唐山學(xué)院少學(xué)時(shí)大學(xué)物理教學(xué)改革實(shí)施方案

劉 敏

（唐山學(xué)院 基礎(chǔ)教學(xué)部，河北 唐山 063000）

物理學(xué)是自然科學(xué)和工程技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)，是科技創(chuàng)新的源泉。大學(xué)物理是各工科專業(yè)的一門公共基礎(chǔ)課，也是一門重要的必修課程。大學(xué)物理的教學(xué)目標(biāo)不僅僅是為學(xué)生學(xué)習(xí)專業(yè)課打好必要的物理基礎(chǔ)，更重要的是培養(yǎng)學(xué)生現(xiàn)代的、科學(xué)的自然觀、宇宙觀和辯證唯物主義世界觀，培養(yǎng)學(xué)生的探索、創(chuàng)新精神，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維能力和科學(xué)研究方法。

大學(xué)物理由于理論性強(qiáng)，內(nèi)容抽象，涉及面廣，不僅涉及到物理知識(shí)，而且涉及到許多大學(xué)生剛剛接觸到的高等數(shù)學(xué)知識(shí)，使之成為眾多課程中學(xué)習(xí)難度較大的一門課程；另一方面，由于各專業(yè)學(xué)生物理基礎(chǔ)參差不齊，導(dǎo)致教與學(xué)陷入困境。為解決這一矛盾，國(guó)內(nèi)外各高校紛紛進(jìn)行了教學(xué)改革。有的采用在同一個(gè)班級(jí)按照學(xué)生學(xué)習(xí)能力的差異實(shí)施分層次教學(xué)，有的采用將全校同一年級(jí)各專業(yè)學(xué)生按物理基礎(chǔ)的不同，分為A、B、C三個(gè)層次實(shí)施分層次教學(xué)。但是以上兩種方法實(shí)施難度大。在同一個(gè)班級(jí)按照學(xué)生學(xué)習(xí)能力的差異實(shí)施分層次教學(xué)，課堂教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)手段很難兼顧，考核標(biāo)準(zhǔn)不一樣對(duì)學(xué)生也不公平；將同一年級(jí)各專業(yè)學(xué)生打亂原來(lái)班級(jí)，按物理基礎(chǔ)不同分成A、B、C三類分班教學(xué)，排課困難，攪亂了教學(xué)秩序。

為強(qiáng)化學(xué)生實(shí)踐能力、職業(yè)能力和創(chuàng)新意識(shí)，培養(yǎng)綜合素質(zhì)高、基礎(chǔ)扎實(shí)、知識(shí)面較寬、實(shí)踐能力強(qiáng)，具有創(chuàng)新精神的應(yīng)用型高級(jí)專門人才，凸顯服務(wù)一線的應(yīng)用型人才培養(yǎng)特色，我院修訂了本科專業(yè)培養(yǎng)方案。在新的本科專業(yè)培養(yǎng)方案下，各專業(yè)重新制定了大學(xué)物理教學(xué)計(jì)劃，將大學(xué)物理的授課學(xué)時(shí)銳減為94學(xué)時(shí)或80學(xué)時(shí)。那么，如何在這么少學(xué)時(shí)的基礎(chǔ)，使學(xué)生掌握這門課程，更好地為學(xué)生的后期學(xué)習(xí)和發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，就成了每個(gè)從事大學(xué)物理教學(xué)工作的教師需要認(rèn)真思考和研究的問(wèn)題，大學(xué)物理的教學(xué)改革勢(shì)在必行。

通過(guò)走訪相關(guān)專業(yè)教研室，了解不同專業(yè)后續(xù)課程對(duì)物理有關(guān)知識(shí)點(diǎn)的需求；通過(guò)對(duì)不同專業(yè)、不同年級(jí)學(xué)生的學(xué)習(xí)現(xiàn)狀、學(xué)習(xí)內(nèi)容、學(xué)習(xí)中的重點(diǎn)難點(diǎn)的調(diào)研；通過(guò)學(xué)習(xí)調(diào)查國(guó)內(nèi)外高校大學(xué)物理課程教學(xué)及改革情況；結(jié)合本院新的本科專業(yè)培養(yǎng)方案和學(xué)時(shí)安排以及人才培養(yǎng)目標(biāo)，我們?cè)诖髮W(xué)物理的教材、教學(xué)大綱、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法進(jìn)行了改革。

1 教材

項(xiàng)目組全體成員通過(guò)對(duì)各種教材的反復(fù)比較，重新選定了高等教育出版社出版的、馬文蔚教授等人編寫的、普通高等教育“十一五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材《物理學(xué)教程》（第2版）作為教材。該教材涵蓋了教育部《理工科非物理類專業(yè)大學(xué)物理課程教學(xué)基本要求》基本要求中的核心內(nèi)容，重點(diǎn)突出，體系合理，深度適當(dāng)，分量適中，在內(nèi)容上更加簡(jiǎn)潔明了、形象生動(dòng)、深入淺出、易于理解。

