淺談大學物理在理工科專業中的教學

王柳等

[摘 要]物理學是一門研究宇宙中物體結構及其運動規律的基礎學科，其基本原理與研究方法滲透于自然學科的各個領域。物理學中每一次重要的突破都會促使科學生產力的改進或導致新的科技革命。從大學物理在理工科專業中作為公共基礎課的重要性出發，針對學生學習效果差、教學質量提高難等問題，剖析問題存在的主要原因，探索性地提出提高教學效果與質量的方法。

[關鍵詞]大學物理 理工科專業 教學

[中圖分類號] G642 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2014）18-0143-02

物理學是一門研究宇宙中物體結構及其運動規律的基礎學科，其基本原理與研究方法滲透于自然學科的各個領域。物理學中每一次重要的突破都會促使科學生產力的改進或導致新的科技革命。另一方面，隨著科學技術的不斷更新與進步，又促進了物理學基礎研究的發展，而產生了許多前沿交叉學科。大學物理教學對學生的作用不僅僅在于提高其物理知識，它在培養學生的科學素質包括科學思維方法、科學研究方法、創新精神及靈活運用數學工具等方面都具有獨特的優勢。

一、大學物理在理工科專業中的重要性

大學物理是高等院校理工科類各專業在大學階段一門重要的基礎課，在培養學生觀察問題、分析問題和解決問題等方面具有其他課程所不能替代的作用。物理學是自然科學和工程技術的基礎，是工程創新的源泉。因此，在理工科的大學物理教學中，我們既要強調物理學自身的研究方法與規律，又要注重物理學與各理工科專業間的有效銜接，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的加強縱向擴充和橫向聯系，加強不同學科專業之間的相互滲透。對非物理專業的學生來說，物理知識并不一定能直接應用于專業工作之中，所以在物理學習過程中，應讓學生懂得除了要注重大學物理對專業課程的基礎作用，掌握相關的概念和物理規律，還應注重對物理思想方法的領悟和把握，提高邏輯思維能力和解決問題、分析問題的能力。通過大學物理的學習，使學生不僅對物理知識有系統的了解和掌握，而且通過學習過程要鍛煉學生發現問題、分析問題、解決問題等各方面的學習能力，這些對專業知識的學習和自身能力的提升有著非常重要的意義。

二、大學物理教學過程中存在的問題

近年來各高校由于擴招等諸方面的原因，導致生源質量參差不齊，給基礎課程教學尤其是大學物理教學帶來了一定的影響。以筆者所在學校為例，大學物理課程主要面向土木工程、資源勘測、資源規劃、地球物理、環境科學、測繪工程、材料工程、機械自動化、信息與通信工程等理工科專業大一大二本科生開設。在教學過程中，筆者發現很多學生自主學習、獨立性等方面表現較差，對教師的教學上的引導有很強的依賴性，許多學生課堂學習興趣不高、學習效果差，導致教學質量難以提高。通過綜合各方面的分析，存在以下幾個方面的原因：

（一）部分學生物理基礎較差，學習存在困難

由于近些年高考制度的改革以及高校的擴招，部分地區學生參加高考時可以選報“3+X”的科目，所以部分學生高考時未選擇物理。而大學物理是所有工科專業的必修基礎課程，當這部分學生進入大學學習工科專業時，就顯得物理基礎和理解力相對較弱，使得同專業學生對物理的學習基礎和能力參差不齊。此外，部分工科專業學生在高考錄取時是單招生、民族生等，也會導致部分學生物理基礎不同。這些問題導致部分學生較難跟上教學進度，不能獨立完成作業，甚至少數學生未能通過期末考試。

（二）部分工科學生對大學物理的學習興趣不高

由于課時量的限制，大學物理教學課堂中教師不可能對所有的知識點都講得特別詳細。教師主要是挑重難點進行啟發性的講解，而大學物理的內容本身比較抽象、理論性比較強，且對學生高等數學功底的要求比較高，這就導致了學生在理解問題對感到較困難。在這種情況下，如果學生自己不積極鉆研，不向老師、同學請教，就會因跟不上教學進度而導致消極、厭學。

