大學物理課程適應四年制高職教育的探索

高建云

（天津職業大學基礎課部，天津 300410）

1 問題的提出

四年制高職是職業教育中的技術型本科層次，是社會發展的需要，其目標是培養技術較為全面、能解決關鍵疑難問題的工程技術人員.我校作為天津市四年制高職的試點單位，部分重點專業將在今年秋季招收四年制高職學生.與三年制高職相比，四年制高職畢業生所應具備的職業技能的科技含量更高、技能水平更高、素質更全面.所以學校在課程設置上，在保持高職特色的同時，加大了基礎課程的比例，以滿足學生畢業后從事操作復雜精密儀器、設備、機器或者控制復雜生產程序等工作的需要［1］.因此，對作為理工類各專業通識性必修基礎課的大學物理，以及作為理工科院校對學生進行科學實驗基本訓練的物理實驗課程，學校給予了高度重視.從原來的個別專業選修變為理工類專業必修，課時規定為大學物理96學時，物理實驗課64學時（個別有特殊需要的專業除外）.然而，大學物理和物理實驗課程該如何進行改革以適應四年制高職學生的需求是擺在我們面前的十分迫切的任務.

事實上，在普通本科的物理教學中普遍存在著重理論輕實驗的現象，理論和實驗獨立開課由不同的老師來教學，大學物理教研室和物理實驗教研室各自有獨立的人員配置，人為造成了理論和實驗的脫節，這是職業院校教學中最忌諱的.著名物理學家密立根說過：“科學是用理論和實驗兩條腿走路的”，職業院校更注重實踐強調動手能力，所以照搬普通本科的物理教學是不適合四年制高職學生的培養目標的.

2 改革的方向

根據四年制高職的培養目標定位和學生的認知特點，筆者認為大學物理對技術性人才來說，課程主線應為：“物理原理是什么—有什么用—怎么用”［2］.具體表現為物理的基本概念、基本理論和基本方法是什么，它們在理解技術原理和技術參量中有什么作用，怎樣用物理的思想和方法去理解、吸收技術原理，怎樣用物理的概念去理解技術參量的物理含義.物理實驗應注重培養學生如何根據儀器說明書正確地使用實驗設備，如何科學規范地記錄實驗數據，如何使用合適的方法處理實驗數據，如何使實驗效果達到儀器設計的精度要求，從而達到培養學生動手能力、觀察分析能力及解決實際問題的能力.具體表現為如下方面.

2.1 注重大學物理課程的基礎性

大學物理中富含生命力的經典內容不能丟，同時注意微積分在物理上的應用，否則會影響學生基本科學素質的形成和物理知識的遷移能力.但課程的側重點不在復雜的推導和解題技巧上，而是強調物理思想和物理圖像，為學生的長遠發展打好物理基礎.比如，通過洗衣機洗過的衣兜外翻來引入流體力學，用旋轉法辨別生雞蛋和熟雞蛋來引入剛體力學，借用如何用冰來取火引入幾何光學的應用等.

2.2 注重大學物理的應用性

在授課中特別強調物理與技術的關系，物理是自然科學的核心，是新技術的源泉.在課程設計中針對不同專業各自加設了五個專題講座，目的是引導同學們讀書，進行自主學習，期望日后可以讀懂與大學物理難度相當的相關圖書.操作方式是學生先行查閱資料再講授，同學提問，老師點評的方式計入平時成績.針對機械制造與自動化專業設置的專題講座是：電與傳感器、多普勒效應和雷達測速、光波與顏色、熵、微波與通信.

2.3 注重理論與實驗相結合

理論教學與實驗教學保持同步，教學過程中理論與實驗穿插進行，課堂上講解有關實驗的原理，實驗的目的等，在實驗中讓學生體會和注意有關的實驗現象說明哪些物理規律，達到培養學生觀察問題、思考問題和解決問題的能力，讓理論與實驗起到相輔相成、互相促進的作用.

