新時期大學物理教學改革研究

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摘要：大學物理在理工科高校扮演重要角色，是眾多理工科基礎。本文針對新時期理工科專業(yè)大學物理教學中的現(xiàn)狀，從教學內(nèi)容、教學手段、教學形式等方面淺析教學改革舉措，促進大學物理學科發(fā)展，同時培養(yǎng)本科生邏輯思維、科學思維能力，更好的促進大學生全面發(fā)展。

關鍵詞：大學物理；教學改革；教學手段

引言

《大學物理》是高等院校、理工科專業(yè)學生所必修的一門公共基礎課。主要內(nèi)容包括力學、熱學、光學、電磁學及量子物理部分[1]。涉及內(nèi)容較多，覆蓋面較廣，同時要求嚴密的邏輯推導能力與數(shù)學運算能力。因此理工科專業(yè)學生在學習過程中面臨較大困難。同時，很多理工學科的學生往往對大學物理重視程度不夠，視其為一般大學公共課程。此外，隨著互聯(lián)網(wǎng)技術發(fā)展，大學生往往被形形色色的網(wǎng)絡所吸引，相對枯燥的大學物理往往缺少足夠的趣味性以致不能激發(fā)大學生學習物理的興趣。以上種種因素造成大學物理學科發(fā)展緩慢。而事實上，大學物理不單單是理工專業(yè)公共基礎課，同時是其他學科如材料科學與工程、機械工程、通信工程、熱能與動力工程、土木工程等學科的基礎。此外，面對日益發(fā)展的科學技術，物理學科往往承載著重要作用。環(huán)顧三次工業(yè)革命，無一不一隨著物理學科發(fā)展而發(fā)生[2]。第四次工業(yè)革命也可能隨著量子通信、量子計算機、可控核聚變等物理技術的發(fā)展而發(fā)生。因此，新時期下《大學物理》教學改革非常必要，不但有利于促進物理學科的發(fā)展，同時有利于為社會培養(yǎng)高技能理工科專業(yè)人才。本文將從教學內(nèi)容、教學手段、教學形式等方面淺析教學改革舉措，以此提高大學物理教學水平。

1教學內(nèi)容改革

新時期下，理工專業(yè)對物理學科重視程度越來越低。由于課程較難、不及格學生較多，一些院校將大學物理的課程由通常的140學時，逐步減少至120學時、96學時甚至80學時[3]。因此，在有限授課時間內(nèi)，對教學內(nèi)容及時調(diào)整尤為重要。

（1）因材施教、依據(jù)專業(yè)性質(zhì)調(diào)整教學內(nèi)容：由于大學物理涉及內(nèi)容廣泛，而理工專業(yè)學科眾多。在有限的教學課時內(nèi)，如若兼顧所有物理學研究內(nèi)容，一是學而不精，二是容易造成顧此失彼。因此，按照專業(yè)相近程度，劃分不同大學物理教學內(nèi)容，做到合理的取舍。如對材料科學與工程、化學與工程、環(huán)境與工程等學科，加重熱學、量子物理部分教學講解；對機械工程、土木工程、建筑環(huán)境與設備工程等學科，適當增加牛頓力學部分教學；對通信工程、電子信息與工程等學科，增加電磁學比重。這樣，即使在有限的教學課時內(nèi)，突出重點，仍然能夠使學生掌握本科學所需的物理專業(yè)知識。

（2）增加物理學史與物理趣味性，吸引學生學習興趣：物理課程不同于其他課程。物理課程需要嚴謹?shù)倪壿嬐茖c數(shù)學運算。物理往往比較枯燥，難于吸引學生興趣。因此，適當增加教學內(nèi)容的趣味性，可以大大激發(fā)學生學習興趣，提高學生學習物理的動力?；仡櫸锢韺W史，包含著無數(shù)趣味物理實驗，以及物理謬論引發(fā)的趣味討論，同時很多物理大家本身就幽默風趣。將這些有趣的故事，適當引入課堂，有助于緩解枯燥的物理教學，激發(fā)學生學習物理興趣，更好地掌握物理概念、物理原理及物理定律的推導方法。

2教學手段改革

（1）數(shù)學是物理學的基礎：縱觀每一位物理大師，都有著高深的數(shù)學基礎。數(shù)學與物理同為邏輯性較強的課程。然而，結合我們對以往教學的觀察，相比于高等數(shù)學等數(shù)學類公共基礎科，大學物理不及格人數(shù)相對較多。究其原因反應對物理概念、物理原理的綜合運用能力較差。因此，在教學過程中應該強調(diào)將復雜的物理模型具體數(shù)學化，轉化為數(shù)學問題，便于求解。比如，量子力學的核心內(nèi)容是薛定諤方程和矩陣力學，簡單來說就是求解二階偏微分方程和矩陣求特征值的問題。用數(shù)學的語言去求解復雜的物理模型，往往事半功倍。

