與專業結合的大學物理課程教學改革探討

摘要：大學物理在工科院校各個專業學習中具有重要的作用。通過分析大學物理教學目前存在的問題，探尋物理教學改革的方向和途徑，著重介紹根據不同專業對物理知識的不同需求歸并教學方向，調整教學內容和考評方式，探討與專業結合的大學物理教學的新模式。

關鍵詞：大學物理；專業結合；教學改革

作者簡介：王娜（1982-），女，河北衡水人，天津城建大學理學院物理系，講師；江越（1984-），男，河北邯鄲人，天津城建大學理學院物理系，助教。（天津 300384）

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）32-0148-02

大學物理是高等院校工科類學生的一門重要基礎課，其作用是為學生后繼專業課程的學習以及學生畢業后在工作和學習中進一步學習新理論、新知識、新技術奠定必要的物理基礎。工科大學生們物理基礎的厚薄將會影響他們日后的工作適應能力和發展后勁。[1]因此，如何提高學生學習大學物理的興趣，發揮大學物理在專業課程學習以及今后工作中的知識儲備作用，使之有效地為學生專業素養及學習能力的提高服務已成為廣大物理教育者所面臨的首要問題。探討和摸索出一條大學物理教學與專業課程學習有效結合的新方法對實現教學過程的最優化具有極為積極的意義。

一、大學物理課程的教學現狀

1.教學模式固定化，與專業脫節

大學物理作為一門基礎課程，人們往往強調它的基礎性，而忽視了不同專業學生對物理內容的不同需求。教學中按照多年來形成的固定模式，對不同專業的學生采用統一的教學大綱和同一個授課標準。同時，由于大學物理自身理論性較強，與專業課程結合不緊密，致使學生對物理課的學習經常感到枯燥無味，提升不了學習大學物理的興趣，甚至出現大學物理“無用論”。

2.教學學時有限，教學內容廣泛

“高等院校非物理類專業基礎物理課程教學指導委員會”專門制定和發布了《非物理類理工學科大學物理課程教學基本要求》。其中建議完成大學物理核心內容所需的最低學時數為126學時。實際情況是大多數非重點院校的培養計劃增加了專業課的學時，將作為基礎課的大學物理學時做了一系列調整，達不到126學時的最低標準。為了完成教學大綱規定的全部內容，教師往往照本宣科，很難對知識點的應用進行詳細的剖析和展開。

3.考評方式相對單一

長久以來，大學物理的考核基本上是采用期末考試成績為主，出勤率及課后作業完成情況為輔的方式。這種考核方式無法提高學生自主學習的興趣，多數學生往往是處于考試壓力之下被動學習，抱著60分萬歲的想法，考前臨時抱佛腳，只要過關就萬事大吉。因此，單一的考評方式并不能真正反映一個學生對知識的掌握和應用程度。

二、教學改革的方向與途徑

1.加強大學物理任課教師與專業教師的溝通交流[2]

目前，大學物理任課教師都只接受過系統的物理專業教育，對其他專業的知識了解程度還不夠。因此，物理授課教師應深入專業院（系）進行調研，與專業課教師針對學科交叉知識點進行充分溝通交流，了解專業需求。教師平時要加強對與物理聯系緊密的專業知識的學習，提高專業能力和知識水平。教學中做到心中有數，有針對性地授課，縮短學生與大學物理間的距離，使得學生不再畏懼物理課程。

2.歸并教學方向，調整教學內容

由于學時的限制，在保證“必須、夠用”為度的前提下，有必要根據不同專業的需求調整教學內容，壓縮與專業相關度小的章節的學時，適當增加與專業銜接緊密章節的學時。在平時教學中突出重點，充分利用學生對專業知識的渴望來提高對物理的興趣，從而增強學習物理的動力和信心，提高教學效果。

大學物理的教學內容涵蓋了力學、熱學、電磁學、波動光學和近代物理五篇，各部分內容在不同專業中應用的類型和深度是有差異的。根據不同專業對物理知識的需求，形成幾個主要教學方向：對力學知識要求較多的土木和機械類、對電磁學要求較多的計算機與電子信息類以及對熱學知識要求較多的材料和熱能類。在保證基本物理教學要求的前提下，根據以上幾個教學方向對物理知識要求側重點的不同，對教學內容進行調節。此外，對不同專業同一個教學內容的深度和教學方法也要有所區分，與專業課程銜接緊密的知識點要進行突出和引申。

3.當調整傳統的考評方式，對學生的學習進行更綜合的評價[3]

在傳統的以期末成績為主，以出勤率及課后作業完成情況為輔的評價方式的基礎上，適當增加對課堂表現和課后知識應用等方面的考核。比如，讓學生撰寫一兩篇物理知識在本專業中的應用或物理知識和本專業課程的關系等相關的學習體會或讀書報告。鼓勵學生自己搜集資料，增加學習的主動性。同時在文章的撰寫過程中不僅可以加深學生對物理理論知識的理解，還能使學生對于物理與本專業的關系有更深層面的認識，改變他們對物理學習的茫然，消除無用的看法。

