关于工科普通物理教学改革的探索与实践

吴良凯

（江苏大学理学院 物理系，江苏 镇江 212013）

关于工科普通物理教学改革的探索与实践

吴良凯

（江苏大学理学院 物理系，江苏 镇江 212013）

基于工科普通物理教学的重要性，本文分析了当前工科普通物理教学中存在的问题，提出了进行普通物理教学改革的思路和途径及教学模式的转变方式.

工科；普通物理；教学；改革

物理学是整个自然科学和高新技术的基石.普通物理作为物理学的基础，其基本理论、思想、方法已渗透到其他学科和技术领域之中.高等学校工科开设普通物理学的目的是使学生能够从整体上对物理学的内容和方法、概念和物理图像、物理学的历史、现状和前沿等方面有所了解，培养21世纪所需要的具有知识、能力、素质协调发展的人才.但是，要想通过几年的高等教育把一个优秀的学生培养成为21世纪的栋梁之才，这是一项艰巨的实践、开拓和创新的工作.反思我国的工科普通物理教学现状，提出教学改革的设想和实践，是高校教师义不容辞的责任.我们结合近几年我们普通物理教学实践和改革，分析了现状，认为普通物理教育中存在以下几个问题.1）课程体系结构不够合理，难以反映20世纪物理学的发展和进步，没有体现近代物理的前沿.2）习题、试题陈旧，不能反映近代物理的发展，同时缺少综合性题目的训练，缺乏对学生实际能力的培养.3）传统的教学模式依然站主导地位，以教师为中心、以教材为中心、以课堂为中心的教学模式把学生的学习置于从属、被动的地位，影响了学生学习的积极性和创造性，不利于学生的发展.4）由于种种原因，人们对普通物理在工科专业中的作用、教学比重、重视程度出现了片面和不当的做法，如，有的工科专业大幅度减少普通物理课的教学学时；有的工科专业把其作为公共选修课；有的认为创新教育与普通物理教学无关.

1 课程体系改革的基本思路

没有高水平的课程内容，就难以保证高水平的教学，而教学内容是制约教学质量的一个极为重要的因素.课程内容的优化，是以课程体系的变化为前提的.教学内容和课程体系是人才培养目标、培养模式的载体，是教育思想和教育观念的直接体现.因此，我们认为在普通物理教学中应该解决好以下几个关系：新知识和旧知识、经典和现代、理论与应用、继承和创新.这既是进行教学改革的首要和基本的问题，也是进行教学改革的基本途径.

普通物理学是由力学、热学、电磁学、光学和原子物理学构成的系列课程，是物理专业的基础学科.其基本概念和基本理论在20世纪初期就已建立.20世纪物理学的辉煌成就以及与其他学科的相互渗透、融合所形成的交叉学科，为物理学的教学提供了丰富的素材和内容.传统的课程体系就是学科的理论体系，没有体现近代物理的进展，也没有反映近代物理和其他学科的融合和交叉.为了使普通物理学的教学内容更好地体现20世纪物理学的新发展，适合于教学，要求对普通物理学的课程体系和教学内容进行改革研究和实践.

为了适应近代物理的发展，我们拓宽了普通物理学课程设置，优化了课程结构.我们开设了《近代物理专题研究》、《近代物理实验专题研究》等课程和与普通物理学相关专业的选修课程.我们把原子物理课程改造和拓宽为近代物理课程.在近代物理框架内，讲述了量子理论的基础知识、固体能带理论、半导体和超导体、也引进了原子核的基本理论和基础知识，粒子物理的基础知识和理论，简单介绍了广义相对论和宇宙学.既体现近代物理的发展，也考虑学生学习的时间和兴趣.以学生为中心，提高学生学习的积极性和创造性.

我们在不降低课程难度和深度的基础上减少原课程的学时，为选修课的开设创造条件.物理是一门严谨的科学.我们强调基本概念、基本原理、基本技能等基本功的训练，这是我国物理教育的优良传统.我们的改革并不是简单地、机械地裁减课程内容、组合课程结构.

2 教学内容改革的基本途径

教学内容的改革必须在教学大纲的指导下进行.教学大纲是教学内容和教学要求的规范，遵从教学大纲是教学的基本原则.在教学大纲的基础上，我们编写了适合新学时的教学内容.其原则是保留基本概念、基本知识、基本理论、基本原理，注重基本，在此基础上，我们再选择和组合经典的教学内容，体现近代物理的发展现状和重大成就.使学生对近代物理的发展有所了解，开阔眼界，使基础课的教学内容更好地适合于近代物理的发展，将普通物理学的教学内容现代化.