（2）力是物理學的核心：大學物理主要內(nèi)容包含力學、熱學、光學、電磁學、量子物理部分。這幾部分看似相互獨立，事實上這幾部分緊密聯(lián)系。學生對大學物理，由于找不到各個部分的關聯(lián)性，往往顧此失彼。剛學會新的，就忘記前面部分。因此，在教學過程中要注意各部分之間的關聯(lián)。大學物理是一脈相承，緊密相關的。力是連接各部分之間的紐帶。比如，量子力學的基礎是確定哈密頓量，進而轉化為數(shù)學問題；電磁學的基礎是分析帶點體系的庫侖力與洛倫茲力；熱學部分的基礎是熱力學第一定律，反映能量與做功的問題；光學部分雖然是光的相干性問題，干涉增強或者衍射增強的基礎仍然是基于振動力學合成問題。在教學過程中，引導學生善于運用力學的觀點去分析物理模型，做到綜合掌握物理各部分內(nèi)容。

（3）啟發(fā)、聯(lián)想式教學更容易掌握知識點：大學物理教學內(nèi)容豐富，基本物理概念、物理定律，描述物體的物理量相對較多，各個物理量容易混淆。尤其力學部分，相關物理量、公式及定律達幾十個之多。在教學過程中，多多利用啟發(fā)、聯(lián)想式教學，可以讓學生充分把握相關物理原理，理清各部分之間的關聯(lián)與區(qū)別。比如，已知位矢，我們能夠得到哪些物理量？通過對時間求導，我們可以得出速度、加速度，物體的受力問題，進一步得到動量定理、動能定理，力對物體的做功；通過位矢與速度的叉乘，可以得到力矩信息，繼而得到剛體角動量定理、定軸轉動定理，剛體做功問題等等。從這個例子可以看出，只要得到位矢，整個力學部分便全部可以進行求解。通過這樣的聯(lián)想式、啟發(fā)式教學，有助于學生牢固大學物理相關原理與定理。

（4）密切聯(lián)系生活，激發(fā)學生求知欲：大學物理與日常生活緊密相關。我們?nèi)粘Ｉ钪兴匆姷?、聽見的、感受到的，無一不充滿著物理原理。同時，大學物理中的基本原理在日常生活普遍存在。例如，雨天行走，撐傘往前撐，靜止時垂直撐傘；微波爐加熱物體的原理等等。培養(yǎng)學生對生活的洞察能力，善于發(fā)現(xiàn)問題，解決問題。有助于激發(fā)學生求知欲，主動學學物理的能力。

3教學形式改革

（1）多媒體教學為主，注重物理原理的動畫引入：隨著科技的進步，多媒體技術在現(xiàn)代教學中扮演重要作用。面對復雜的物理模型、物理原理，借助多媒體動畫展示，可以使學生直觀的理清物理原理，物理定律。將抽象的物理原理圖形化，以圖形化的記憶，更易于掌握物理相關知識點。

（2）結合科技，線上與批改作業(yè)：作為一種邏輯性很強的學科，一定量的大學物理作業(yè)是必須的。經(jīng)過作業(yè)的練習，可以使學生靈活運用物理原理而非只將知識點停留在課堂層面。傳統(tǒng)的紙質(zhì)作業(yè)在作業(yè)、批改、分發(fā)作業(yè)本中浪費大量的時間?；诳萍歼M步，采用線上作業(yè)，學生線下練習，并上傳系統(tǒng)，教師線上批改作業(yè)。不但節(jié)省大量時間，同時教師可以快速確定學生錯題范圍，集中降解。

（3）結合國內(nèi)外優(yōu)秀公開課視頻，提升物理綜合素養(yǎng)：作為一種傳統(tǒng)學科，大學物理在全世界各個國家有著廣泛的基礎，世界知名高校為了推動學校全球化、物理學科發(fā)展，都不同程度地推出了公開課。課下鼓勵學生觀看網(wǎng)易公開課，觀看知名高校大學物理視頻。不但提升學生英語水平，同時讓學生體驗“原滋原味”的物理定律、物理原理描述，更好地掌握物理知識。

4結語

大學物理作為一門傳統(tǒng)的學科，是眾多理工科專業(yè)的基礎，對于推動科技進步起著至關重要的作用。本文圍繞大學物理教學改革，從教學內(nèi)容、教學手段、教學形式等方面進行闡述。對學生而言，可以激發(fā)學生學習物理的興趣，進而積極主動的學學物理相關知識，提高大學物理相關知識的綜合運用能力；對教師而言，可以更好地提高對大學物理課程的教學；對社會而言，為高校、社會培養(yǎng)高技能人才打下堅實的基礎。同時，需要指出的是大學物理教學改革是一個循序漸進的過程，不斷的做到與時俱進，才能更好地培養(yǎng)人才，服務社會。

參考文獻

[1]馬文尉.物理學[M].北京:高等教育出版社,2006.

[2]劉瀚文.淺談物理學與工業(yè)革命之間的關系[J].教育科學，2017,07,00297.

[3]王麗梅.大學物理教學改革的探索與實踐[J].遼寧商務職業(yè)學院學報，2004,2,76.

作者：樊樂樂 單位：鹽城工學院