大学物理教学中对专业学科知识的渗透

王志勇　肖剑荣　梁业广　李明　李新宇

［摘要］从大学物理在理工科大学中作为公共基础课的重要性，分析了大学物理基本理论对各专业学科的纵向扩充，提出了如何有效地加强大学物理对专业学科的渗透，更好地为各学科专业服务。

［关键词］大学物理学科渗透理工科

［中图分类号］O642.0［文献标识码］A［文章编号］2095-3437（2012）08-00８８-0２

物理学是研究宇宙中物体结构及其运动基本规律的一门基础学科，其涵盖的基本原理和研究方法，渗透于自然科学的各个领域，物理学中每一次重要的科学发现都会成为新技术革命或科学生产方法改进的基础。另一方面，科学技术和生产力的不断更新与发展又有力地促进了物理学基础研究的发展，产生了许多边缘交叉学科。[1]

一、大学物理教学在本科教学中的地位

胡锦涛同志在清华大学100年校庆上的讲话中指出，全面提高高等教育质量，必须大力提升人才培养水平。高等教育的根本任务是人才培养。全面贯彻党的教育方针，坚持育人为本、德育为先、能力为重、全面发展，着力增强学生服务国家服务人民的社会责任感、勇于探索的创新精神、善于解决问题的实践能力，努力培养德智体美全面发展的社会主义建设者和接班人。要注重培养拔尖创新人才，积极营造鼓励独立思考、自由探索、勇于创新的良好环境，使学生创新智慧竞相迸发，努力为培养造就更多新知识的创造者、新技术的发明者、新学科的创建者做出积极贡献。全面提高高等教育质量，必须大力增强科学研究能力。高等学校特别是研究型大学，既是高层次创新人才培养的重要基地，又是基础研究和高技术领域创新成果的重要源泉。要积极适应经济社会发展的重大需求，开展国家急需的战略性研究、探索科学技术尖端领域的前瞻性研究、涉及国计民生重大问题的公益性研究。要积极提升原始创新、集成创新和引进消化吸收再创新能力，瞄准国际前沿，加强基础研究，推动学科融合，培育新兴学科，建设重大创新平台和创新团队，以高水平科学研究支撑高质量高等教育。

因此，在理工科专业的大学物理教学中，我们既要强调物理学自身的研究方法及规律，也应注重物理学与各专业学科间的有效衔接，以物理学的基础知识要点为基础，各学科专业知识应该适当加强其纵向扩充和横向联系，加强不同学科专业之间的相互渗透，为我国培养出更多具有综合能力的21 世纪复合型人才。[2]

二、大学物理的基本理论向专业学科渗透

在理工科专业教学中，大学物理的教学内容已经决定了它作为一门公共基础课不仅能够使学生获得系统、扎实的基础科学知识，更重要的是能够培养他们的科学思维方式，提高他们在实际的工程应用中勇于创新的能力。大学物理教学内容中每个知识点都是不同理工科专业的基石和出发点。因此，有目的地寻找合适的切入点，根据学生的不同专业区别对待，在与其专业知识相关的物理内容上进行扩充，不仅能够加深学生对物理基础学科与其专业学科间关联性的认识，而且可以激发各专业学生的学习兴趣，从而提升大学物理等基础学科在理工科专业教学中的地位。[3]

就我校的理工科专业而言，可以针对不同的专业在教学内容上有所侧重和扩充。例如对自动化专业的学生而言，从物理的角度去分析传感器的原理是一个很好的例子。因为力、热、光、电、磁、声以及原子物理等大学物理基本内容涉及了不同类型传感器的基本原理。 事实上，可以实现两种基本物理量之间的变换或转换，都是在传感器的定义范畴之中的。 例如，电阻型传感器中感应电阻电位计实现了力学物理量与电学物理量之间的转换，热电阻型传感器实现热学物理量与电学物理量之间的转换，还有电容型传感器、电感型传感器、涡流型传感器、磁电型传感器、压电型传感器等。所有的这些传感器都能够用来进行光、电、热、力学物理量、机械物理量之间的转换，其采用的基本理论都是大学物理教学内容中的压电效应、光电效应、电磁感应、热电效应、霍尔效应等基本原理。因此要找到各个专业与大学物理教学内容的结合点，才能使得各个理工科专业的学生获得更多对专业深入了解的基础知识。

三、大学物理的基本理论加强各学科专业间的交叉融合

随着当今科学技术水平的快速发展， 不同学科专业之间也在不断渗透、融合， 学科与学科之间的界线逐渐趋于模糊， 滚雪球式的知识含量、交融性的学科专业结构已成为当代科学技术发展的一大特点。[４]所以， 现有实行的专业教学模式将不能够满足人才培养的需求， 加强各学科之间的联系，培养并提高各专业学生融会贯通及不断完善的能力是理工科专业基础学科教育的一个重点内容。以教学内容中的振动与波为例， 从机械波传播的基本理论出发， 通过对室内声环境设计中相关因素的处理方法的介绍， 强调土木工程、建筑声学、环境工程以及计算机等各个专业间的紧密联系及协调合作。例如， 一个歌剧院里音质的设计， 首先必须考虑的是外部环境的噪声、物体振动影响的隔离以及剧院内部声波反射的效果设计， 在土木建筑进行设计时就必须考虑规避声聚焦、增强有利于剧院的反射声等问题， 这就涉及波的传播、波的反射和波的干涉特性等理论知识。另外， 剧院内部的通风设计、计算机理论模拟设计以及建筑工程完成后的测试和调节等环节都是相互联系的， 各个学科专业之间需要相互支持、相互配合。 因为在专业知识方面，隔行如隔山， 对一个理工科大学本科生来说同时学习并且掌握不同学科的专业知识是不符合实际情况的， 因此通过大学物理教学内容中的基本物理理论， 增强各学科专业间的联系应该也是理工科专业公共基础课教学的目的之一。

总之， 作为理工科专业公共基础课的大学物理，在实际教学中不仅要向学生传授基本物理理论知识， 而且要努力提高各专业学生的科学素质和学习科学的思想方法。因此，在大学物理教学过程中应该注重与各学科专业课程的对接， 并对其适当地进行一些扩充， 这样不仅有利于学生对大学物理基础知识的融会贯通， 而且在强化基本理论概念的同时， 也可以使学生对基础学科产生新的认识， 提高学生在专业课程的学习积极性。

［参考文献］

［1］严嘉琳， 庄应烘. 大学物理渗透科学思维方法的教学与运用［J］.高教论坛，2010，（5）:26-28.

［2］来娴静. 关于大学物理教学中渗透教育策略［J］ .黑龙江科技信息，2010，（2）:199.

［3］赵跃英，王祖源. 注重基础物理课程与专业学科间的衔接［J］ .物理与工程， 2010，20（4）:7-8.

［4］王忠民，曾祥贵.浅谈独立学院大学物理的教学［J］. 知识窗（教师版），2010，（3）.

［责任编辑：陈明］