大學物理教學模式的研究和實踐

◆梁業(yè)廣

(桂林理工大學理學院)

一、大學物理教學的背景和現(xiàn)狀的研究

培養(yǎng)具有創(chuàng)新意識與創(chuàng)新能力的高素質(zhì)人才，是高等教育所面臨的任務(wù)和挑戰(zhàn)。大學物理(含實驗)是理工科學生最重要的基礎(chǔ)課，在大學階段的課程體系中有著不可替代的特殊地位。大學物理不僅要讓學生掌握基本知識和基本技能，更重要的是培養(yǎng)學生敏銳的觀察力、嚴謹?shù)目茖W思維能力和創(chuàng)新能力。

從1994年，教育部高等教育“面向21世紀教學內(nèi)容和課程體系改革計劃”實施;2007年，教育部《關(guān)于進一步深化本科教學改革，全面提高教學質(zhì)量的若干意見》實施;2010年，《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要(2010－2020年)》發(fā)布，到教育部“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”實施。至此，我國高等教育已步入以提高課程教學質(zhì)量為核心的重要階段，高校物理課程建設(shè)發(fā)生了巨大的變化，大學物理教學的改革已成為廣大高等學校提高教學質(zhì)量關(guān)注的熱點，也面臨諸多問題，亟待解決。主要表現(xiàn)在:①教學內(nèi)容偏多、偏雜，與現(xiàn)代科技結(jié)合較少，反映科技前沿及現(xiàn)代技術(shù)的應用更少。②教學方法以教師滿堂灌的“注入式”為主，缺乏自主探究式學習和缺乏師生互動，不利于學生分析、解決問題能力及創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。③教學手段不夠豐富，物理演示實驗常被忽視，大學物理理論教學和實驗教學嚴重脫節(jié);同時不重視學生個體差異，不能因材施教。④學校各專業(yè)的物理教學遵循教學計劃、實施的教學內(nèi)容基本相同，忽視了不同專業(yè)所需物理知識的不同特征。

二、大學物理教學模式的研究和實踐

針對上述理工科專業(yè)大學物理課程教學的現(xiàn)狀和特點，我們在對國內(nèi)外大學物理課程教學的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢進行充分論證的基礎(chǔ)上，對大學物理課程教學進行改革研究，結(jié)合多個教改立項進行研究，最后確立“強化基礎(chǔ)知識和學科滲透，促進創(chuàng)新意識形成和能力培養(yǎng)”為理念，構(gòu)建新的課程教學內(nèi)容體系，進行分類別、分層次、分模塊的大學物理教學模式，并從2006年開始實施。圍繞課程定位與各專業(yè)培養(yǎng)目標，對課程內(nèi)容進行系統(tǒng)的改革。具體內(nèi)容包括以下三個方面:

1.針對專業(yè)不同，分類別教學

針對我校專業(yè)特點，將大學物理分為理科類、工科A類和工科B類三個類別。理科類包含信息與計算科學、地球物理、地理信息系統(tǒng)、應用化學和材料化學等專業(yè)，理論教學128學時，實驗教學66學時，教學內(nèi)容在教學大綱基礎(chǔ)上分別擴展與各專業(yè)相結(jié)合的知識。工科A類專業(yè)包含資源勘查工程、勘查技術(shù)與工程、寶石及材料工藝學、土木工程、工程管理、材料科學與工程、、給水排水工程、機械設(shè)計制造與自動化、生物工程等專業(yè)，理論教學96課時，實驗48課時，教學內(nèi)容針對不同的專業(yè)，注重基礎(chǔ)知識在實際生活和工程中的應用，適當擴充近代物理的內(nèi)容。工科B類包含計算機科學與技術(shù)、電子信息工程、通信工程和網(wǎng)絡(luò)工程等專業(yè)，理論課72課時，實驗36課時，教學內(nèi)容簡化力學和熱學等與專業(yè)聯(lián)系不夠緊密的知識，側(cè)重講解電磁學和光學內(nèi)容，使得大學物理教學內(nèi)容服務(wù)于專業(yè)的應用。

