大学物理在理工科专业中的现状分析与改革

倪江利 黄文娟 苏磊

通过对本科院校中理工科专业学生问卷调查，结果发现目前教学存在很多不良现状，学习兴趣不高，由于比较弱的中学基础和比较难的高数，使得学生失去了信心。通过一定的改革，提出相应的方案，来提高学生的学习能力，提高教学质量，为培养应用型人才奠定基础。

关键词：大学物理 教学改革 高等教育 多媒体教学

一、引言

大学物理是一门理工科学生的专业基础课，为学习专业知识奠定基础。大学物理是一门应用型比较强的自然学科，需要一定的中学知识和比较好的高等数学知识，但由于在辛苦的高中三年之后，今天高校失去外界压力使学生自主学习意识不高。高校为了生源，在理工科专业中文理兼收，尤其是民办高校，理工科招收的文科生相对较多，这对大学物理的教学产生了一定的困难。介于这种现状，需要对大学物理课程教学进行改革，改变以往的教学模式，能够培养出应用型人才。基于以上问题对大学理工科学生进行了问卷调查，提出相应的改革方案，进一步提高教学质量。

二、目前的现状与分析

（一）现状的调查

对安徽三联学院2013级理工本科500人进行问卷调查，有效回收472份，对于目前的现状，主要如下：

1.只有一半左右.的学生认为《大学物理》很重要。

2.对《大学物理》感兴趣的人更是低于30%，不感兴趣的主要原因是物理太难懂、没有使用价值。

3.大部分学生认为学习《大学物理》的最大障碍，在于中学物理和高等数学基础不好、大学物理难度较大等。同时，我们也对影响大学学习的因素进行了调查，其主要因素为没有学习的动力。

（二）现状分析

对于大学学生都能认识到大学物理的重要性，但对于与本专业开设的课程与物理的联系很迷茫，不知对未来的学习有何作用，对学校开设物理课程持被动的接受，完成期末考试，没有主动学习的兴趣。中学时期靠外界的压力，主要来自于升学、老师和家长的督促，进入大学失去了动力。对于大多数学生，中学基础比较弱，尤其是文科生基本没有基础，加上对于高等数学的要求比较高，而学生高数基础弱，应用到物理就更不知所措。

大学物理内容较多，一般普通物理学分为力学、热学、电磁学、光学和原子物理学五个部分，而现在很多学校因为课时紧张，从而压缩基础课的教学时间，授课教师为了完成教学任务，可能进度较快，没有体会到学生的掌握程度，加上传统的讲授式教学使学生在连续上几节物理课的情况下，感到疲惫、走神和跟不上进度慢慢失去了对学习物理的兴趣。教师在教学中对自己的教学充满信心，认真教学，但缺乏与学生沟通，未能有效的提高教学。

（三）教师的错误观念

高等教育担任着国家未来的发展，为国家和社会培养出有用的人才，责任重大。在我国高等教育中，一直以来没有引起足够的重视，而西方国家却对他们的高等教育非常重视。传统的观念中，认为进入大学就等于进入天堂，被社会认为高校就是“养老院”，对于大学的老师更是被认为很休闲的职业。中学的教育有着升学的压力，而大学往往是全面放开，由学生自主学习，而刚刚进入大学校园的学生突然失去外界的压力，彻底失去了约束，渐渐地失去了学习的动力。高校的教师经常持有学生成绩不影响自己，而是科研与职称，很多老师可能过分注重科研而忽略教学，更不会与学生交流，让学生对老师产生了距离感。学生之中存在成绩的优异，但智商的差异并不大，只是惰性比较强，但有很强的想象力和创造力，若能正确引导可以成为优秀的人才。

对于每位学生做到“不抛弃，不放弃”。培养的每位高校的学生，不仅关系着他的未来，也关系着学校的发展，同时也关系着别人的未来。例如，医学院的学生，可能他的学习习惯，形成的态度却关系着别人的命运。有一位医生因为自己的贪玩，在手术结束之后，病人苏醒之前拿走了器材，导到病人的死亡。这样的现象在生活中，可能不止少数，也许他们的今天是因为高等教育的失误导致。向社会中输送每一位毕业生，我们首先让学生“如何做人”，其次才是成为对社会有用的人才。

