《理論物理導論》精品課程建設的探索與實踐

張曉燕，董鴻飛

（1.內蒙古工業大學 理學院物理系，內蒙古 呼和浩特 010051；2.赤峰學院 建筑與機械工程學院，內蒙古 赤峰 024000）

課程建設是高校教學基本建設中最基礎性的工作，在推動高等教育發展，促進高等教學改革的整體進程中，課程建設始終處于核心地位，在人才培養中具有無可替代的重要性.課程建設不僅體現辦學思想、辦學特色，甚至還可以成為學校發展進程中的標尺.而在課程建設中，精品課程建設更是可以起到示范和指針的作用.精品課程是具有高水平的教學隊伍、先進的教學內容、教學方法和手段、優秀的教材、科學的教學管理等特點的示范性課程.在一所學校里，充分考慮學科與專業分布以及對學校教學工作的示范作用，建設一批具有輻射性強、能夠帶動其他課程建設的精品課程，通過精品課程建設提高學校整體教學水平，全面提高教育教學質量，造就數以千萬計的專門人才和一大批拔尖創新人才，既可以提升我國高等教育的綜合實力和國際競爭能力，又可以有利于切實推進教育創新，深化教學改革[1].

《理論物理導論》是我校理學院電子信息科學與技術專業和材料學院材料物理專業的專業必修課，主要通過講授物理理論基礎知識為學生打下扎實的專業基礎，進一步為后續的專業課學習做鋪墊，同時在教學過程中注重培養學生解決實際問題的能力，充分體現了工科院校人才培養的目標，達到引領示范作用，因而《理論物理導論》于2005年被列入我校精品建設課程.

根據《國家精品課程建設工作實施辦法》相關要求我們開展了《理論物理導論》課程的建設和改革.經過了四年多的不懈努力，圍繞課程建設目標，在教學內容建設、教學條件建設、教學方法與手段改革以及完善課程建設機制等方面做了大量工作，并在實踐中不斷總結經驗、積極創新,取得了較明顯的教學改革效果.

1 重新整合課程內容，構建有效知識體系

傳統《理論物理導論》課程包含“理論力學”、“電動力學”、“量子力學”和“熱力學與統計物理”四個知識單元，根據電子信息科學與技術專業和材料物理專業特點和知識結構需要，在課程設置上對四大力學的內容進行了合理取舍.打破傳統的基礎理論課的內容框架，構建了以“分析力學”、“量子力學”和“熱力學與統計物理”三個知識單元為主要內容的《理論物理導論》課程新體系，實踐證明這種整合是成功而合理的.因為凝聚態物理學已成為物理學最活躍的前沿領域，它研究的領域呈現多樣化和復雜化的特點，所采用的實驗手段以及技術方法正向著多學科、多領域的方向發展，包括化學物理、生物、地球物理、天文、地質等領域以及許多交叉科學.研究的對象從微觀到宏觀，如從DNA晶體到地球板塊驅動力，從量子電子器件到新材料的研制，都與凝聚態物理學息息相關.凝聚態物理在整個自然科學中，正在顯示出日益強大的影響力.量子物理和熱力學統計物理是處理凝聚態物理這一前沿領域問題的必要而重要的基礎理論工具，而分析力學中的哈密頓函數及拉各朗日函數又是量子力學學習的基礎.本次整合打破原有的知識架構，該合并的合并，該精簡的精簡,在有限課時里做到知識結構的完整性，并使三個知識單元前后呼應、互相滲透、融為一體.

2 了解學生學習理論物理的認知模式，激發學生學習動機和興趣[2]

學生對于知識的掌握主要通過聽講、實驗、課外閱讀等方式，而學生學習的動機和興趣直接影響學習效果，有的同學認為理論物理公式繁雜，物理概念難以理解，對實際生活沒有具體應用，漸漸地失去興趣.實際上，這是對理論物理缺乏真正了解的緣故，針對這些情況我們從2007年開始向全校學生開設了《物理學史》選修課，各專業的學生均可選修，通過對理論物理發展歷程的學習使得學生了解物理學對自然科學及人類發展的重要貢獻，并且通過現代科學與高新技術物理基礎的系列講座使得學生認識到理論物理并非是和應用無關的學科，相反的絕大多數的現代高新技術都需要以本科的理論物理為基礎.物理學自身的發展及其對工程技術的全面滲透已使理論物理在工程技術中的應用越來越廣泛.隨著核、半導體以及激光等科學的發展，應用型高新技術產業把人類的引入原子、信息、太空時代.由此產生的微電子、激光、計算機、光通訊技術徹底改變了人們生產生活的方式.這些變化正是理論物理在生產生活以及現代科技中的應用，通過《物理學史》的學習會提高了學生對物理的了解，進一步提高對理論物理的學習興趣.

