大學物理教學中對專業學科知識的滲透

王志勇　肖劍榮　梁業廣　李明　李新宇

［摘要］從大學物理在理工科大學中作為公共基礎課的重要性，分析了大學物理基本理論對各專業學科的縱向擴充，提出了如何有效地加強大學物理對專業學科的滲透，更好地為各學科專業服務。

［關鍵詞］大學物理學科滲透理工科

［中圖分類號］O642.0［文獻標識碼］A［文章編號］2095-3437（2012）08-00８８-0２

物理學是研究宇宙中物體結構及其運動基本規律的一門基礎學科，其涵蓋的基本原理和研究方法，滲透于自然科學的各個領域，物理學中每一次重要的科學發現都會成為新技術革命或科學生產方法改進的基礎。另一方面，科學技術和生產力的不斷更新與發展又有力地促進了物理學基礎研究的發展，產生了許多邊緣交叉學科。[1]

一、大學物理教學在本科教學中的地位

胡錦濤同志在清華大學100年校慶上的講話中指出，全面提高高等教育質量，必須大力提升人才培養水平。高等教育的根本任務是人才培養。全面貫徹黨的教育方針，堅持育人為本、德育為先、能力為重、全面發展，著力增強學生服務國家服務人民的社會責任感、勇于探索的創新精神、善于解決問題的實踐能力，努力培養德智體美全面發展的社會主義建設者和接班人。要注重培養拔尖創新人才，積極營造鼓勵獨立思考、自由探索、勇于創新的良好環境，使學生創新智慧競相迸發，努力為培養造就更多新知識的創造者、新技術的發明者、新學科的創建者做出積極貢獻。全面提高高等教育質量，必須大力增強科學研究能力。高等學校特別是研究型大學，既是高層次創新人才培養的重要基地，又是基礎研究和高技術領域創新成果的重要源泉。要積極適應經濟社會發展的重大需求，開展國家急需的戰略性研究、探索科學技術尖端領域的前瞻性研究、涉及國計民生重大問題的公益性研究。要積極提升原始創新、集成創新和引進消化吸收再創新能力，瞄準國際前沿，加強基礎研究，推動學科融合，培育新興學科，建設重大創新平臺和創新團隊，以高水平科學研究支撐高質量高等教育。

因此，在理工科專業的大學物理教學中，我們既要強調物理學自身的研究方法及規律，也應注重物理學與各專業學科間的有效銜接，以物理學的基礎知識要點為基礎，各學科專業知識應該適當加強其縱向擴充和橫向聯系，加強不同學科專業之間的相互滲透，為我國培養出更多具有綜合能力的21 世紀復合型人才。[2]

二、大學物理的基本理論向專業學科滲透

在理工科專業教學中，大學物理的教學內容已經決定了它作為一門公共基礎課不僅能夠使學生獲得系統、扎實的基礎科學知識，更重要的是能夠培養他們的科學思維方式，提高他們在實際的工程應用中勇于創新的能力。大學物理教學內容中每個知識點都是不同理工科專業的基石和出發點。因此，有目的地尋找合適的切入點，根據學生的不同專業區別對待，在與其專業知識相關的物理內容上進行擴充，不僅能夠加深學生對物理基礎學科與其專業學科間關聯性的認識，而且可以激發各專業學生的學習興趣，從而提升大學物理等基礎學科在理工科專業教學中的地位。[3]

就我校的理工科專業而言，可以針對不同的專業在教學內容上有所側重和擴充。例如對自動化專業的學生而言，從物理的角度去分析傳感器的原理是一個很好的例子。因為力、熱、光、電、磁、聲以及原子物理等大學物理基本內容涉及了不同類型傳感器的基本原理。 事實上，可以實現兩種基本物理量之間的變換或轉換，都是在傳感器的定義范疇之中的。 例如，電阻型傳感器中感應電阻電位計實現了力學物理量與電學物理量之間的轉換，熱電阻型傳感器實現熱學物理量與電學物理量之間的轉換，還有電容型傳感器、電感型傳感器、渦流型傳感器、磁電型傳感器、壓電型傳感器等。所有的這些傳感器都能夠用來進行光、電、熱、力學物理量、機械物理量之間的轉換，其采用的基本理論都是大學物理教學內容中的壓電效應、光電效應、電磁感應、熱電效應、霍爾效應等基本原理。因此要找到各個專業與大學物理教學內容的結合點，才能使得各個理工科專業的學生獲得更多對專業深入了解的基礎知識。

三、大學物理的基本理論加強各學科專業間的交叉融合

隨著當今科學技術水平的快速發展， 不同學科專業之間也在不斷滲透、融合， 學科與學科之間的界線逐漸趨于模糊， 滾雪球式的知識含量、交融性的學科專業結構已成為當代科學技術發展的一大特點。[４]所以， 現有實行的專業教學模式將不能夠滿足人才培養的需求， 加強各學科之間的聯系，培養并提高各專業學生融會貫通及不斷完善的能力是理工科專業基礎學科教育的一個重點內容。以教學內容中的振動與波為例， 從機械波傳播的基本理論出發， 通過對室內聲環境設計中相關因素的處理方法的介紹， 強調土木工程、建筑聲學、環境工程以及計算機等各個專業間的緊密聯系及協調合作。例如， 一個歌劇院里音質的設計， 首先必須考慮的是外部環境的噪聲、物體振動影響的隔離以及劇院內部聲波反射的效果設計， 在土木建筑進行設計時就必須考慮規避聲聚焦、增強有利于劇院的反射聲等問題， 這就涉及波的傳播、波的反射和波的干涉特性等理論知識。另外， 劇院內部的通風設計、計算機理論模擬設計以及建筑工程完成后的測試和調節等環節都是相互聯系的， 各個學科專業之間需要相互支持、相互配合。 因為在專業知識方面，隔行如隔山， 對一個理工科大學本科生來說同時學習并且掌握不同學科的專業知識是不符合實際情況的， 因此通過大學物理教學內容中的基本物理理論， 增強各學科專業間的聯系應該也是理工科專業公共基礎課教學的目的之一。

總之， 作為理工科專業公共基礎課的大學物理，在實際教學中不僅要向學生傳授基本物理理論知識， 而且要努力提高各專業學生的科學素質和學習科學的思想方法。因此，在大學物理教學過程中應該注重與各學科專業課程的對接， 并對其適當地進行一些擴充， 這樣不僅有利于學生對大學物理基礎知識的融會貫通， 而且在強化基本理論概念的同時， 也可以使學生對基礎學科產生新的認識， 提高學生在專業課程的學習積極性。

［參考文獻］

［1］嚴嘉琳， 莊應烘. 大學物理滲透科學思維方法的教學與運用［J］.高教論壇，2010，（5）:26-28.

［2］來嫻靜. 關于大學物理教學中滲透教育策略［J］ .黑龍江科技信息，2010，（2）:199.

［3］趙躍英，王祖源. 注重基礎物理課程與專業學科間的銜接［J］ .物理與工程， 2010，20（4）:7-8.

［4］王忠民，曾祥貴.淺談獨立學院大學物理的教學［J］. 知識窗（教師版），2010，（3）.

［責任編輯：陳明］