三、大學物理教學內容和教學方法改革實證

1.土木和機械類專業

土木和機械類專業與物理緊密相關的課程有“理論力學”、“結構力學”和“材料力學”等，涉及的知識點主要有：質點運動學、牛頓運動定律、功和能、沖量和動量、剛體定軸轉動和機械振動等。教師在講授時，除了講授教材中的經典物理知識之外，重點講授土木和機械類專業用到的物理知識。在知識與技能的運用上強調物理應用意識的培養，培養學生用物理知識解決實際問題的意識與能力。

但是，鑒于土木和機械類專業存在的局部差異，對此大類內的講授側重點也可以有所區分。例如：機械專業學生經常遇到飛輪、皮帶輪、滑輪等的轉動問題，需要較多的剛體知識。因此，在剛體定軸轉動的教學中，無論是內容講解還是習題設置，都應與專業應用相聯系，讓學生切實感受到學好大學物理與學好專業課是相輔相承、相互促進的關系。在大學物理教學中，阻尼振動和受迫振動是選講內容，而對于土木類專業學生來講，這部分內容在結構力學中計算剛架的頻率和周期中有重要應用，應進行重點講授。同時在傳授知識的同時，對于土木類專業的學生更應注重力學的分析和計算方法，為他們后續的專業課程的學習提供有益的幫助。

2.計算機與電子信息類專業

計算機與電子信息類專業所開設的“電路分析”、“電磁場”、“電子技術”等課程與物理密切相關，相關知識點主要包括：靜電場和穩恒電場、穩恒磁場、電磁感應、電磁場和電磁波等。

大學物理中的電磁場主要強調電磁場的描述、場與場源的相互作用、矢量場的基本規律，這些都是電子信息科學的理論基礎。對計算機和電子信息類專業的學生應偏重于對電磁學的講解及其相關科研新進展的介紹，以便增強學生對大學物理的認可程度，激發學習大學物理的興趣，并在學習專業課之前培養出良好的狀態。

電磁波是信息傳播的重要手段，是電子信息類專業理論的重要基礎知識，但是在以往大學物理教學中經常作為選講內容，改革后應該將其列為重點。在講解這部分知識的時候，利用多媒體或者模型演示向學生展示電磁的產生、傳播過程，介紹產生的原理以及在現實生活中的應用，讓學生感受到所學物理理論知識與工程實踐及本專業的基礎知識的聯系，激發學生的積極性和主動性。

3.材料和熱能類專業

材料和熱能類專業開設“物理化學”、“材料物理性能”和“高分子物理”等課程與物理聯系緊密，涉及到的知識點主要包括：平衡態、理想氣體狀態方程、功、熱量、內能、定壓熱容、定容熱容、熱力學第一定律及應用、熱力學第二定律、卡諾循環、可逆與不可逆過程等。因此，對材料和熱能類專業學生教學應側重于熱學部分。

熱學中的熵函數和熵增原理通常是選講內容，一般僅作為介紹性知識，但是在材料和熱能類專業中它的作用顯得尤為重要，需要將內容做相應的擴充并結合專業中可能遇到的實例來講授，為學生的“物理化學”等后續專業課的學習做好鋪墊。另外，對材料類專業學生講授大學物理時，還需要引入有關光學的近代部分，如：光子的能量問題。因為在設計材料時，經常需要考慮材料對光的適應能力。

四、結語

正確處理大學物理與專業課之間的關系，原則上既要保持物理學的整體性，又要兼顧到學生的不同專業特色。根據各專業培養目標和后續學科專業課的不同，將相關學科知識融入到大學物理教學中，有針對性地調整教學內容，為學生專業課的學習提供有益的幫助，實現基礎物理教學與專業能力培養的有機結合，克服大學物理與其他專業課脫節的教學現狀，進而提高學生的學習興趣。從整體來講，一方面物理教學培養了學生必備的物理能力和科學素養，具有其他課程無法替代的地位；另一方面在教學中增加物理在各專業中的應用，使學生能夠學以致用，為后繼專業課學習打下良好而堅實的基礎。因此，該教學模式的建立，將不僅使學生終身受益，而且能夠促進物理教學水平的不斷推進與提高。

參考文獻：

[1]吳百詩.大學物理基礎[M].第1版.北京：科學出版社，2007.

[2]贠書杰，耿磊，秦體恒.數學課程分專業教學改革的探討[J].河南機電高等專科學校學報，2010，18（1）：90-93.

[3]何玉平.高等工程院校大學物理教學改革研究與實踐[J].宜春學院學報，2011，33（8）：175-176.