2.針對學生基礎(chǔ)不同，分層次教學

為了讓不同層次的學生最大限度地發(fā)揮其潛力，實施“視對象分層次教學”，因材施教，將大學物理教學分為三個層次:培優(yōu)班、普通班和提高班。具體的分班辦法主要依據(jù)學生的數(shù)學、物理基礎(chǔ)進行。

3.針對學生動手能力和興趣不同，分模塊教學

把大學物理實驗課的教學分成三個模塊:①基礎(chǔ)實驗;②演示與仿真實驗;③綜合與創(chuàng)新實驗。根據(jù)學生本身能力，三個模塊的實驗項目可自主確定比例。教學過程由淺入深、由易到難、循序漸進，按照認知規(guī)律進行教學。教學內(nèi)容體系設(shè)置為:緒論和預備實驗、基礎(chǔ)型實驗、綜合型實驗、設(shè)計創(chuàng)新型實驗、研究型實驗。實驗課程內(nèi)容設(shè)置體現(xiàn)知識從低到高、從基礎(chǔ)到前沿、從接受知識到培養(yǎng)科學素質(zhì)，逐步提高綜合能力的過程。

三、大學物理教學創(chuàng)新意識培養(yǎng)的研究和實踐

1.加強演示實驗教學，促進理論與實驗教學相結(jié)合

2004年創(chuàng)建物理演示實驗室，2008年增加到100多個物理演示實驗，將演示實驗儀器與多媒體設(shè)備配合，使得大學物理教學環(huán)境得到極大的改善。實驗室開放式教學，激發(fā)了學生學習興趣，為全面培養(yǎng)學生的動手能力和創(chuàng)新能力提供了硬件環(huán)境。

2.課外科技活動使知識與應用相結(jié)合

成立大學生物理協(xié)會，通過教師指導、協(xié)會組織等方式，建立科技活動小組，開展家電維修、科普講座、數(shù)理文化節(jié)等活動，組織學生參加大學生挑戰(zhàn)杯、電子設(shè)計大賽、數(shù)模競賽及各種科技競賽活動，使同學們把課堂上較抽象的知識與生產(chǎn)實際結(jié)合起來，培養(yǎng)了學生運用物理知識解決實際問題的能力。

3.創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練計劃項目提升綜合素質(zhì)

通過組織教師指導大學生“創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練計劃”立項，項目源于有市場需求的物理實用技術(shù)，如光電技術(shù)、微電子技術(shù)、太陽能應用等，通過項目的實施與完成，使學生創(chuàng)新能力得到較大的提升。

四、大學物理教學研究的成果總結(jié)

根據(jù)不同專業(yè)制定相應的教學大綱，對專業(yè)知識相關(guān)的物理內(nèi)容進行擴充，加深學生對物理基礎(chǔ)學科與其專業(yè)學科間關(guān)聯(lián)性的認識，激發(fā)各專業(yè)學生的學習興趣，提升大學物理在理工科專業(yè)教學中的地位。

加強演示實驗教學，促進理論與實驗教學相結(jié)合;開展課外科技活動，使知識與應用相結(jié)合，培養(yǎng)學生把物理知識運用于實踐生活的創(chuàng)新意識;通過創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練計劃等項目實施，提升學生綜合素質(zhì)。

通過教學改革，教學質(zhì)量顯著提高，學生綜合能力、創(chuàng)新意識得到培養(yǎng);在電子設(shè)計大賽、挑戰(zhàn)杯、數(shù)模競賽獲獎多項;師資隊伍素質(zhì)全面提高，涌現(xiàn)出一批優(yōu)秀教師和優(yōu)秀教學成果，主持及參與了多項省部、校級教改項目。

大學物理各種教學資源全部應用于教學，出版的教材和發(fā)表的論文起到了較強的輻射作用。國內(nèi)院校的老師多次到我院參觀學習，并將成果應用于相關(guān)學校，取得了很好的教學效果。由于成果成效顯著，國內(nèi)專家給予了高度的評價。

［1］梁業(yè)廣.與大一學生探討“為什么要學習大學物理”［J］.科教導刊，2011，(12):19 －19.

［2］梁業(yè)廣.大學物理教學改革與創(chuàng)新的研究與實踐［J］.科技信息，2010，(31):21 －21.