大学物理课程改革的探索与实践

吴桂红 李 水

摘要大学物理的教育及改革目前存在着许多矛盾,要提高教学质量和教学效率,教学中应注重理论教学与实验教学相结合,尤其要注重分层教学,注重物理学知识与实际应用相结合。

关键词大学物理 分层教学 开放思维 创新思维

中图分类号:G420文献标识码:A

大学物理课程是理工科多数专业开设的一门必修基础课,现代人才的内涵和培养模式对这门基础课程的改革提出了更高更新的要求。为了顺应时代的发展,必须对大学物理课程的教学内容和教学方法等进行改革,这方面的研究与探讨已成为一个重要课题,目前大学物理的教育及改革却存在着许多矛盾,笔者根据自己和项目组成员的多年教学经验在以下方面做了改革。

1 注重理论教学与实验教学相结合

大学物理学的教学包括理论教学和实验教学。理论教学和实验教学各有特点,它们的有效配合是提高学生素质的最佳途径。由于实验室资源有限,就容易出现理论内容滞后或远远超前于实验的情况,那么在实验课有限的时间内,学生就不容易理解实验原理,实验过程也很被动,甚至实验完成后仍然浑然不清,达不到实验的目的。但若教师讲授原理花费的时间较多,学生动手完成实验的时间就会相对减少,这样就会影响学生实验技能的提高,削弱实验的效果。鉴于此,我们对大学物理学进行了理论课与实验课相互配合整体优化的教学改革:理论课涉及到的实验在理论讲述中就较详细地讲解其实验原理,并且讲授了理论知识后及时开设与之相对应的物理实验。这样,一方面通过实验的定量验证,可以加深学生对物理原理的理解,另一方面,在实验教学中就可以让学生利用更多的时间进行操作,分析问题,提出问题,解决问题,以提高他们的实验技能和创新能力。比如,理论课上学生学习了霍尔效应原理,实验上利用霍尔效应测磁场。教师只需讲述实验中产生的附加效应及消除方法和实验仪器的使用方法,学生就可以开始实验。实验完成后,学生对实验结果进行分析、探究,比如霍尔元件有什么功能、它有什么特性、在生活中有哪些应用等等,学生可以通过思考和查阅资料得出结论,并撰写论文。大学物理理论课与实验课相互配合整体优化是提高物理学教学效果的一条很好的途径,经过实践,深受学生的欢迎, 收到了良好的效果。

2 教学中要尤其注重分层教学

“分层教学”是指针对学生知识、能力结构和学习需求的不同类型而分群体选择不同的教学目标和内容,实施不同的教学方式,从而让不同层次的学生都得到充分发展的一种教学模式。本校目前有二十多个专业开设了大学物理课程(大学物理1和2),针对不同的专业需求制定不同的教学计划,这就要求我们教师必须提前作好充分的调查研究工作,对不同的专业需要必须要有足够的了解,再针对不同的专业制定相应的教学计划,多方核实。考虑到专业比较多,涉及面也比较广,对于类似的专业需要可以制定大体相同的教学计划。确实可行之后再找几个专业进行相应的试点。试点成功之后才能在全校范围内推广。虽然比起统一的教学计划来讲要复杂、要麻烦,但这样可以很大限度地调动学生学习大学物理这门基础课程的积极性,权衡利弊,从长远来讲,还是很有意义的。当然,这也对我们教师的业务水平提出了更高的要求。只有教师业务水平提高了,掌握的新东西多了,对当今科技发展了解得多了,才可以使课堂教学生动化,富有趣味性,启发式教学才会运用自如。这样就会逐步引导学生去自觉地学习物理学,培养学生对物理学的兴趣,进而达到提高教学质量的目的。

3 注重物理学中的逻辑思维,开放思维和创新思维

科学史的众多重要事例都指出,当科学研究发生重大变革(如广义相对论的诞生)从一个能区进入一个新的能区时,物理出现突变,我们思维上也必须出现突变。这是简单的逻辑推理所不能完成的,而要求思维方式从逻辑思维变到创新思维。在教学中尤其要注意介绍物理概念、思想以及各个分支领域之间的内在联系和理论中的问题。比如最简单的牛顿定律,就有很多本质问题,而这些方面不仅在中学而且在大学教学中往往被有意识地略去了,似乎这种做法可以避免让学生陷入思维混乱和概念模糊,但从长远来看,由于不能启发学生向更深层次去思考,对已有理论进行质疑,对他们将来从更深层次思考问题会产生阻碍。我们教与学的目的在于创新,培养创新的人才。我们教学的方式和手段一定要根据培养创新思维的目标来进行思考。我们要鼓励学生开放和创新式的思维,但也要求他们学会逻辑思维,不能偏废。

4 注重物理学思想和方法,强调物理图像

对学生而言,学会科学的思维和方法比获取物理学知识本身更为重要。积极寻找和发掘那些对学生的科学思维和方法有启迪的典型内容,尽可能地把物理学方法论中所涉及到的一些基本原理介绍给学生。例如,伽利略对科学的贡献;发现万有引力定律的思想过程;爱因斯坦在建立了狭义相对论以后为什么又提出广义相对论,他是如何考虑问题的?等等。大学物理学作为一门非物理专业的公共基础课程,物理图像比起严密的数学推导更重要,凡是能够用物理图像说清楚的就尽量不用较复杂的数学推证。

5 注重物理学知识与实际应用相结合

教学中要注重物理学知识与科学技术相结合,与生活实际相结合,与自然现象相结合。例如,用力学中的角动量守恒知识来解释体育运动或舞蹈中的人体旋转问题;把光的多普勒效应与雷达测速应用联系起来;把反射光的偏振知识与生活实际中的偏振太阳镜的应用联系起来;把光的双缝或多缝干涉与电磁波天线阵列定向辐射电磁波的应用联系起来等等。目的是要让学生在学完物理学后产生一种自信和满足,对自己周围的一切有新的认识,对许多生活中或是自然界的现象可以说出其所以然,对许多高新技术不会感到惊讶,恍然洞悉其核心原理是那么简单而基本,从而使学生感到学习大学物理对自己是有益的。

在实践过程中,大学物理的教学改革必然还会遇到许多问题和困难, 但是我们相信,只要思路正确, 措施得当, 在实践中不断地总结经验教训,就一定能够使大学物理课程教学改革得到不断的深入和完善。

[基金项目] 2006年中南林业科技大学教学研究项目(编号15)

参考文献

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[3] 师黎,常永英.借鉴北美高等教育经验深化我国高校教学改革[J].郑州大学学报(哲学社会科学版),2004(9):172~174.