三、大学物理课程改革的设想

（一）精选教材

大学物理教材有很多种版本，每种教材都有系统的理论知识，对经典的定理、定律都作了精辟的描述，但对于理论的应用、对现代技术的影响、相关的物理学史和科学前沿却涉及很少，这些内容在物理教学中起到非常重要的作用。近年来，由于各个工科专业开设的专业课增多，从而压缩了基础课程。对于整个物理上完很难，而且学生基础很弱，尤其是文理兼收的专业，在有限的课时内，很难达到应用型本科所具备的要求。

据调查，多数高校开设的大学物理课程教学设计中， 一般为72～108学时，而《非物理类理工科大学物理课程教学基本要求》中建议， 理论课学时数不能少于126学时， 实验课学时数不能少于57学时， 多数教师采用删减内容的方式进行授课， 严重阻碍了学生知识面的拓展。因此，针对我们的学生不能选择理论性太强的课本，注重与应用有关的知识。安徽三联学院当前使用的物理教材是由马文蔚、周雨青主编的《物理学教程》（第二版）。此书中的内容理论知识较多、较难。不太适合学生全面学习掌握。而像程守洙主编的《普通物理学》（第四版）等比较适合学生学习掌握。

（二）针对专业需求，修订教学大纲

大学物理课程是为学好专业课程而开设，因此，根据各专业与物理的知识交叉部分，制定合理的教学大纲。结合我们学院理工科开设的计算机与科学、信息与通信、交通三个工科院系。现在安徽三联学院说有的院系上课内容统一是力学和电磁学，而光学、电学等完全不上，可是有的专业这两个方面的知识用到的非常少甚至用不到。例如，计算机与科学技术专业开设的单片机课程，对于大学物理的光学和电磁学结合较多，我们重点开设电磁和光，对于经典的力学的讲解可以相应的减少，只需要讲解经典的质点动力学和牛顿定律等就可以，以便于让学生懂得科学的思维方法和研究问题的方法。而信息与通信学院开设的电子信息工程、电子科学与技术、通信工程、电气工程及其自动化等专业的学生，重点讲解与电学相关的知识。交通学院开设的交通工程、交通运输、机械设计及自动化等专业的学生，需要重点讲解力学、电磁学、光学和热学等方面的内容。在讲到相应的知识时，可以有效的与专业知识结合，合理设置教学内容的广度和深度，量体裁衣，细化到知识点，可激发学生对大学物理学习的兴趣，兼具事半功倍的功效。

（三）编写衔接教材和课本相应习题集

高校的生存主要是生源的数量和质量，因此，有的理工科专业采取了文理兼收的方式，而且像我校三本类的学生，中学基础较差，对于物理也没什么兴趣。目前高校使用的各种大学物理教材，还没有针对目前现状的应用型理工科学生的教材。因此，将招收的同专业的文理学生进行合理分班，将基础比较差的理科学生放入文科班。编写与高中有关的相应的知识，成为学校的校本教材，在开设的文科班级中，多增加相应的课时，在每次大学课程前，先上一定的高中知识，对于大学的内容注重理论解决实际的问题，淡化繁琐的理论推导，能将理论应用到实践中去。

自然学科需要一定的练习来消化所学的知识，而大学的课程安排相对集中，每周一次上完新课内容，学生在连续接受新知识，而又缺乏理解的情况下，慢慢对课堂失去了兴趣。物理本身的内容比较难，学生中学阶段就很难理解，缺乏练习，课本习题又难，作业也多数采取买参考答案抄袭完成，久而久之，对物理彻底失去了信心。大学物理的教材，例题和习题相对我校学生比较难，需要能够编排出每节内容的相应习题，装订成册，成为学校的校本作业。在传授一个知识点的同时，学生做相应的习题来加强理解，教师在课堂下指导，并掌握学生的程度，课后让学生完成校本作业。

四、改进教学模式，体现以学生为原则

爱因斯坦说：“兴趣是最好的老师。”为了提高教学质量，能更有效地激发学生的学习兴趣，成为大学物理教学中重要的任务。

（一）在物理教学中引入物理学史

传统的教学模式主要是讲授式，采用的教学过程是灌输式和填鸭式充斥课堂，学生处于被动接受，教师缺乏与学生交流，导致了教与学的分离.而90后的大学生觉得枯燥和乏味，学生渐渐失去信心。传统教学方式是教师在板书和作图， 推导演绎公式和原理，学生印象深刻，但缺乏课堂气氛，学生容易疲劳和走神。