（三）課程教學節奏快，學生獨立思考時間少

大學物理的理論性強且內容多、抽象、深奧，在學習過程中要用到很多高等數學的知識，特別是微積分，然而，工科專業大學物理的課時量相對較少。針對這種情況，為了緩解學時少、內容多之間的矛盾，在大學物理教學過程中通常將上課內容做成電子教案進行多媒體教學，這樣可以節約寫黑板、畫圖等的時間，并且可以提供更多的信息量。值得指出的是，這種多媒體教學的方式通常進度較快，學生對物理推導過程的理解需要一定的反應時間，因而導致學生跟不上教學進度；此外，使用多媒體教學，使部分學生上課時注意力難以集中，也不做筆記，寄希望于課后拷貝電子教案作為復習使用，而導致課堂教學效率降低。

（四）課程內容面廣，課時量少

大學物理所包含的內容主要有質點力學、剛體力學、電磁學、振動與波、光學、熱學、相對論與量子物理等。而大學物理在工科專業中作為一門基礎課程，其所開設的課時量一般為100學時左右，甚至更少。以我校（桂林理工大學）為例，如資源勘測、環境工程、化學化工等專業開設大學物理為96學時，分上下冊，兩學期完成，而通訊、材料等部分專業僅開設72學時。對于這些工科專業的學生來說，他們絕大部分在中學都學過物理，所以物理對于他們來說并不是一門全新課程，他們具有相當多的物理基礎知識。然而，這些學生可能已經習慣于中學物理的教學方法和思維方式，對大學的教學可能還不能很好的適應。為了完成教學內容，大學教師在教授這門課程時一般對重要知識點以及難點部分進行重點講解，而對于其他內容輕描淡寫，很少有時間像中學那樣進行大量的習題分析與講解。因此，學生在學習過程中難以把重點、難點及相關知識融會貫通，無法形成較好的結構體系。

三、解決方案

鑒于大學物理在工科類專業中的教學現狀及存在的問題，為了提高大學物理的教學質量，培養學生探索、創新精神，我們提出以下方法來引導基礎不同的學生提高其學習興趣與能力，以獲得更多的物理知識。

（一）大學物理與中學物理的銜接

大學物理在工科專業中作為一門公共基礎必修課程，一般在大一第二學期和大二第一學期開設。在這個階段，很多學生對大學的教學模式還沒有完全適應，對于物理的學習的思維方式還停留在中學物理的模式中。所以，在大學物理的教學工程中如何將學生從中學的思維模式中引入大學的思維模式是急需解決的問題。在教學過程中教師可以在開始時盡量放慢教學進度，讓學生慢慢的進入到大學物理學習的氛圍，掌握學習大學物理的方法和思維模式；同時在課程教學中對于與中學物理相關的物理問題可以進行對比教學。

（二）進行適當的實例講解和演練

大學物理作為工科專業學生的一門基礎課程，要求學生對課程的基本概念、基本理論及基本方法有較為系統的認識、理解與初步的應用能力即可，所以學生在學習過程中沒有必要像中學一樣進行題海戰術。因此，在大學物理的學習過程中要求學生所做的習題必須是具有代表性的經典題，通過這些典型習題達到鞏固知識的目的。例如，可以通過一些小例題來引導學生用微積分和矢量知識來進行解題，以弄清物理定律、定理及其意義與應用等。通過與中學物理解題方法的對比，讓學生體會大學物理解題中應用新方法的便捷性和嚴謹性。

（三）引導學生具有自主學習意識，培養自學能力

自主學習和自學能力是一個合格大學生所必須具備的基本學習能力之一，是學生在學習、科研與工作中獲得知識、運用知識的重要能力。所以，培養學生自學能力，引導其進行自主學習是大學課程教學中的重要環節。

具體可以從以下幾個方面進行引導：1.課堂上布置自學內容，在規定時間內進行檢查。2.提供相關的參考書，在平時學習中碰到的問題與困難，學生可以通過查閱參考書進行解決，以培養學生自主學習和自學能力。3.針對不同專業的學生，在教學中適當的增加大學物理中與其專業相關的知識進行講解，以提高學生的學習興趣。4.建設與課堂同步的網絡課程，提供教學課件、習題及解答、視頻等相關學習資料，以方便學生自學所需。

四、總結

本文從大學物理在理工科專業中作為公共基礎課的重要性出發，分析了在教學過程中存在一些必須要解決的問題，如部分學生物理基礎較差、部分學生學習興趣不高、教學節奏快使學生獨立思考時間少、課程內容面廣課時量少等等。文章提出了應對這些問題的一些方法，如做好大學物理與中學物理的銜接，進行適當的實例講解和演練，引導學生具有自主學習意識，培養自學能力等。

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[責任編輯：鐘 嵐]