教学内容的一个重要方面是思考题、习题、试题的配置.思考题和习题的配置是帮助学生理解和巩固教材中的基本概念和基本规律，培养运用物理规律分析和解决实际问题的能力.试题可以检验学生学习的效果，也能检验教师教学的成果.建立多层次的思考题、习题和试题配置，是教学内容改革的一个重要组成部分.依此指导思想，我们建立了思考题、习题和试题并放在网上共享.这些题目的一个着重点是强化了对基本概念的理解、基本方法、原理的应用.我们也改造了一些依物理学原理、方法在科学技术及实际问题方面的应用提炼出的物理模型，同时，充分重视编写能够反映与普通物理学系列课程相关的现代物理的发展成就的题目，对该类题目辅以一定的背景知识.

3 构建以学生为主体的教学模式

教学，从根本上讲是一种认知过程，普通物理课的教学是学生个体在教师的引导下和物理环境相互作用认知物理世界，其中，更重要的是在认知物理世界的过程中培养科学素质以及能力.对于工科学生，其物理思想及素质的培养是在普通物理课的学习中来是实现的.高等教育的目的是培养适应21世纪所需要的理论基础扎实、知识面宽、能力强、素质高以及具有较强的知识更新能力和创新精神的人才.

在此目标的指引下，我们构建了新的普通物理课的教学模式.把以知识传授为主的教学模式转变为以能力、素质培养为主的教学模式.构建素质教育与专业培养为一体、知识传授与能力培养为一体、教学与科研为一体的教学模式.为了达此目的，我们注意了以下几个方面的问题的解决：教师专业知识的扎实性；课堂教学结构的协调统一；教学手段.

教学过程是教师和学生的双边活动.一方面要充分发挥教师的主导作用，另一方面要突出学生的主体地位.教师首先要有扎实的专业基础知识，要熟练地掌握本专业的基本概念、原理和技能，也需要掌握相关学科的知识和富于时代特点的思想信息和科技信息.教师在熟悉和掌握指定教材的同时，还要大量的参考资料，扩大知识面，对知识融会贯通.我们采用定期讲座和举办讨论班的形式来研究教材和了解科技的新进展.

教学最主要的一个环节是课堂教学.课堂教学是一个多种层次结构的复杂系统，即教材的知识结构、学生的认知结构和课堂的教学结构.我们在构建以学生为主体的教学模式的过程中，特别注意这三种结构的协调统一、和谐一致.学生的学习要在原有的知识基础上，通过和新知识、新思想不断的交流，学习和领会新知识，培养能力、素质，即构造新的认知模式.

教师作为先行组织者，要提炼原有认知，引发冲突、激起学生的探索心.因为兴趣是学生学习的关键的一步.我们采用建立预习提纲的办法.预习提纲以章或有时以节为单位，将知识的要点以问题的形式列举出来.这些问题有启发性和指导性，不是知识要点的简单罗列.通过预习，可以培养学生自主学习的积极性和知识更新的能力.学生预习，可以为教师的课堂教学建立一个较为完备的知识准备和心理准备，能使教与学、讲与听有机地结合起来，为教学计划的完成和目标的顺利实现奠定基础，提高教学效果和教学质量.预习提纲同时还可以解决教学大纲太粗、教材太细，学生抓不住重难点的弊端.

在课堂教学中，注意认知结构的同化和顺应，构建新的认知结构.21世纪是信息化的时代，其标志是计算机技术的使用.我们编写普通物理教学的电子教案，其组成由一个主体的模块和各种小的、比较专门的小模块组成，课题组成员可以根据自己的想法在此主体模块的基础上把各种小的模块包括进来组成一个完整的电子教案，目的是把计算机技术和教学内容和教学方法有机地结合起来.我们在构建新的认知结构的过程中，采用先进的教学手段，诸如多媒体、投影、和演示仪器的应用或采用讨论的形式，同时注意教学过程中的互动性，培养学生的创造思维，鼓励学生观察、发现问题，介绍物理前沿，活跃学生思想.以学生为主体，发挥学生的主体性，激发学生探究、求知、创新的欲望，把学生被动接受知识的过程转变为学生自主、合作、探究地学习的过程.多种教学手段的应用，可以有效地提高教学质量和教学效果.

总之，我们认为对于工科学生的学习来说，普通物理的重要性是不言而喻的.在普通物理教学中，我们根据教学大纲，考虑时代特点和需要，对课程体系、教学内容、教学模式作了改革，取得了初步的进展.随着时间和环境的变化，普通物理课教学改革的进一步探索、深化和拓展是我们下一步的任务和工作.

〔1〕宋国利，杜凯，王永祜，孙凯霞，梁红.普通物理教学内容和课程体系改革的研究与实践.黑龙江高教研究，2002（3）：93-95.

〔2〕赵凯华.对当前物理教学改革的几点看法.大学物理，2000（2）：1-2.

〔3〕刘岩，杨小红，罗志环，黎永耀，林健荣.高校理论物理导论课程教学改革的探索与实践.赤峰学院学报（自然科学版），2009（6）：18-19.

〔4〕赵立萍，杨昕卉，胡巍.关于高师理科普通物理教学的几点思考.教育与职业，2010（11）：119-120.

G 642.0

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1673-260X（2011）04-0250-02