大學物理在理工科專業中的現狀分析與改革

◆倪江利 黃文娟 蘇 磊

(安徽三聯學院礎部)

大學物理在理工科專業中的現狀分析與改革

◆倪江利 黃文娟 蘇 磊

(安徽三聯學院礎部)

通過對本科院校中理工科專業學生問卷調查，結果發現目前教學存在很多不良現狀，學習興趣不高，由于比較弱的中學基礎和比較難的高數，使得學生失去了信心。通過一定的改革，提出相應的方案，來提高學生的學習能力，提高教學質量，為培養應用型人才奠定基礎。

大學物理 教學改革 高等教育 多媒體教學

一、引言

大學物理是一門理工科學生的專業基礎課，為學習專業知識奠定基礎。大學物理是一門應用型比較強的自然學科，需要一定的中學知識和比較好的高等數學知識，但由于在辛苦的高中三年之后，今天高校失去外界壓力使學生自主學習意識不高。高校為了生源，在理工科專業中文理兼收，尤其是民辦高校，理工科招收的文科生相對較多，這對大學物理的教學產生了一定的困難。介于這種現狀，需要對大學物理課程教學進行改革，改變以往的教學模式，能夠培養出應用型人才。基于以上問題對大學理工科學生進行了問卷調查，提出相應的改革方案，進一步提高教學質量。

二、目前的現狀與分析

(一)現狀的調查

對安徽三聯學院2013級理工本科500人進行問卷調查，有效回收472份，對于目前的現狀，主要如下：

1.只有一半左右.的學生認為《大學物理》很重要。

2.對《大學物理》感興趣的人更是低于30%，不感興趣的主要原因是物理太難懂、沒有使用價值。

3.大部分學生認為學習《大學物理》的最大障礙，在于中學物理和高等數學基礎不好、大學物理難度較大等。同時，我們也對影響大學學習的因素進行了調查，其主要因素為沒有學習的動力。

(二)現狀分析

對于大學學生都能認識到大學物理的重要性，但對于與本專業開設的課程與物理的聯系很迷茫，不知對未來的學習有何作用，對學校開設物理課程持被動的接受，完成期末考試，沒有主動學習的興趣。中學時期靠外界的壓力，主要來自于升學、老師和家長的督促，進入大學失去了動力。對于大多數學生，中學基礎比較弱，尤其是文科生基本沒有基礎，加上對于高等數學的要求比較高，而學生高數基礎弱，應用到物理就更不知所措。

大學物理內容較多，一般普通物理學分為力學、熱學、電磁學、光學和原子物理學五個部分，而現在很多學校因為課時緊張，從而壓縮基礎課的教學時間，授課教師為了完成教學任務，可能進度較快，沒有體會到學生的掌握程度，加上傳統的講授式教學使學生在連續上幾節物理課的情況下，感到疲憊、走神和跟不上進度慢慢失去了對學習物理的興趣。教師在教學中對自己的教學充滿信心，認真教學，但缺乏與學生溝通，未能有效的提高教學。

(三)教師的錯誤觀念

高等教育擔任著國家未來的發展，為國家和社會培養出有用的人才，責任重大。在我國高等教育中，一直以來沒有引起足夠的重視，而西方國家卻對他們的高等教育非常重視。傳統的觀念中，認為進入大學就等于進入天堂，被社會認為高校就是“養老院”，對于大學的老師更是被認為很休閑的職業。中學的教育有著升學的壓力，而大學往往是全面放開，由學生自主學習，而剛剛進入大學校園的學生突然失去外界的壓力，徹底失去了約束，漸漸地失去了學習的動力。高校的教師經常持有學生成績不影響自己，而是科研與職稱，很多老師可能過分注重科研而忽略教學，更不會與學生交流，讓學生對老師產生了距離感。學生之中存在成績的優異，但智商的差異并不大，只是惰性比較強，但有很強的想象力和創造力，若能正確引導可以成為優秀的人才。

對于每位學生做到“不拋棄，不放棄”。培養的每位高校的學生，不僅關系著他的未來，也關系著學校的發展，同時也關系著別人的未來。例如，醫學院的學生，可能他的學習習慣，形成的態度卻關系著別人的命運。有一位醫生因為自己的貪玩，在手術結束之后，病人蘇醒之前拿走了器材，導到病人的死亡。這樣的現象在生活中，可能不止少數，也許他們的今天是因為高等教育的失誤導致。向社會中輸送每一位畢業生，我們首先讓學生“如何做人”，其次才是成為對社會有用的人才。