利用最小偏向角法測量棱鏡的折射率是一個典型的光學實驗，學生做完了這個實驗只知道用分光計可以測量棱鏡的折射率，而對折射率測量的意義、常見測量方法知之甚少.因此，如果可以在課堂上講清折射率是光學玻璃的重要特性參數，在生產實際中常需要測量它，測量方法又分為兩類：一類是幾何光學法如最小偏向角法、掠射法、全反射法和位移法等，其中最小偏向角法測量最精確；另一類是物理光學方法，如布儒斯特角法、干涉法、橢圓法等.通過這樣的介紹使學生對折射率測量有了一個較為全面的認識，也會帶著問題去學干涉和偏振內容.

為了使學生對折射率的測定有一個更全面的認識和拓展，可以進一步介紹折射率是有機化合物最重要的物理常數之一，它能精確而方便地測定出來，作為液體物質純度的標準折射率比沸點更可靠.折射率也用于確定液體混合物的組成，通常用阿貝折光儀來測定，如果沒有阿貝折光儀也可通過對牛頓環和邁克耳孫干涉儀的改造來實現液體折射率的測定［3，4］.經過這樣的引導，學生在做牛頓環和邁克耳孫干涉儀實驗時，會思考如何去改造實驗，當他們發現知識欠缺是構成解決問題的障礙時，就會變“要我學”為“我要學”，此時的學習是出于學生的內在需要，會極大地提高學習的效率［5］.

2.4 注重手腦結合

教育家陶行知說過：“在用腦的時候，同時用手去實驗；用手的時候，同時用腦去思考”，非常注重手腦的結合.對學生來說，每一個實驗都是一項具體的工作，包括理解原理、掌握方法、調整儀器、觀察現象、測量記錄數據、進行數據處理和誤差分析、最后形成實驗報告.在實驗課中所訓練的動手能力、觀察分析的能力、現場解決實驗中所遇到問題的能力是職業院校非常看重的能力.而這些在普通本科物理實驗中往往由于每一個實驗的時間所限，訓練得不夠充分，沒有充分發揮物理實驗在培養學生這方面能力時應有的作用.

為了更好地實踐動手和動腦的結合，自制物理演示實驗裝置是個不錯的選擇；形式為三人一組，利用課余時間，自由選擇演示題目、自行設計、自備材料、自己制作和調試.考核時同學邊演示現象邊解釋原理，老師提問并打分；激勵方式是每組的成績相同，在大學物理和物理實驗課總評成績中各占10%［6］.自制物理演示實驗裝置也是在課程中滲透溝通能力、合作能力和交流能力的有效舉措.

3 小結

物理是一門集哲學的概括性和抽象性、數學的嚴密性和邏輯性、實驗的實踐性和操作性于一身的科學.職業教育更強調其實踐性和操作性，這恰恰又是目前國內普通本科教育所欠缺的地方，普通本科的大學物理課程必須經過改革才可以適應四年制高職教育的需求，改革的重點應該體現在理論和實踐的結合上，體現在物理與技術的關系上，體現在如何激發學生學習的源動力上.本文提出的注重基礎性、應用性、理論和實驗同步、手腦結合的大學物理課程的改革適合了職業類學生的認知特點和以后的事業發展，有一定的借鑒意義.

［1］陳寶華.關于試辦四年制高職教育的思考［J］.廣東教育學院學報，2002，22（1）：15～18

［2］王超，李均.在四年制高職專業設置“技術專業學位”的初步思考［J］.高等工程教育研究，2005，（4）：98～100

［3］關小泉.論牛頓環干涉法測定液體折射率［J］.五邑大學學報（自然科學版），2000，14（3）：72～77

［4］金恩培，趙海發，薛洪福.用邁克耳孫干涉儀測定液體的折射率［J］.計量技術，1995，（1）：17

［5］張健.應該提“做學教合一”［J］.職教通訊，2011，8

［6］郭力，石少波.演示實驗制作促進動手動腦的大學物理探索式學習的改革嘗試［J］.大學物理，2010，29（3）：50～52