3 全面推廣CAI教學，逐步實現本課程教學網絡化

通過改革傳統的教學方法和教學手段，實現教學模式的創新和教學手段的多樣化[3-5].隨著現代教育技術在高等教育教學中的應用日益加強，以現代電子計算機技術為基礎發展起來的多媒體技術作為一種全新的教學手段，可以把文本、圖形、聲音、圖像、動畫、視頻等多種信息集成在一起，從而實現了用語言文字和靜態二維畫面難以描繪的功能，彌補了傳統教學手段的不足.我們在課程建設中自編了《理論物理導論》電子課件和習題課件，利用多媒體教學向學生展示課程內容以及相關的物理知識背景資料，通過多媒體技術的實現，不僅能增加課堂教學的信息量，又提高了教學效率和質量，使學生從埋頭抄筆記中解放出來，有更多的時間去思考琢磨學習方法和教學內容，給抽象、艱深的理論物理教學注入了新的活力.

網上資源是精品課程實現優質資源開放共享的主要載體，也是精品課程實現社會共享的主要渠道.教師基于網絡平臺進行輔助教學,發布自己的最新成果，維護更新課程內容，學生也是通過網絡了解相關課程資源.我們于2005年起建立了理論物理導論課程動態網頁（網絡課程地址：http://jichubu.imut.edu.cn/llwldlweb/index.html），實現網上學生和老師的互動討論和動態輔導以及資源瀏覽等.目前已經上網的教學資源有《理論物理導論》教學大綱、考試大綱、課程的參考書目、電子教案、習題庫及問題解答.

4 強調以學生為本，課程特色鮮明

通過不斷的更新與改革，本著以學生為本，建立了多元化的教學環境，緊跟學科發展，注重專業特點和應用，在提高教學質量和教學效果為目的的前提下，課程特色鮮明，已形成以下特色：

4.1 課程體系結構合理，內容學習靈活

打通人為對理論物理的分割，以統一的觀點介紹理論物理，避繁就簡，使學生在較短的時間內領略理論物理的思想并得到一定的抽象思維訓練.

4.2 優秀的師資隊伍，良好的教學管理

我校理論物理導論任課教師的職稱結構、年齡結構、學歷結構都非常合理，中青年教師都具有碩士或博士學位，教學經驗豐富，科研和教學研究成果出色.教學文件資料規范齊備，已形成良好的傳統.

4.3 發展現代教育技術，建立多元化的教學環境

實施并推廣了《理論物理導論》多媒體教學，調動了學生的學習熱情，通過課程網絡使得學生增加了科技知識，為學生提供課堂之外的學習資源，有效利用現代化教育技術，實現了立體化、生動化、人性化的多元教學環境.

4.4 緊跟學科發展，保持教學內容的先進性

課程組教師將本學科的有關前沿問題和自己的科研成果，通過課堂講授和課程網站等方式溶入到課程教學中，不僅保證了授課內容的系統性和完整性，而且突出了課程內容的先進性.

4.5 面向專業、面向實際的應用特色

本課程的教學注重理論知識和實際應用的結合.教師結合自身的科研工作，運了用大量的實際資料和數據，介紹物理理論在材料物理、物理科學中的應用，增強了學生解決實際問題，適應科研工作的能力，指導學生就相關課題撰寫學年論文和畢業設計.

總之，我們期望通過《理論物理導論》精品課程的建設，通過教學內容的優化和重組、教學方法和教學手段的改革和探索，不僅能夠提高教學質量，同時培養學生自主學習，勇于創新的能力，為最終培養成為有知識、有能力、適應社會發展需要的應用型大學本科人才而打下堅實的基礎.

〔1〕張婷．精品課程建設的幾點想法[J]．中國科技信息，2009，8(14)：278－279.

〔2〕萬勇．由認知過程分析理論物理教學改革中的主要問題[J]．高等理科教育，2005，11(6)：86－89.

〔3〕鄧桂昌．對理論物理教學改革的認識問題[J]．現代物理知識，2000，6(s1)：114.

〔4〕劉巖，楊小紅，羅志環，黎永耀，林健榮．高校《理論物理導論》課程教學改革的探索與實踐 [J]．赤峰學院學報，2009，25（6）：18－19.

〔5〕王金霞，蘇樹兵．《理論物理導論》教學改革的探索與實踐[J]．寧波工程學院學報，2008，20(2)：62－65.