三、大學物理課程改革的設想

(一)精選教材

大學物理教材有很多種版本，每種教材都有系統的理論知識，對經典的定理、定律都作了精辟的描述，但對于理論的應用、對現代技術的影響、相關的物理學史和科學前沿卻涉及很少，這些內容在物理教學中起到非常重要的作用。近年來，由于各個工科專業開設的專業課增多，從而壓縮了基礎課程。對于整個物理上完很難，而且學生基礎很弱，尤其是文理兼收的專業，在有限的課時內，很難達到應用型本科所具備的要求。

據調查，多數高校開設的大學物理課程教學設計中， 一般為72～108學時，而《非物理類理工科大學物理課程教學基本要求》中建議， 理論課學時數不能少于126學時， 實驗課學時數不能少于57學時， 多數教師采用刪減內容的方式進行授課， 嚴重阻礙了學生知識面的拓展。因此，針對我們的學生不能選擇理論性太強的課本，注重與應用有關的知識。安徽三聯學院當前使用的物理教材是由馬文蔚、周雨青主編的《物理學教程》(第二版)。此書中的內容理論知識較多、較難。不太適合學生全面學習掌握。而像程守洙主編的《普通物理學》(第四版)等比較適合學生學習掌握。

(二)針對專業需求，修訂教學大綱

大學物理課程是為學好專業課程而開設，因此，根據各專業與物理的知識交叉部分，制定合理的教學大綱。結合我們學院理工科開設的計算機與科學、信息與通信、交通三個工科院系。現在安徽三聯學院說有的院系上課內容統一是力學和電磁學，而光學、電學等完全不上，可是有的專業這兩個方面的知識用到的非常少甚至用不到。例如，計算機與科學技術專業開設的單片機課程，對于大學物理的光學和電磁學結合較多，我們重點開設電磁和光，對于經典的力學的講解可以相應的減少，只需要講解經典的質點動力學和牛頓定律等就可以，以便于讓學生懂得科學的思維方法和研究問題的方法。而信息與通信學院開設的電子信息工程、電子科學與技術、通信工程、電氣工程及其自動化等專業的學生，重點講解與電學相關的知識。交通學院開設的交通工程、交通運輸、機械設計及自動化等專業的學生，需要重點講解力學、電磁學、光學和熱學等方面的內容。在講到相應的知識時，可以有效的與專業知識結合，合理設置教學內容的廣度和深度，量體裁衣，細化到知識點，可激發學生對大學物理學習的興趣，兼具事半功倍的功效。

(三)編寫銜接教材和課本相應習題集

高校的生存主要是生源的數量和質量，因此，有的理工科專業采取了文理兼收的方式，而且像我校三本類的學生，中學基礎較差，對于物理也沒什么興趣。目前高校使用的各種大學物理教材，還沒有針對目前現狀的應用型理工科學生的教材。因此，將招收的同專業的文理學生進行合理分班，將基礎比較差的理科學生放入文科班。編寫與高中有關的相應的知識，成為學校的校本教材，在開設的文科班級中，多增加相應的課時，在每次大學課程前，先上一定的高中知識，對于大學的內容注重理論解決實際的問題，淡化繁瑣的理論推導，能將理論應用到實踐中去。

自然學科需要一定的練習來消化所學的知識，而大學的課程安排相對集中，每周一次上完新課內容，學生在連續接受新知識，而又缺乏理解的情況下，慢慢對課堂失去了興趣。物理本身的內容比較難，學生中學階段就很難理解，缺乏練習，課本習題又難，作業也多數采取買參考答案抄襲完成，久而久之，對物理徹底失去了信心。大學物理的教材，例題和習題相對我校學生比較難，需要能夠編排出每節內容的相應習題，裝訂成冊，成為學校的校本作業。在傳授一個知識點的同時，學生做相應的習題來加強理解，教師在課堂下指導，并掌握學生的程度，課后讓學生完成校本作業。

四、改進教學模式，體現以學生為原則

愛因斯坦說：“興趣是最好的老師。”為了提高教學質量，能更有效地激發學生的學習興趣，成為大學物理教學中重要的任務。

(一)在物理教學中引入物理學史

傳統的教學模式主要是講授式，采用的教學過程是灌輸式和填鴨式充斥課堂，學生處于被動接受，教師缺乏與學生交流，導致了教與學的分離．而90后的大學生覺得枯燥和乏味，學生漸漸失去信心。傳統教學方式是教師在板書和作圖， 推導演繹公式和原理，學生印象深刻，但缺乏課堂氣氛，學生容易疲勞和走神。

