(yè)知識,更重要的是學(xué)會(huì)一種思維的方法、學(xué)習(xí)方法以及研究問題的方法。
2.3從中學(xué)物理內(nèi)容過渡導(dǎo)入大學(xué)物理課題在教學(xué)內(nèi)容方面,很多大學(xué)物理知識是在中學(xué)物理內(nèi)容基礎(chǔ)上的提高,教師在物理教學(xué)時(shí)應(yīng)簡要復(fù)習(xí)中學(xué)教材內(nèi)容,使學(xué)生對所學(xué)過的內(nèi)容做一個(gè)簡單回憶,隨后指出中學(xué)物理知識的局限性或特殊性,從而比較自然地引入內(nèi)容,使學(xué)生順利地從中學(xué)物理知識過渡到大學(xué)物理知識的學(xué)習(xí)。要做到這一點(diǎn),必須了解和研究中學(xué)物理教材內(nèi)容,比如直線運(yùn)動(dòng),中學(xué)研究了勻加速或勻減速直線運(yùn)動(dòng),但加速度變化時(shí)的直線運(yùn)動(dòng)該如何考慮呢?比如圓周運(yùn)動(dòng),中學(xué)研究的是勻速圓周運(yùn)動(dòng)的規(guī)律,但當(dāng)速率變化時(shí),圓周運(yùn)動(dòng)的規(guī)律又是如何呢?恒力的沖量的定義式和恒力做功的公式中學(xué)里都學(xué)過,變力的沖量和變力所作的做功又如何計(jì)算呢?這樣中學(xué)內(nèi)容過渡導(dǎo)入的話學(xué)生會(huì)很容易從已學(xué)過的知識比較順利地過渡到大學(xué)知識。
1.1建立良好的實(shí)驗(yàn)室管理機(jī)制
實(shí)驗(yàn)室管理制度是實(shí)驗(yàn)教學(xué)能夠有序進(jìn)行的重要基礎(chǔ),好的規(guī)章制度不僅包括指導(dǎo)教師、實(shí)驗(yàn)室管理教師的工作職責(zé),還應(yīng)包括學(xué)生在實(shí)驗(yàn)室中的注意事項(xiàng),實(shí)驗(yàn)室的開放時(shí)間和實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目等。另外,也要建立對實(shí)驗(yàn)室開放時(shí)間和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的考核審查制度,以便實(shí)驗(yàn)室能夠合理調(diào)動(dòng)和安排實(shí)驗(yàn)資源開展教學(xué)。
1.2制定開放實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目
根據(jù)每學(xué)期開展的課內(nèi)實(shí)驗(yàn),整合實(shí)驗(yàn)資源制定開放實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。獨(dú)立學(xué)院目前針對不同專業(yè)開設(shè)了不同層次的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程,由于學(xué)時(shí)不同,開設(shè)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目也不相同。教研室將未在課內(nèi)實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)過的實(shí)驗(yàn)儀器作為開放實(shí)驗(yàn),目前獨(dú)立學(xué)院此類開放實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目有動(dòng)態(tài)共振法測量材料的楊氏模量、金屬電子逸出功的測量等。同時(shí),針對文科專業(yè)同學(xué)開設(shè)較簡單的開放實(shí)驗(yàn),如長度和物體密度測量、示波器原理與使用等以滿足學(xué)習(xí)需要。另外,可將已在課程中使用過的實(shí)驗(yàn)儀器開展開放實(shí)驗(yàn),如在課程中利用分光計(jì)測量三棱鏡的頂角,在開放實(shí)驗(yàn)中可利用分光計(jì)測量玻璃介質(zhì)的折射率、光柵光譜等。
1.3學(xué)生自主實(shí)驗(yàn)與教師指導(dǎo)
實(shí)驗(yàn)室全天對學(xué)生開放,學(xué)生在做好登記或預(yù)約后可單獨(dú)或組成小組進(jìn)行實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)中鼓勵(lì)學(xué)生自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案,自行閱讀實(shí)驗(yàn)室提供的資料,借助資料、儀器說明書,準(zhǔn)確調(diào)整使用儀器,自主的完成從設(shè)計(jì)到測量的全過程。為方便學(xué)生與教師交流,學(xué)生也可以提前與指導(dǎo)教師預(yù)約,共同探究問題。
2開放實(shí)驗(yàn)與大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)評價(jià)體系及第二課堂相結(jié)合
2.1開放實(shí)驗(yàn)與大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)評價(jià)體系相結(jié)合
實(shí)驗(yàn)成績的評定應(yīng)能真實(shí)反映學(xué)生的實(shí)驗(yàn)水平和實(shí)驗(yàn)素養(yǎng),有利于培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性、積極性和探索精神。學(xué)生的實(shí)驗(yàn)成績分別由預(yù)習(xí)成績、操作成績和實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績?nèi)糠纸M成,期末總成績由平時(shí)課內(nèi)實(shí)驗(yàn)成績60%,開放實(shí)驗(yàn)10%和期末考試30%構(gòu)成。
2.2開放實(shí)驗(yàn)與物理第二課堂相結(jié)合
課外活動(dòng)作為教學(xué)活動(dòng)的有機(jī)組成部分,使大學(xué)生豐富和發(fā)展自己的第二課堂。由于第二課堂時(shí)間充裕、形式多樣、教師便于從多個(gè)角度培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力。近年來,教研室在教學(xué)中十分注意開發(fā)學(xué)生的第二課堂,在教學(xué)過程中充分利用實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)資源,在大學(xué)生科技創(chuàng)新、物理演示儀器制作等環(huán)節(jié)中,對學(xué)生進(jìn)行操作、制作等方面的訓(xùn)練。
3存在問題
由于獨(dú)立學(xué)院目前沒有網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)做為支撐,造成某些時(shí)間實(shí)驗(yàn)室學(xué)生較多,實(shí)驗(yàn)儀器不足,某些時(shí)間沒有學(xué)生做實(shí)驗(yàn)的情況,從而導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)儀器得不到充分利用。在開放實(shí)驗(yàn)進(jìn)行過程中,由于學(xué)生自由地操作儀器,儀器設(shè)備的損壞率明顯提高,并且為不斷提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,根據(jù)實(shí)際情況須不斷地更新實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和儀器。這就要求學(xué)校要投入經(jīng)費(fèi)購買新儀器,增加實(shí)驗(yàn)配件,支付儀器修理費(fèi)。
4結(jié)論