物理是推动社会发展的自然科学之一，学生不仅要掌握公式和定律， 还需要了解物理学家为这些珍贵的知识所付出的艰辛劳动，甚至付出生命的代价。每个定律基本上都有相应的物理学家，在教学过程中，讲述定律的同时，介绍物理学史和名人轶事， 缓解紧张的学习压力和活跃课堂气氛，感受科学家为追求真理而献身的崇高境界， 培养他们实事求是、不畏艰难的科学精神，达到事半功倍的效果。

（二）板书教学与多媒体教学相结合

物理来源于生活，“从生活走向物理，从物理走向社会”，将生活现象引入到课堂，与物理知识有机结合，提高物理学习的趣味性、积极性和主动性。

板书是教师必备的基本教学技能之一，优点是便于理论推导、思路的延展和适于学生的思维节奏，但缺点是花费时间过多、不够鲜活生动和与生活应用的联系欠佳。多媒体教学成为辅助板书教学的有效手段，越来越受到青睐。在教学中，引入生活现象，制作成flash，引入动画模拟等，将抽象的物理概念、模型的理解变得更为清晰和直观。关注每天生活发生的现象，适时引入到课堂中来。例如，在讲授动量定理时，讲解网上经常报道的小孩向高速公路抛石子而酿成伤亡和利用柔软的水来开采矿产等，让学生对物理现象有深刻的印象。在讲述磁场时，播放一段一部电影“地心末日”，引入一段鸽子飞行的画面，阐述地磁场的存在，来吸引学生对物理得兴趣。多媒体教学存在教学速度快和只看只讲不写的弊端，对于基础较差的同学，容易造成走马观花、难以跟上老师教学思路的局面。因此，板书教学与多媒体教学需有机地结合，扬长避短，发挥各自的优势，以达到课堂教学的最佳效果。

（三）理论与实验结合

应用型人才要求具有理论联系实际解决问题的能力，因此，教学中需要培养学生的这种能力。物理实验不仅能更好地理解和掌握理论知识， 而且还能为工作和进一步学习打下坚实基础。实验是理论与实际的结合，根据理论课程合理安排实验，但保持实验的独特性，锻炼学生调节仪器的能力，如水平仪、光杠杆、游标卡尺、电流表、电压表和万用表等基础实验。

美国密歇根大学物理学和天文学学院主任Bauer教授曾说，教学内容组织的核心是提高学生的学习兴趣。学生对社会发生的热点问题比较感兴趣，理论教学介绍能源的消耗、电动发动机、温室效应、LED屏等，实验教学根据各专业需求开设前沿科学实验，展示物理学的最新动态，演示物理学的奇妙现象。

（四）完善的考核机制

中学教育一直致力于改革，希望多方面选拨人才，打破一纸定终生的格局，但一直都没有一个合理的方式。为了更进一步的激发学生课堂的积极性，对于课程最终的考核，可以通过双轨制。现在很多高校都采用了，平时分40%（或30%）+卷面分60%（70%）的模式，但对于平时分学生没有形成足够的重视，一方面，中学基本没有平时分的概念；另一方面，授课教师没能给出合理的平时分，而大多数教师采用打了统一的分数或为了能够学生过随意的给出平时分。为了能够积极的让学生参与课堂互动，采用对于回答比较好的同学实行加分制。以我校为例，学生的平时成绩占总成绩的40%，可以从出勤率占10%+课堂表现占10%+作业占10%+期中成绩占10%+期末成绩占60%的模式，需要授课教师认真执行，让学生感受到量化的实行。大学物理比较难，有些学生遇到困难或基础差的原因，抄袭作业，没有认真的思考所遇到的问题，渐渐形成习惯，遇到困难就退缩，教师通过让学生上黑板的方式，来督促和鼓励学生遇到困难，要能够迎难而上不可退缩。

五、结束语

社会不断地发展，高等教育变得越来越重要，我们不仅要搞好科研，做到教学相长，而且还要改进我们的教学方式，提高自身的教学水平，结合现代化教育设备，与各专业的专业课程和实验课有机的结合起来，提高学生的学习兴趣，培养出合格的应用型人才。

参考文献：

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基金项目：

1.安徽三联学院质量工程项目《大学物理教学改革研究》，项目编号：132lgc014。

2.安徽省质量工程项目《基础实验教学中心》，项目编号：2014sxzx022。