物理是推動社會發展的自然科學之一，學生不僅要掌握公式和定律， 還需要了解物理學家為這些珍貴的知識所付出的艱辛勞動，甚至付出生命的代價。每個定律基本上都有相應的物理學家，在教學過程中，講述定律的同時，介紹物理學史和名人軼事， 緩解緊張的學習壓力和活躍課堂氣氛，感受科學家為追求真理而獻身的崇高境界， 培養他們實事求是、不畏艱難的科學精神，達到事半功倍的效果。

(二)板書教學與多媒體教學相結合

物理來源于生活，“從生活走向物理，從物理走向社會”，將生活現象引入到課堂，與物理知識有機結合，提高物理學習的趣味性、積極性和主動性。

板書是教師必備的基本教學技能之一，優點是便于理論推導、思路的延展和適于學生的思維節奏，但缺點是花費時間過多、不夠鮮活生動和與生活應用的聯系欠佳。多媒體教學成為輔助板書教學的有效手段，越來越受到青睞。在教學中，引入生活現象，制作成flash，引入動畫模擬等，將抽象的物理概念、模型的理解變得更為清晰和直觀。關注每天生活發生的現象，適時引入到課堂中來。例如，在講授動量定理時，講解網上經常報道的小孩向高速公路拋石子而釀成傷亡和利用柔軟的水來開采礦產等，讓學生對物理現象有深刻的印象。在講述磁場時，播放一段一部電影“地心末日”，引入一段鴿子飛行的畫面，闡述地磁場的存在，來吸引學生對物理得興趣。多媒體教學存在教學速度快和只看只講不寫的弊端，對于基礎較差的同學，容易造成走馬觀花、難以跟上老師教學思路的局面。因此，板書教學與多媒體教學需有機地結合，揚長避短，發揮各自的優勢，以達到課堂教學的最佳效果。

(三)理論與實驗結合

應用型人才要求具有理論聯系實際解決問題的能力，因此，教學中需要培養學生的這種能力。物理實驗不僅能更好地理解和掌握理論知識， 而且還能為工作和進一步學習打下堅實基礎。實驗是理論與實際的結合，根據理論課程合理安排實驗，但保持實驗的獨特性，鍛煉學生調節儀器的能力，如水平儀、光杠桿、游標卡尺、電流表、電壓表和萬用表等基礎實驗。

美國密歇根大學物理學和天文學學院主任Bauer教授曾說，教學內容組織的核心是提高學生的學習興趣。學生對社會發生的熱點問題比較感興趣，理論教學介紹能源的消耗、電動發動機、溫室效應、LED屏等，實驗教學根據各專業需求開設前沿科學實驗，展示物理學的最新動態，演示物理學的奇妙現象。

(四)完善的考核機制

中學教育一直致力于改革，希望多方面選撥人才，打破一紙定終生的格局，但一直都沒有一個合理的方式。為了更進一步的激發學生課堂的積極性，對于課程最終的考核，可以通過雙軌制。現在很多高校都采用了，平時分40%(或30%)+卷面分60%(70%)的模式，但對于平時分學生沒有形成足夠的重視，一方面，中學基本沒有平時分的概念；另一方面，授課教師沒能給出合理的平時分，而大多數教師采用打了統一的分數或為了能夠學生過隨意的給出平時分。為了能夠積極的讓學生參與課堂互動，采用對于回答比較好的同學實行加分制。以我校為例，學生的平時成績占總成績的40%，可以從出勤率占10%+課堂表現占10%+作業占10%+期中成績占10%+期末成績占60%的模式，需要授課教師認真執行，讓學生感受到量化的實行。大學物理比較難，有些學生遇到困難或基礎差的原因，抄襲作業，沒有認真的思考所遇到的問題，漸漸形成習慣，遇到困難就退縮，教師通過讓學生上黑板的方式，來督促和鼓勵學生遇到困難，要能夠迎難而上不可退縮。

五、結束語

社會不斷地發展，高等教育變得越來越重要，我們不僅要搞好科研，做到教學相長，而且還要改進我們的教學方式，提高自身的教學水平，結合現代化教育設備，與各專業的專業課程和實驗課有機的結合起來，提高學生的學習興趣，培養出合格的應用型人才。

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