2 教學(xué)大綱

根據(jù)各專業(yè)的需求和學(xué)時(shí)，制定了多元化的教學(xué)大綱。例如：測(cè)控專業(yè)（80學(xué)時(shí)），選定了質(zhì)點(diǎn)力學(xué)、振動(dòng)和波動(dòng)、電磁學(xué)和波動(dòng)光學(xué)四個(gè)部分作為教學(xué)內(nèi)容，并且提高了對(duì)電磁學(xué)和波動(dòng)光學(xué)的要求，降低了對(duì)振動(dòng)和波動(dòng)的要求；機(jī)械制造和材料成型專業(yè)（80學(xué)時(shí)），選定了質(zhì)點(diǎn)力學(xué)、剛體力學(xué)、振動(dòng)和波動(dòng)、熱力學(xué)和電磁學(xué)5個(gè)部分作為教學(xué)內(nèi)容，并且提高了對(duì)力學(xué)、振動(dòng)和波動(dòng)、熱力學(xué)的要求，降低了對(duì)電磁學(xué)的要求；建筑環(huán)境工程專業(yè)（80學(xué)時(shí)），選定了質(zhì)點(diǎn)力學(xué)、振動(dòng)和波動(dòng)、熱力學(xué)和電磁學(xué)四個(gè)部分作為教學(xué)內(nèi)容，并且提高了對(duì)力學(xué)、熱力學(xué)的要求，降低了對(duì)電磁學(xué)、振動(dòng)和波動(dòng)的要求；土木工程專業(yè)（80學(xué)時(shí)），選定了質(zhì)點(diǎn)力學(xué)、剛體力學(xué)、振動(dòng)和波動(dòng)、電磁學(xué)和波動(dòng)光學(xué)五個(gè)部分作為教學(xué)內(nèi)容，并且提高了對(duì)力學(xué)、振動(dòng)和波動(dòng)的要求，降低了對(duì)電磁學(xué)和波動(dòng)光學(xué)的要求；化學(xué)工程各專業(yè)（80學(xué)時(shí)），選定了質(zhì)點(diǎn)力學(xué)、剛體力學(xué)、振動(dòng)和波動(dòng)、熱力學(xué)和波動(dòng)光學(xué)五個(gè)部分作為教學(xué)內(nèi)容；信息工程各專業(yè)（94學(xué)時(shí)），選定了質(zhì)點(diǎn)力學(xué)、剛體力學(xué)、振動(dòng)和波動(dòng)、電磁學(xué)和波動(dòng)光學(xué)五個(gè)部分作為教學(xué)內(nèi)容，并且提高了對(duì)振動(dòng)和波動(dòng)、電磁學(xué)和波動(dòng)光學(xué)的要求。

3 教學(xué)內(nèi)容

根據(jù)各專業(yè)的特點(diǎn)和新擬定的教學(xué)大綱，制定了多元化的、更具有專業(yè)特色、時(shí)代特色的教學(xué)內(nèi)容。

1）由于學(xué)時(shí)極度緊張，在保證物理學(xué)知識(shí)必要的系統(tǒng)性及完整性的前提下，盡量避免和中學(xué)內(nèi)容的重復(fù)，中學(xué)已經(jīng)講授的內(nèi)容一帶而過(guò)；將可以組合在一起的內(nèi)容組合在一起講授節(jié)省學(xué)時(shí)。

2）將大學(xué)物理課程分為“通用模塊”和“專業(yè)模塊”兩個(gè)部分。所謂“通用模塊”，就是各專業(yè)通用的部分，例如：質(zhì)點(diǎn)力學(xué)；簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的基本特征和表示法、同方向、同頻率的簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的合成規(guī)律、簡(jiǎn)諧振動(dòng)的能量；平面諧波的表示法以及波方程物理意義、波的相干條件以及干涉加強(qiáng)和減弱的條件等等。為體現(xiàn)學(xué)生物理基礎(chǔ)及不同專業(yè)對(duì)大學(xué)物理的要求，在“通用模塊”基礎(chǔ)上按不同專業(yè)需求搭配相應(yīng)的“專業(yè)模塊”，根據(jù)不同專業(yè)開(kāi)設(shè)物理知識(shí)的不同“專業(yè)模塊”進(jìn)行教學(xué)，這也是本項(xiàng)目的研究重點(diǎn)內(nèi)容之一。例如，我院的通信、電信、測(cè)控專業(yè)，在專業(yè)課程教學(xué)中需要用到較多的電磁學(xué)知識(shí)，我們將針對(duì)此專業(yè)的“專業(yè)模塊”部分重點(diǎn)講授相關(guān)電磁場(chǎng)知識(shí)，增加一些介質(zhì)的極化、磁化、位移電流、麥克斯韋方程組、電磁波的講授；土建、建筑環(huán)境工程、機(jī)械專業(yè)對(duì)力學(xué)、熱學(xué)需要的比較多，所以在專業(yè)模塊中重點(diǎn)講授力學(xué)、熱學(xué)，增加轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的計(jì)算和平行軸定理、內(nèi)燃機(jī)、電冰箱和空調(diào)原理的介紹。

3）注意理論與實(shí)際的聯(lián)系，增加物理規(guī)律在日常生活和生產(chǎn)實(shí)踐中的應(yīng)用和物理學(xué)與新技術(shù)方面等內(nèi)容的介紹，并將其盡可能地融合到例題之中，這樣不僅有利于學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解和掌握，鍛煉了解題能力，而且可以增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣，培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的能力，同時(shí)也節(jié)省了講授時(shí)間。例如，講解機(jī)械能守恒定律時(shí)，將伯努利方程的由來(lái)、意義和應(yīng)用融合到例題之中；講解角動(dòng)量守恒定律時(shí)，將登月的原理融合到例題之中。

4）為了讓學(xué)生學(xué)會(huì)進(jìn)一步掌握知識(shí)的方法和能力，力求在教學(xué)功能上，實(shí)現(xiàn)由“授人以魚(yú)”轉(zhuǎn)到“授人與漁”，加強(qiáng)對(duì)物理思想、物理學(xué)研究方法及物理學(xué)研究方法貫穿教學(xué)實(shí)踐的研究，力求在傳授知識(shí)的同時(shí)，將物理學(xué)的研究方法傳授給學(xué)生。例如，在講授基礎(chǔ)知識(shí)的時(shí)候，簡(jiǎn)單介紹一些產(chǎn)生背景，穿插介紹一些科學(xué)家科學(xué)研究的特色和思路、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，物理學(xué)的發(fā)展等。

5）重點(diǎn)加強(qiáng)了例題、習(xí)題和問(wèn)題的基礎(chǔ)性、應(yīng)用性和典型性。增加了各章的小結(jié)和豐富的例題，既可用于習(xí)題課，又可用于課堂討論題和課外練習(xí)題，這些題目都是在教學(xué)實(shí)踐中收集到的學(xué)生常問(wèn)的或易弄錯(cuò)的問(wèn)題，盡量做到難易適中、概念性強(qiáng)、理論聯(lián)系實(shí)際，計(jì)算過(guò)程簡(jiǎn)單明了。

4 教學(xué)方法

針對(duì)學(xué)生和教學(xué)內(nèi)容的特點(diǎn)實(shí)施多樣化的教學(xué)方法，不僅可以充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和求知欲，加深學(xué)生對(duì)知識(shí)的認(rèn)知與記憶，同時(shí)可以讓學(xué)生學(xué)會(huì)進(jìn)一步掌握知識(shí)的方法和能力，使學(xué)生主動(dòng)地、自覺(jué)地投入到學(xué)習(xí)活動(dòng)中去。

1）在傳統(tǒng)講授式教學(xué)的基礎(chǔ)上，有機(jī)地將啟發(fā)式、提問(wèn)式、類比式、討論式、滲透式等多種教學(xué)方法融入到課堂教學(xué)中。例如，在物理概念或物理定理的引進(jìn)時(shí)，盡量采用提問(wèn)的方式，使學(xué)生對(duì)問(wèn)題產(chǎn)生懸念，激發(fā)思考，然后步步深入講解，起到引人入勝的效果；將熟悉的內(nèi)容與不熟悉的內(nèi)容、相近的內(nèi)容進(jìn)行類比，例如：在研究剛體的定軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，引導(dǎo)學(xué)生將剛體和質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律作成了一個(gè)對(duì)照表，并讓學(xué)生自己找出規(guī)律；在研究正循環(huán)和逆循環(huán)的特點(diǎn)、應(yīng)用時(shí)，將兩者放在了一起，一張PPT中，使學(xué)生一目了然，形成了鮮明的對(duì)比。

2）在目前大幅度壓縮學(xué)時(shí)的情況下，廣泛應(yīng)用集文字、聲音、影像、圖形、視頻、動(dòng)畫互動(dòng)式為一體的多媒體教學(xué)課件，會(huì)大大增加課堂容量，節(jié)省課堂信息傳遞時(shí)間，豐富課堂活動(dòng)內(nèi)容，吸引學(xué)生的注意力，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。根據(jù)新擬定的教學(xué)大綱和教學(xué)內(nèi)容，我們制作與之相匹配的電子教案和電子教學(xué)講義，電子教案含有大量設(shè)計(jì)巧妙和精美的Flash動(dòng)畫和圖片，生動(dòng)形象地展示了物理圖像和動(dòng)態(tài)的物理過(guò)程。在多媒體動(dòng)畫制作中我們力求與實(shí)際相符，同時(shí)增加了部分實(shí)物演示實(shí)驗(yàn)的錄像。